Histamine is weliswaar klein in vergelijking met andere biologische moleculen (het bevat slechts 17 atomen), maar het speelt een belangrijke rol in het lichaam. Het is bekend dat het betrokken is bij 23 verschillende fysiologische functies. Het is bekend dat histamine bij veel fysiologische functies betrokken is vanwege zijn chemische eigenschappen, waardoor het veelzijdig kan zijn in binding. Het is coulombisch (in staat een lading te dragen), conformatiebevorderend en flexibel. Hierdoor kan het gemakkelijker interacteren en binden.
Vasodilatatie en bloeddrukdalingEdit
Het is al meer dan honderd jaar bekend dat een intraveneuze injectie van histamine een bloeddrukdaling veroorzaakt. Het onderliggende mechanisme betreft zowel vasculaire hyperpermeabiliteit als vasodilatatie. Histaminebinding aan endotheelcellen doet deze samentrekken, waardoor de vasculaire doorlatendheid toeneemt. Het stimuleert ook de synthese en het vrijkomen van verschillende relaxerende vasculaire gladde spiercellen, zoals stikstofmonoxide, endotheelafgeleide hyperpolariserende factoren en andere verbindingen, wat resulteert in bloedvatverwijding. Deze twee mechanismen spelen een sleutelrol in de pathofysiologie van anafylaxie.
Effecten op neusslijmvlies Edit
Verhoogde vasculaire permeabiliteit zorgt ervoor dat vocht uit haarvaten in de weefsels ontsnapt, wat leidt tot de klassieke symptomen van een allergische reactie: een loopneus en waterige ogen. Allergenen kunnen zich binden aan IgE-geladen mestcellen in de slijmvliezen van de neusholte. Dit kan leiden tot drie klinische reacties:
- niezen als gevolg van histamine-geassocieerde sensorische neurale stimulatie
- hypersecretie van klierweefsel
- nasale congestie als gevolg van vasculaire engorgement geassocieerd met vasodilatatie en verhoogde capillaire permeabiliteit
Slaap-waak-regulatieEdit
Histamine is een neurotransmitter die vrijkomt uit histaminerge neuronen die vanuit de hypothalamus van zoogdieren projecteren. De cellichamen van deze neuronen bevinden zich in een deel van de achterste hypothalamus dat bekend staat als de nucleus tuberomammillaris (TMN). De histamineneuronen in dit gebied vormen het histaminesysteem van de hersenen, dat zich over de gehele hersenen uitstrekt en axonale projecties omvat naar de cortex, de mediale voorhersenenbundel, andere hypothalamische kernen, het mediale septum, de kern van de diagonale band, het ventrale tegmentale gebied, de amygdala, het striatum, de substantia nigra, de hippocampus, de thalamus en elders. De histamineneuronen in de TMN zijn betrokken bij de regeling van de slaap-waakcyclus en bevorderen de opwinding wanneer zij worden geactiveerd. De neurale vuursnelheid van histamineneuronen in de TMN is sterk positief gecorreleerd met iemands staat van arousal. Deze neuronen vuren snel tijdens perioden van waakzaamheid, vuren langzamer tijdens perioden van ontspanning/vermoeidheid, en stoppen helemaal met vuren tijdens REM en NREM (niet-REM) slaap.
De eerste generatie H1-antihistaminica (d.w.z. antagonisten van histaminereceptor H1) zijn in staat de bloed-hersenbarrière te passeren en slaperigheid te veroorzaken door histamine H1-receptoren in de nucleus tuberomammillaris te antagoniseren. De nieuwere klasse van tweede generatie H1-antihistaminica dringt niet gemakkelijk door de bloed-hersenbarrière en veroorzaakt dus minder snel sedatie, hoewel individuele reacties, gelijktijdige medicatie en dosering de kans op een sederend effect kunnen vergroten. Histamine H3 receptor antagonisten daarentegen verhogen de waakzaamheid. Net als bij het sederende effect van H1-antihistaminica van de eerste generatie, kan een onvermogen om de waakzaamheid te handhaven ontstaan door remming van de histaminebiosynthese of door verlies (d.w.z, degeneratie of vernietiging) van histamine-afgevende neuronen in de TMN.
MaagzuurafgifteEdit
Enterochromaffine-achtige cellen, gelegen in de maagklieren van de maag, geven histamine af dat nabijgelegen pariëtale cellen stimuleert door binding aan de apicale H2-receptor. Stimulatie van de pariëtale cel induceert de opname van kooldioxide en water uit het bloed, dat vervolgens wordt omgezet in koolzuur door het enzym koolzuuranhydrase. In het cytoplasma van de pariëtale cel splitst het koolzuur gemakkelijk in waterstof- en bicarbonaationen. De bicarbonaationen diffunderen terug door het basilair membraan en in de bloedbaan, terwijl de waterstofionen in het lumen van de maag worden gepompt via een K+/H+ ATPase pomp. Het vrijkomen van histamine wordt stopgezet wanneer de pH van de maag begint te dalen. Antagonistische moleculen, zoals ranitidine, blokkeren de H2-receptor en verhinderen dat histamine zich bindt, waardoor de waterstofionensecretie afneemt.
Beschermende effectenEdit
Histamine heeft weliswaar stimulerende effecten op neuronen, maar ook onderdrukkende, die beschermen tegen de gevoeligheid voor convulsies, overgevoeligheid voor geneesmiddelen, overgevoeligheid voor denervatie, ischemische letsels en stress. Er is ook gesuggereerd dat histamine de mechanismen controleert waarmee herinneringen en leren worden vergeten.
Erectie en seksuele functieEdit
Libidoverlies en erectiele uitval kunnen optreden tijdens behandeling met histamine H2-receptorantagonisten zoals cimetidine, ranitidine, en risperidon. De injectie van histamine in het corpus cavernosum bij mannen met psychogene impotentie veroorzaakt een volledige of gedeeltelijke erectie bij 74% van hen. Er is gesuggereerd dat H2-antagonisten seksuele moeilijkheden kunnen veroorzaken door de functionele binding van testosteron aan zijn endogene receptoren te verminderen.
SchizofrenieEdit
Metabolieten van histamine zijn verhoogd in de cerebrospinale vloeistof van mensen met schizofrenie, terwijl de efficiëntie van de bindingsplaatsen van de H1-receptor is verminderd. Veel atypische antipsychotica hebben tot gevolg dat de histamineproductie toeneemt, omdat het histamineniveau bij mensen met die stoornis uit balans lijkt te zijn.
Multiple scleroseEdit
Histaminetherapie voor de behandeling van multiple sclerose wordt momenteel bestudeerd. Van de verschillende H-receptoren is bekend dat zij verschillende effecten hebben op de behandeling van deze ziekte. In één studie is aangetoond dat de H1- en H4-receptoren contraproductief zijn bij de behandeling van MS. Aangenomen wordt dat de H1- en H4-receptoren de doorlaatbaarheid in de bloed-hersenbarrière verhogen, waardoor de infiltratie van ongewenste cellen in het centrale zenuwstelsel toeneemt. Dit kan leiden tot ontstekingen en een verergering van de MS-symptomen. De H2- en H3-receptoren worden geacht nuttig te zijn bij de behandeling van MS-patiënten. Van histamine is aangetoond dat het helpt bij de differentiatie van T-cellen. Dit is belangrijk omdat bij MS het immuunsysteem van het lichaam de eigen myelinescheden op zenuwcellen aanvalt (wat verlies van signaalfunctie en uiteindelijk zenuwdegeneratie veroorzaakt). Door T-cellen te helpen differentiëren, zullen de T-cellen minder geneigd zijn de lichaamseigen cellen aan te vallen, en in plaats daarvan indringers aanvallen.