«Ульяновский медико-биологический журнал»

REVIEWS

Download article

DOI 10.34014/2227-1848-2024-4-25-38

ROLE OF DOPAMINE IN THE REGULATION OF CARDIOVASCULAR SYSTEM

R.R. Nigmatullina1, D.I. Sadykova1, K.R. Salakhova1, E.S. Slastnikova1,2, L.R. Khusnutdinova1

1 Kazan State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation, Kazan, Russia;

2Children's Republican Clinical Hospital, Ministry of Health of the Republic of Tatarstan, Kazan, Russia

Dopamine is an endogenous catecholamine and its effects are not limited to the central nervous system. Thus, dopamine affects the gastrointestinal motility, hormone release, and sodium balance. Recently, the role of peripheral dopamine in regulating cardiac functions has been studied by various scientists.

The aim of the review is to summarize the currently available data on the role of dopamine in cardiac regulation.

Materials and Methods. Papers from PubMed, Google Scholar, and eLIBRARY.RU were analyzed for the literature review.

Results. Dopamine, being an agonist of cardiac α- and β-adrenergic receptors, has positive chronotropic and inotropic cardiac effects. In proximal arteries, catecholamine causes dose-dependent contraction, whereas in distal arteries, low dopamine concentration leads to dilation, while high concentration causes contraction. Due to the wide variety of receptors, dopamine has a cardioprotective effect, reducing cardiac hypertrophy and fibrosis. Experimental studies with laboratory animals have shown that catecholamine suppresses inflammation mediated by NLRP3 inflammasome activation in cardiomyocytes, and reduces IL-6 and endothelin-1 release. Dopamine plays an important role in the pathogenesis of hypertension by regulating epithelial sodium transport and interacting with vasoactive hormones/humoral factors such as aldosterone, angiotensin, renin, and vasopressin. Dopamine may also have a negative cardiac effect. Use of a dopamine-adrenergic receptor agonist increases mortality risk among patients with advanced heart failure. High level of free catecholamine is an independent risk factor for future coronary events in patients with coronary heart disease.

Conclusion. Dopamine plays a special role in cardiac regulation. However, further studies are desirable, as it is necessary to examine the changes in the catecholamine concentration in various cardiac pathologies. In the future, it will contribute to the development of effective diagnostic, preventive and therapeutic measures.

Key words: dopamine, catecholamine, dopamine receptors, cardiovascular system, hypertension, heart.

 

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Author contributions

Research concept and design: Nigmatullina R.R., Sadykova D.I.

Literature search: Salakhova K.R., Slastnikova E.S., Khusnutdinova L.R.

Text writing and editing: Nigmatullina R.R., Sadykova D.I., Salakhova K.R., Slastnikova E.S.

References

  1. Mackie P., Lebowitz J., Saadatpour L., Nickoloff E., Gaskill P., Khoshbouei H. The dopamine transporter: An unrecognized nexus for dysfunctional peripheral immunity and signaling in Parkinson's Disease. Brain Behav Immun. 2018; 70: 21–35. DOI: 10.1016/j.bbi.2018.03.020.

  2. Channer B., Matt S.M., Nickoloff-Bybel E.A., Pappa V., Agarwal Y., Wickman J., Gaskill P.J. Dopamine, Immunity, and Disease. Pharmacol Rev. 2023; 75 (1): 62–158. DOI: 10.1124/pharmrev.122.000618.

  3. Arreola R., Alvarez-Herrera S., Pérez-Sánchez G., Becerril-Villanueva E., Cruz-Fuentes C., Flores-Gutierrez E.O., Garcés-Alvarez M.E., de la Cruz-Aguilera D.L., Medina-Rivero E., Hurtado-Alvarado G., Quintero-Fabián S., Pavón L. Immunomodulatory Effects Mediated by Dopamine. J Immunol Res. 2016; 2016: 3160486. DOI: 10.1155/2016/3160486.

  4. Matt S.M., Gaskill P.J. Where Is Dopamine and how do Immune Cells See it?: Dopamine-Mediated Immune Cell Function in Health and Disease. J Neuroimmune Pharmacol. 2020; 15 (1): 114–164. DOI: 10.1007/s11481-019-09851-4.

  5. Mezey E., Eisenhofer G., Hansson S., Hunyady B., Hoffman B.J. Dopamine produced by the stomach may act as a paracrine/autocrine hormone in the rat. Neuroendocrinology. 1998; 67 (5): 336–348. DOI: 10.1159/000054332.

  6. Goldstein D.S., Eisenhofer G., Kopin I.J. Sources and significance of plasma levels of catechols and their metabolites in humans. J Pharmacol Exp Ther. 2003; 305 (3): 800–811. DOI: 10.1124/jpet.103.049270.

  7. Nigmatullina R.R., Kirillova V.V., Jourjikiya R.K., Mukhamedyarov M.A., Kudrin V.S., Klodt P.M., Palotás A. Disrupted serotonergic and sympathoadrenal systems in patients with chronic heart failure may serve as new therapeutic targets and novel biomarkers to assess severity, progression and response to treatment. Cardiology. 2009; 113 (4): 277–286. DOI: 10.1159/000205962.

  8. Moore S.C., Vaz de Castro P., Yaqub D., Jose P.A., Armando I. Anti-Inflammatory Effects of Peripheral Dopamine. Int J Mol Sci. 2023; 24 (18): 13816. DOI: 10.3390/ijms241813816.

  9. Miyajima K., Kawamoto C., Hara S., Mori-Kojima M., Ohye T., Sumi-Ichinose C., Saito N., Sasaoka T., Metzger D., Ichinose H. Tyrosine hydroxylase conditional KO mice reveal peripheral tissue-dependent differences in dopamine biosynthetic pathways. J Biol Chem. 2021; 296: 100544. DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100544.

  10. Mignini F., Tomassoni D., Traini E., Amenta F. Dopamine, vesicular transporters and dopamine receptor expression and localization in rat thymus and spleen. J Neuroimmunol. 2009; 206: 5–13. DOI: 10.1016/j.jneuroim.2008.09.018.

  11. Wolfovitz E., Grossman E., Folio C.J., Keiser H.R., Kopin I.J., Goldstein D.S. Derivation of urinary dopamine from plasma dihydroxyphenylalanine in humans. Clin Sci (Lond). 1993; 84 (5): 549–557. DOI: 10.1042/cs0840549.

  12. Uutela P., Karhu L., Piepponen P., Käenmäki M., Ketola R.A., Kostiainen R. Discovery of dopamine glucuronide in rat and mouse brain microdialysis samples using liquid chromatography tandem mass spectrometry. Anal Chem. 2009; 81 (1): 427–434. DOI: 10.1021/ac801846w.

  13. Eisenhofer G., Aneman A., Friberg P., Hooper D., Fåndriks L., Lonroth H., Hunyady B., Mezey E. Substantial production of dopamine in the human gastrointestinal tract. J Clin Endocrinol Metab. 1997; 82 (11): 3864–3871. DOI: 10.1210/jcem.82.11.4339.

  14. Missale C., Nash S.R., Robinson S.W., Jaber M., Caron M.G. Dopamine receptors: from structure to function. Physiol Rev. 1998; 78 (1): 189–225. DOI: 10.1152/physrev.1998.78.1.189.

  15. Goldberg L.I. Cardiovascular and renal actions of dopamine: potential clinical applications. Pharmacol Rev. 1972; 24 (1): 1–29.

  16. Neumann J., Hofmann B., Dhein S., Gergs U. Role of Dopamine in the Heart in Health and Disease. Int J Mol Sci. 2023; 24 (5): 5042. DOI: 10.3390/ijms24055042.

  17. Regitz V., Bossaller C., Strasser R., Schüler S., Hetzer R., Fleck E. Myocardial catecholamine content after heart transplantation. Circulation. 1990; 82 (2): 620–623. DOI: 10.1161/01.cir.82.2.620.

  18. Ozono R., O'Connell D.P., Vaughan C., Botkin S.J., Walk S.F., Felder R.A., Carey R.M. Expression of the subtype 1A dopamine receptor in the rat heart. Hypertension. 1996; 27: 693–703. DOI: 10.1161/01.hyp.27.3.693.

  19. Tonnarini G., Parlapiano C., Cavallotti D., Tego A., Curione M., Giancaspro G., Vincentelli G.M., Leone S., Cavallotti C. Dopamine receptor subtypes in the human coronary vessels of healthy subjects. J Recept Signal Transduct Res. 2011; 31 (1): 33–38. DOI: 10.3109/10799893.2010.506878.

  20. Mohanty P.K., Sowers J.R., Thames M.D., Beck F.W., Kawaguchi A., Lower R.R. Myocardial norepinephrine, epinephrine and dopamine concentrations after cardiac autotransplantation in dogs. J Am Coll Cardiol. 1986; 7 (2): 419–424. DOI: 10.1016/s0735-1097(86)80515-0.

  21. Toda N., Okunishi H., Okamura T. Responses to dopamine of isolated human gastroepiploic arteries. Arch Int Pharmacodyn Ther. 1989; 297: 86–97.

  22. Endoh M. Effects of dopamine on sinus rate and ventricular contractile force of the dog heart in vitro and in vivo. Br J Pharmacol. 1975; 55 (4): 475–486. DOI: 10.1111/j.1476-5381.1975.tb07422.x.

  23. Brodde O.E., Vogelsang M., Broede A., Michel-Reher M., Beisenbusch-Schäfer E., Hakim K., Zerkowski H.R. Diminished responsiveness of Gs-coupled receptors in severely failing human hearts: no difference in dilated versus ischemic cardiomyopathy. J Cardiovasc Pharmacol. 1998; 31 (4): 585–594. DOI: 10.1097/00005344-199804000-00018.

  24. Wagner J., Schümann H.J., Knorr A., Rohm N., Reidemeister J.C. Stimulation by adrenaline and dopamine but not by noradrenaline of myocardial alpha-adrenoceptors mediating positive inotropic effects in human atrial preparations. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1980; 312 (1): 99–102. DOI: 10.1007/BF00502581.

  25. Abella L.R., Jacob H., Hesse C., Hofmann B., Schneider S., Schindler L., Keller M., Buchwalow I.B., Jin C., Panula P., Dhein S., Klimas J., Hadova K., Gergs U., Neumann J. Initial characterization of a transgenic mouse with overexpression of the human D1-dopamine receptor in the heart. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2024; 397 (7): 4939–4959. DOI: 10.1007/s00210-023-02901-y.

  26. Matsumoto T., Ozono R., Sasaki N., Oshima T., Matsuura H., Kajiyama G., Carey R.M., Kambe M. Type 1A dopamine receptor expression in the heart is not altered in spontaneously hypertensive rats. Am J Hypertens. 2000; 13: 673–677. DOI: 10.1016/s0895-7061(99)00270-8.

  27. Ding G., Wiegerinck R.F., Shen M., Cojoc A., Zeidenweber C.M., Wagner M.B. Dopamine increases L-type calcium current more in newborn than adult rabbit cardiomyocytes via D1 and beta2 receptors. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008; 294 (5): 2327–2335. DOI: 10.1152/ajpheart.00993.2007.

  28. Cavallotti C., Mancone M., Bruzzone P., Sabbatini M., Mignini F. Dopamine receptor subtypes in the native human heart. Heart Vessels. 2010; 25 (5): 432–437. DOI: 10.1007/s00380-009-1224-4.

  29. Liu J., Jin Y., Wang B., Wang Y., Zuo S., Zhang J. Dopamine D1 receptor alleviates doxorubicin-induced cardiac injury by inhibiting NLRP3 inflammasome. Biochem Biophys Res Commun. 2021; 561: 7–13. DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.04.098.

  30. Ryabov V.V., Gombozhapova A.E., Samoylova Yu.O., Sirotina M.A., Malysheva D.A., Maslov L.N. NLRP3 inflammasoma v patogeneze ostrogo infarkta miokarda: vzglyad kardiologa [NLRP3 inflammasome in the pathogenesis of acute myocardial infarction: a cardiologist's view]. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2024; 29 (4): 5649. DOI: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2024-5649 (in Russian).

  31. Bäck M., Yurdagul A., Tabas I., Öörni K., Kovanen P.T. Inflammation and its resolution in atherosclerosis: mediators and therapeutic opportunities. Nat Rev Cardiol. 2019; 16 (7): 389–406. DOI: 10.1038/s41569-019-0169-2.

  32. Li H., Shi S., Sun Y.H., Zhao Y.J., Li Q.F., Li H.Z., Wang R., Xu C.Q. Dopamine D2 receptor stimulation inhibits angiotensin II-induced hypertrophy in cultured neonatal rat ventricular myocytes. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2009; 36 (3): 312–318. DOI: 10.1111/j.1440-1681.2008.05064.x.

  33. Li H.Z., Guo J., Gao J., Han L.P., Jiang C.M., Li H.X., Bai S.Z., Zhang W.H., Li G.W., Wang L.N., Li H., Zhao Y.J., Lin Y., Tian Y., Yang G.D., Wang R., Wu L.Y., Yang B.F., Xu C.Q. Role of dopamine D2 receptors in ischemia/reperfusion induced apoptosis of cultured neonatal rat cardiomyocytes. J Biomed Sci. 2011; 18 (1): 18. DOI: 10.1186/1423-0127-18-18.

  34. Aguayo-Cerón K.A., Calzada-Mendoza C.C., Méndez-Bolaina E., Romero-Nava R., Ocharan-Hernández M.E. The regulatory effect of bromocriptine on cardiac hypertrophy by prolactin and D2 receptor modulation. Clin Exp Hypertens. 2020; 42 (7): 675–679. DOI: 10.1080/10641963.2020.1772814.

  35. Gaweda G., Iyer R.P., Shaver P.R., Grilo G.A., Dinkins M.L., Stoffel H.J., Clemens S., de Castro Brás L.E. Dopamine receptor D3 agonist (Pramipexole) reduces morphine-induced cardiac fibrosis. Biochem Biophys Res Commun. 2020; 529 (4): 1080–1085. DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.06.137.

  36. Liu X.S., Zeng J., Yang Y.X., Qi C.L., Xiong T., Wu G.Z., Zeng C.Y., Wang D.X. DRD4 Mitigates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury in Association With PI3K/AKT Mediated Glucose Metabolism. Front Pharmacol. 2021; 11: 619426. DOI: 10.3389/fphar.2020.619426.

  37. Niewiarowska-Sendo A., Kozik A., Guevara-Lora I. Influence of bradykinin B2 receptor and dopamine D2 receptor on the oxidative stress, inflammatory response, and apoptotic process in human endothelial cells. PLoS One. 2018; 13 (11): e0206443. DOI: 10.1371/journal.pone.0206443.

  38. Ling Z.D, Potter E.D, Lipton J.W, Carvey P.M. Differentiation of mesencephalic progenitor cells into dopaminergic neurons by cytokines. Exp Neurol. 1998; 149 (2): 411-423. DOI: 10.1006/exnr.1998.6715.

  39. Mai W., Liao Y. Targeting IL-1β in the Treatment of Atherosclerosis. Front Immunol. 2020; 11: 589654. DOI: 10.3389/fimmu.2020.589654.

  40. Zarei S., Frieden M., Rubi B., Villemin P., Gauthier B.R., Maechler P., Vischer U.M. Dopamine modulates von Willebrand factor secretion in endothelial cells via D2-D4 receptors. J Thromb Haemost. 2006; 4 (7): 1588–1595. DOI: 10.1111/j.1538-7836.2006.01998.x.

  41. Morange P.E., Simon C., Alessi M.C., Luc G., Arveiler D., Ferrieres J., Amouyel P., Evans A., Ducimetiere P., Juhan-Vague I., PRIME Study Group. Endothelial cell markers and the risk of coronary heart disease: the Prospective Epidemiological Study of Myocardial Infarction (PRIME) study. Circulation. 2004; 109 (11): 1343–1348. DOI: 10.1161/01.CIR.0000120705.55512.EC.

  42. Thompson S.G., Kienast J., Pyke S.D., Haverkate F., van de Loo J.C. Hemostatic factors and the risk of myocardial infarction or sudden death in patients with angina pectoris. European Concerted Action on Thrombosis and Disabilities Angina Pectoris Study Group. N Engl J Med. 1995; 332 (10): 635–641. DOI: 10.1056/NEJM199503093321003.

  43. Zeng C., Armando I., Luo Y., Eisner G.M., Felder R.A., Jose P.A. Dysregulation of dopamine-dependent mechanisms as a determinant of hypertension: studies in dopamine receptor knockout mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008; 294 (2): 551–569. DOI: 10.1152/ajpheart.01036.2007.

  44. Olsen N.V., Olsen M.H., Bonde J., Kanstrup I.L., Plum I., Strandgaard S., Leyssac P.P. Dopamine natriuresis in salt-repleted, water-loaded humans: a dose-response study. Br J Clin Pharmacol. 1997; 43 (5): 509–520. DOI: 10.1046/j.1365-2125.1997.t01-1-00589.x.

  45. Banday A.A., Lokhandwala M.F. Dopamine receptors and hypertension. Curr Hypertens Rep. 2008; 10 (4): 268–275. DOI: 10.1007/s11906-008-0051-9.

  46. Yoshimura M., Kambara S., Okabayashi H., Takahashi H., Ijichi H. Effect of decreased dopamine synthesis on the development of hypertension induced by salt loading in spontaneously hypertensive rats. Clin Exp Hypertens A. 1987; 9 (7): 1141–1157. DOI: 10.3109/10641968709160039.

  47. Tumlin J.A., Dunbar L.M., Oparil S., Buckalew V., Ram C.V., Mathur V., Ellis D., McGuire D., Fellmann J., Luther R.R. Fenoldopam, a dopamine agonist, for hypertensive emergency: a multicenter randomized trial. Fenoldopam Study Group. Acad Emerg Med. 2000; 7 (6): 653–662. DOI: 10.1111/j.1553-2712.2000.tb02039.x.

  48. Haney M., Ward A.S., Foltin R.W., Fischman M.W. Effects of ecopipam, a selective dopamine D1 antagonist, on smoked cocaine self-administration by humans. Psychopharmacology (Berl). 2001; 155 (4): 330–337. DOI: 10.1007/s002130100725.

  49. Hampton J.R., van Veldhuisen D.J., Kleber F.X., Cowley A.J., Ardia A., Block P., Cortina A., Cserhalmi L., Follath F., Jensen G., Kayanakis J., Lie K.I., Mancia G., Skene A.M. Randomised study of effect of ibopamine on survival in patients with advanced severe heart failure. Second Prospective Randomised Study of Ibopamine on Mortality and Efficacy (PRIME II) Investigators. Lancet. 1997; 349 (9057): 971–977. DOI: 10.1016/s0140-6736(96)10488-8.

  50. Tisdale J.E., Patel R., Webb C.R., Borzak S., Zarowitz B.J. Electrophysiologic and proarrhythmic effects of intravenous inotropic agents. Prog Cardiovasc Dis. 1995; 38 (2): 167–180. DOI: 10.1016/s0033-0620(05)80005-2.

  51. Abe M., Iwaoka M., Nakamura T., Kitta Y., Takano H., Kodama Y., Kawabata K., Obata J.E., Mende A., Kobayashi T., Fujioka D., Saito Y., Hasebe H., Kugiyama K. Association of high levels of plasma free dopamine with future coronary events in patients with coronary artery disease. Circ J. 2007; 71 (5): 688–692. DOI: 10.1253/circj.71.688.

Received September 10, 2024; accepted November 07, 2024.

Information about the authors

Nigmatullina Razina Ramazanovna, Doctor of Sciences (Biology), Professor, Chair of Normal Physiology, Kazan State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 420012, Russia, Kazan, Butlerov St., 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4686-1231

Sadykova Dinara Il'gizarovna, Doctor of Sciences (Medicine), Professor, Head of the Chair of Hospital Pediatrics, Kazan State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 420012, Russia, Kazan, Butlerov St., 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-6662-3548

Salakhova Karina Ravilevna, Postgraduate Student, Chair of Hospital Pediatrics, Kazan State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 420012, Russia, Kazan, Butlerov St., 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7327-7025

Slastnikova Evgeniya Sergeevna, Candidate of Sciences (Medicine), Teaching Assistant, Chair of Hospital Pediatrics, Kazan State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 420012, Russia, Kazan, Butlerov St., 49; Pediatric Cardiologist, Children's Republican Clinical Hospital, Ministry of Health of the Republic of Tatarstan. 420012, Russia, Kazan, Orenburgskiy Tract St., 140; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1732-7443

Khusnutdinova Liliya Rinatovna, Senior Assistant, Chair of Hospital Pediatrics, Kazan State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation. 420012, Russia, Kazan, Butlerov St., 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-3676-2130

For citation

Nigmatullina R.R., Sadykova D.I., Salakhova K.R., Slastnikova E.S., Khusnutdinova L.R. Rol' dofamina v regulyatsii serdechno-sosudistoy sistemy [Role of dopamine in the regulation of cardiovascular system]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2024; 4: 25–38. DOI: 10.34014/2227-1848-2024-4-25-38(in Russian).

 

Скачать статью

УДК 612.1

DOI 10.34014/2227-1848-2024-4-25-38

РОЛЬ ДОФАМИНА В РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Р.Р. Нигматуллина1, Д.И. Садыкова1, К.Р. Салахова1, Е.С. Сластникова1,2, Л.Р. Хуснутдинова1

1 ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Казань, Россия;

2 ГАУЗ «Детская республиканская клиническая больница»  Министерства здравоохранения Республики Татарстан, г. Казань, Россия

 

Дофамин – эндогенный катехоламин, эффекты которого не ограничиваются центральной нервной системой. Так, дофамин влияет на моторику желудочно-кишечного тракта, высвобождение гормонов, баланс натрия. Последние десятилетия активно изучается роль периферического дофамина в регуляции функций сердечно-сосудистой системы.

Цель обзора – обобщить имеющиеся на сегодняшний день данные, касающиеся участия дофамина в регуляции системы кровообращения.

Материалы и методы. Для написания литературного обзора были использованы базы данных PubMed, Google Scholar, eLIBRARY.RU.

Результаты. Дофамин, являясь агонистом сердечных α- и β-адренорецепторов, оказывает положительные хронотропные и инотропные эффекты на сердце. В проксимальных артериях катехоламин вызывает дозозависимое сокращение, тогда как в дистальных артериях низкие концентрации дофамина приводят к дилатации, а высокие концентрации – к сокращению. Благодаря широкому разнообразию своих рецепторов дофамин оказывает кардиопротективный эффект, уменьшая гипертрофию и фиброз сердца. В экспериментальных работах с участием лабораторных животных показано, что катехоламин подавляет воспаление, опосредованное активацией инфламмасомы NLRP3 в кардиомиоцитах, снижает высвобождение IL-6 и эндотелина-1. Дофамин играет важную роль в патогенезе гипертонии, регулируя эпителиальный транспорт натрия и взаимодействуя с вазоактивными гормонами / гуморальными факторами, такими как альдостерон, ангиотензин, ренин, вазопрессин. Дофамин может оказывать и негативное влияние на сердечно-сосудистую систему. Использование агониста дофаминовых и адренергических рецепторов увеличивает риск смерти среди пациентов с прогрессирующей сердечной недостаточностью, а высокий уровень свободного катехоламина является независимым фактором риска будущих коронарных событий у пациентов с ишемической болезнью сердца.

Выводы. Дофамин играет особую роль в регуляции сердечно-сосудистой системы. Однако необходимо его дальнейшее изучение, а также исследование изменений концентрации катехоламина при различных патологиях системы кровообращения. В будущем это будет способствовать разработке эффективных диагностических, профилактических и терапевтических мероприятий.

Ключевые слова: дофамин, катехоламины, дофаминовые рецепторы, сердечно-сосудистая система, гипертония, сердце.

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования: Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И.

Литературный поиск: Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Хуснутдинова Л.Р.

Написание и редактирование текста: Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Салахова К.Р., Сластникова Е.С.

 

Литература

  1. Mackie P., Lebowitz J., Saadatpour L., Nickoloff E., Gaskill P., Khoshbouei H. The dopamine transporter: An unrecognized nexus for dysfunctional peripheral immunity and signaling in Parkinson's Disease. Brain Behav Immun. 2018; 70: 21–35. DOI: 10.1016/j.bbi.2018.03.020.

  2. Channer B., Matt S.M., Nickoloff-Bybel E.A., Pappa V., Agarwal Y., Wickman J., Gaskill P.J. Dopamine, Immunity, and Disease. Pharmacol Rev. 2023; 75 (1): 62–158. DOI: 10.1124/pharmrev.122.000618.

  3. Arreola R., Alvarez-Herrera S., Pérez-Sánchez G., Becerril-Villanueva E., Cruz-Fuentes C., Flores-Gutierrez E.O., Garcés-Alvarez M.E., de la Cruz-Aguilera D.L., Medina-Rivero E., Hurtado-Alvara­do G., Quintero-Fabián S., Pavón L. Immunomodulatory Effects Mediated by Dopamine. J Immunol Res. 2016; 2016: 3160486. DOI: 10.1155/2016/3160486.

  4. Matt S.M., Gaskill P.J. Where Is Dopamine and how do Immune Cells See it?: Dopamine-Mediated Immune Cell Function in Health and Disease. J Neuroimmune Pharmacol. 2020; 15 (1): 114–164. DOI: 10.1007/s11481-019-09851-4.

  5. Mezey E., Eisenhofer G., Hansson S., Hunyady B., Hoffman B.J. Dopamine produced by the stomach may act as a paracrine/autocrine hormone in the rat. Neuroendocrinology. 1998; 67 (5): 336–348. DOI: 10.1159/000054332.

  6. Goldstein D.S., Eisenhofer G., Kopin I.J. Sources and significance of plasma levels of catechols and their metabolites in humans. J Pharmacol Exp Ther. 2003; 305 (3): 800–811. DOI: 10.1124/jpet.103.049270.

  7. Nigmatullina R.R., Kirillova V.V., Jourjikiya R.K., Mukhamedyarov M.A., Kudrin V.S., Klodt P.M., Palotás A. Disrupted serotonergic and sympathoadrenal systems in patients with chronic heart failure may serve as new therapeutic targets and novel biomarkers to assess severity, progression and response to treatment. Cardiology. 2009; 113 (4): 277–286. DOI: 10.1159/000205962.

  8. Moore S.C., Vaz de Castro P., Yaqub D., Jose P.A., Armando I. Anti-Inflammatory Effects of Peripheral Dopamine. Int J Mol Sci. 2023; 24 (18): 13816. DOI: 10.3390/ijms241813816.

  9. Miyajima K., Kawamoto C., Hara S., Mori-Kojima M., Ohye T., Sumi-Ichinose C., Saito N., Sasaoka T., Metzger D., Ichinose H. Tyrosine hydroxylase conditional KO mice reveal peripheral tissue-dependent differences in dopamine biosynthetic pathways. J Biol Chem. 2021; 296: 100544. DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100544.

  10. Mignini F., Tomassoni D., Traini E., Amenta F. Dopamine, vesicular transporters and dopamine receptor expression and localization in rat thymus and spleen. J Neuroimmunol. 2009; 206: 5–13. DOI: 10.1016/j.jneuroim.2008.09.018.

  11. Wolfovitz E., Grossman E., Folio C.J., Keiser H.R., Kopin I.J., Goldstein D.S. Derivation of urinary dopamine from plasma dihydroxyphenylalanine in humans. Clin Sci (Lond). 1993; 84 (5): 549–557. DOI: 10.1042/cs0840549.

  12. Uutela P., Karhu L., Piepponen P., Käenmäki M., Ketola R.A., Kostiainen R. Discovery of dopamine glucuronide in rat and mouse brain microdialysis samples using liquid chromatography tandem mass spectrometry. Anal Chem. 2009; 81 (1): 427–434. DOI: 10.1021/ac801846w.

  13. Eisenhofer G., Aneman A., Friberg P., Hooper D., Fåndriks L., Lonroth H., Hunyady B., Mezey E. Substantial production of dopamine in the human gastrointestinal tract. J Clin Endocrinol Metab. 1997; 82 (11): 3864–3871. DOI: 10.1210/jcem.82.11.4339.

  14. Missale C., Nash S.R., Robinson S.W., Jaber M., Caron M.G. Dopamine receptors: from structure to function. Physiol Rev. 1998; 78 (1): 189–225. DOI: 10.1152/physrev.1998.78.1.189.

  15. Goldberg L.I. Cardiovascular and renal actions of dopamine: potential clinical applications. Pharmacol Rev. 1972; 24 (1): 1–29.

  16. Neumann J., Hofmann B., Dhein S., Gergs U. Role of Dopamine in the Heart in Health and Disease. Int J Mol Sci. 2023; 24 (5): 5042. DOI: 10.3390/ijms24055042.

  17. Regitz V., Bossaller C., Strasser R., Schüler S., Hetzer R., Fleck E. Myocardial catecholamine content after heart transplantation. Circulation. 1990; 82 (2): 620–623. DOI: 10.1161/01.cir.82.2.620.

  18. Ozono R., O'Connell D.P., Vaughan C., Botkin S.J., Walk S.F., Felder R.A., Carey R.M. Expression of the subtype 1A dopamine receptor in the rat heart. Hypertension. 1996; 27: 693–703. DOI: 10.1161/01.hyp.27.3.693.

  19. Tonnarini G., Parlapiano C., Cavallotti D., Tego A., Curione M., Giancaspro G., Vincentelli G.M., Leone S., Cavallotti C. Dopamine receptor subtypes in the human coronary vessels of healthy subjects. J Recept Signal Transduct Res. 2011; 31 (1): 33–38. DOI: 10.3109/10799893.2010.506878.

  20. Mohanty P.K., Sowers J.R., Thames M.D., Beck F.W., Kawaguchi A., Lower R.R. Myocardial norepinephrine, epinephrine and dopamine concentrations after cardiac autotransplantation in dogs. J Am Coll Cardiol. 1986; 7 (2): 419–424. DOI: 10.1016/s0735-1097(86)80515-0.

  21. Toda N., Okunishi H., Okamura T. Responses to dopamine of isolated human gastroepiploic arteries. Arch Int Pharmacodyn Ther. 1989; 297: 86–97.

  22. Endoh M. Effects of dopamine on sinus rate and ventricular contractile force of the dog heart in vitro and in vivo. Br J Pharmacol. 1975; 55 (4): 475–486. DOI: 10.1111/j.1476-5381.1975.tb07422.x.

  23. Brodde O.E., Vogelsang M., Broede A., Michel-Reher M., Beisenbusch-Schäfer E., Hakim K., Zerkowski H.R. Diminished responsiveness of Gs-coupled receptors in severely failing human hearts: no difference in dilated versus ischemic cardiomyopathy. J Cardiovasc Pharmacol. 1998; 31 (4): 585–594. DOI: 10.1097/00005344-199804000-00018.

  24. Wagner J., Schümann H.J., Knorr A., Rohm N., Reidemeister J.C. Stimulation by adrenaline and dopamine but not by noradrenaline of myocardial alpha-adrenoceptors mediating positive inotropic effects in human atrial preparations. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1980; 312 (1): 99–102. DOI: 10.1007/BF00502581.

  25. Abella L.R., Jacob H., Hesse C., Hofmann B., Schneider S., Schindler L., Keller M., Buchwalow I.B., Jin C., Panula P., Dhein S., Klimas J., Hadova K., Gergs U., Neumann J. Initial characterization of a transgenic mouse with overexpression of the human D1-dopamine receptor in the heart. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2024; 397 (7): 4939–4959. DOI: 10.1007/s00210-023-02901-y.

  26. Matsumoto T., Ozono R., Sasaki N., Oshima T., Matsuura H., Kajiyama G., Carey R.M., Kambe M. Type 1A dopamine receptor expression in the heart is not altered in spontaneously hypertensive rats. Am J Hypertens. 2000; 13: 673–677. DOI: 10.1016/s0895-7061(99)00270-8.

  27. Ding G., Wiegerinck R.F., Shen M., Cojoc A., Zeidenweber C.M., Wagner M.B. Dopamine increases L-type calcium current more in newborn than adult rabbit cardiomyocytes via D1 and beta2 receptors. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008; 294 (5): 2327–2335. DOI: 10.1152/ajpheart.00993.2007.

  28. Cavallotti C., Mancone M., Bruzzone P., Sabbatini M., Mignini F. Dopamine receptor subtypes in the native human heart. Heart Vessels. 2010; 25 (5): 432–437. DOI: 10.1007/s00380-009-1224-4.

  29. Liu J., Jin Y., Wang B., Wang Y., Zuo S., Zhang J. Dopamine D1 receptor alleviates doxorubicin-induced cardiac injury by inhibiting NLRP3 inflammasome. Biochem Biophys Res Commun. 2021; 561: 7–13. DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.04.098.

  30. Рябов В.В., Гомбожапова А.Э., Самойлова Ю.О., Сиротина М.А., Малышева Д.А., Маслов Л.Н. NLRP3 инфламмасома в патогенезе острого инфаркта миокарда: взгляд кардиолога. Российский кардиологический журнал. 2024; 29 (4): 5649. DOI: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2024-5649.

  31. Bäck M., Yurdagul A., Tabas I., Öörni K., Kovanen P.T. Inflammation and its resolution in atherosclerosis: mediators and therapeutic opportunities. Nat Rev Cardiol. 2019; 16 (7): 389–406. DOI: 10.1038/s41569-019-0169-2.

  32. Li H., Shi S., Sun Y.H., Zhao Y.J., Li Q.F., Li H.Z., Wang R., Xu C.Q. Dopamine D2 receptor stimulation inhibits angiotensin II-induced hypertrophy in cultured neonatal rat ventricular myocytes. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2009; 36 (3): 312–318. DOI: 10.1111/j.1440-1681.2008.05064.x.

  33. Li H.Z., Guo J., Gao J., Han L.P., Jiang C.M., Li H.X., Bai S.Z., Zhang W.H., Li G.W., Wang L.N., Li H., Zhao Y.J., Lin Y., Tian Y., Yang G.D., Wang R., Wu L.Y., Yang B.F., Xu C.Q. Role of dopamine D2 receptors in ischemia/reperfusion induced apoptosis of cultured neonatal rat cardiomyocytes. J Biomed Sci. 2011; 18 (1): 18. DOI: 10.1186/1423-0127-18-18.

  34. Aguayo-Cerón K.A., Calzada-Mendoza C.C., Méndez-Bolaina E., Romero-Nava R., Ocharan-Hernández M.E. The regulatory effect of bromocriptine on cardiac hypertrophy by prolactin and D2 receptor modulation. Clin Exp Hypertens. 2020; 42 (7): 675–679. DOI: 10.1080/10641963.2020.1772814.

  35. Gaweda G., Iyer R.P., Shaver P.R., Grilo G.A., Dinkins M.L., Stoffel H.J., Clemens S., de Castro Brás L.E. Dopamine receptor D3 agonist (Pramipexole) reduces morphine-induced cardiac fibrosis. Biochem Biophys Res Commun. 2020; 529 (4): 1080–1085. DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.06.137. 

  36. Liu X.S., Zeng J., Yang Y.X., Qi C.L., Xiong T., Wu G.Z., Zeng C.Y., Wang D.X. DRD4 Mitigates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury in Association With PI3K/AKT Mediated Glucose Metabolism. Front Pharmacol. 2021; 11: 619426. DOI: 10.3389/fphar.2020.619426.

  37. Niewiarowska-Sendo A., Kozik A., Guevara-Lora I. Influence of bradykinin B2 receptor and dopamine D2 receptor on the oxidative stress, inflammatory response, and apoptotic process in human endothelial cells. PLoS One. 2018; 13 (11): e0206443. DOI: 10.1371/journal.pone.0206443.

  38. Ling Z.D, Potter E.D, Lipton J.W., Carvey P.M. Differentiation of mesencephalic progenitor cells into dopaminergic neurons by cytokines. Exp Neurol. 1998; 149 (2): 411-423. DOI: 10.1006/exnr.1998.6715.

  39. Mai W., Liao Y. Targeting IL-1β in the Treatment of Atherosclerosis. Front Immunol. 2020; 11: 589654. DOI: 10.3389/fimmu.2020.589654.

  40. Zarei S., Frieden M., Rubi B., Villemin P., Gauthier B.R., Maechler P., Vischer U.M. Dopamine modulates von Willebrand factor secretion in endothelial cells via D2-D4 receptors. J Thromb Haemost. 2006; 4 (7): 1588–1595. DOI: 10.1111/j.1538-7836.2006.01998.x.

  41. Morange P.E., Simon C., Alessi M.C., Luc G., Arveiler D., Ferrieres J., Amouyel P., Evans A., Ducimetiere P., Juhan-Vague I., PRIME Study Group. Endothelial cell markers and the risk of coronary heart disease: the Prospective Epidemiological Study of Myocardial Infarction (PRIME) study. Circulation. 2004; 109 (11): 1343–1348. DOI: 10.1161/01.CIR.0000120705.55512.EC.

  42. Thompson S.G., Kienast J., Pyke S.D., Haverkate F., van de Loo J.C. Hemostatic factors and the risk of myocardial infarction or sudden death in patients with angina pectoris. European Concerted Action on Thrombosis and Disabilities Angina Pectoris Study Group. N Engl J Med. 1995; 332 (10): 635–641. DOI: 10.1056/NEJM199503093321003.

  43. Zeng C., Armando I., Luo Y., Eisner G.M., Felder R.A., Jose P.A. Dysregulation of dopamine-dependent mechanisms as a determinant of hypertension: studies in dopamine receptor knockout mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008; 294 (2): 551–569. DOI: 10.1152/ajpheart.01036.2007.

  44. Olsen N.V., Olsen M.H., Bonde J., Kanstrup I.L., Plum I., Strandgaard S., Leyssac P.P. Dopamine natriuresis in salt-repleted, water-loaded humans: a dose-response study. Br J Clin Pharmacol. 1997; 43 (5): 509–520. DOI: 10.1046/j.1365-2125.1997.t01-1-00589.x.

  45. Banday A.A., Lokhandwala M.F. Dopamine receptors and hypertension. Curr Hypertens Rep. 2008;10 (4): 268–275. DOI: 10.1007/s11906-008-0051-9.

  46. Yoshimura M., Kambara S., Okabayashi H., Takahashi H., Ijichi H. Effect of decreased dopamine synthesis on the development of hypertension induced by salt loading in spontaneously hypertensive rats. Clin Exp Hypertens A. 1987; 9 (7): 1141–1157. DOI: 10.3109/10641968709160039.

  47. Tumlin J.A., Dunbar L.M., Oparil S., Buckalew V., Ram C.V., Mathur V., Ellis D., McGuire D., Fellmann J., Luther R.R. Fenoldopam, a dopamine agonist, for hypertensive emergency: a multicenter randomized trial. Fenoldopam Study Group. Acad Emerg Med. 2000; 7 (6): 653–662. DOI: 10.1111/j.1553-2712.2000.tb02039.x.

  48. Haney M., Ward A.S., Foltin R.W., Fischman M.W. Effects of ecopipam, a selective dopamine D1 antagonist, on smoked cocaine self-administration by humans. Psychopharmacology (Berl). 2001;155 (4): 330–337. DOI: 10.1007/s002130100725.

  49. Hampton J.R., van Veldhuisen D.J., Kleber F.X., Cowley A.J., Ardia A., Block P., Cortina A., Cserhalmi L., Follath F., Jensen G., Kayanakis J., Lie K.I., Mancia G., Skene A.M. Randomised study of effect of ibopamine on survival in patients with advanced severe heart failure. Second Prospective Randomised Study of Ibopamine on Mortality and Efficacy (PRIME II) Investigators. Lancet. 1997; 349 (9057): 971–977. DOI: 10.1016/s0140-6736(96)10488-8.

  50. Tisdale J.E., Patel R., Webb C.R., Borzak S., Zarowitz B.J. Electrophysiologic and proarrhythmic effects of intravenous inotropic agents. Prog Cardiovasc Dis. 1995; 38 (2): 167–180. DOI: 10.1016/s0033-0620(05)80005-2.

  51. Abe M., Iwaoka M., Nakamura T., Kitta Y., Takano H., Kodama Y., Kawabata K., Obata J.E., Mende A., Kobayashi T., Fujioka D., Saito Y., Hasebe H., Kugiyama K. Association of high levels of plasma free dopamine with future coronary events in patients with coronary artery disease. Circ J. 2007; 71 (5): 688–692. DOI: 10.1253/circj.71.688.

Поступила в редакцию 10.09.2024; принята 07.11.2024.

 

Авторский коллектив

Нигматуллина Разина Рамазановна – доктор биологических наук, профессор кафедры нормальной физиологии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. 420012, Россия, г. Казань, ул. Бутлерова, 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4686-1231

Садыкова Динара Ильгизаровна – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной педиатрии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. 420012, Россия, г. Казань, ул. Бутлерова, 49;
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-6662-3548

Салахова Карина Равилевна – аспирант кафедры госпитальной педиатрии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. 420012, Россия, г. Казань, ул. Бутлерова, 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://or­cid.org/0000-0001-7327-7025

Сластникова Евгения Сергеевна – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры госпитальной педиатрии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. 420012, Россия, г. Казань, ул. Бутлерова, 49; врач детский кардиолог, ГАУЗ «Детская республиканская клиническая больница» Министерства здравоохранения Республики Татарстан. 420012, Россия, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, 140; e-mail: e.slastni­Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1732-7443

Хуснутдинова Лилия Ринатовна – старший лаборант кафедры госпитальной педиатрии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. 420012, Россия, г. Казань, ул. Бутлерова, 49; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-3676-2130

 

Образец цитирования

Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Салахова К.Р., Сластникова Е.С., Хуснутдинова Л.Р. Роль дофамина в регуляции сердечно-сосудистой системы. Ульяновский медико-биологический журнал. 2024; 4: 25–38. DOI: 10.34014/2227-1848-2024-4-25-38.