Adrenalina (epinefryna) jest aktywnym hormonem zwierzęcym oraz endogennym neuroprzekaźnikiem katecholaminowym. Synaptycznie pełni rolę neurotransmitera, natomiast po wydzieleniu do krwi – neurohormonu. Wytwarzanie adrenaliny jest możliwe dzięki gruczołom dokrewnym, powstającym podczas rozwoju zarodkowego z grzebienia nerwowego, głównie rdzeniowi nadnerczy, ale także ciałkom przyzwojowym i komórkom C tarczycy. Epinefryna szybko ulega unieczynnieniu w organizmie, a jej rozkład jest katalizowany przez enzymy O-metylotransferazę katecholową (COMT) i monoaminooksydazę (MAO), a także przez alkohol i dehydrogenazy aldehydowe.
1. Funkcje i zastosowanie
Adrenalina odpowiada za szereg procesów towarzyszących pojawieniu się w organizmie sytuacji stresowej. Odgrywa także istotną rolę w reakcji walki lub ucieczki. Epinefryna wpływa na wzrost aksonów, dendrytów i stabilizację synaps, ułatwiając proces uczenia się, dzięki czemu może wywoływać wsteczną poprawę pamięci długotrwałej u ludzi. Ponadto reguluje ona poziom cukru we krwi, rozkładając w wątrobie glikogen do glukozy. Farmakologicznie adrenalina jest powszechnie podawana domięśniowo w nagłych, niebezpiecznych dla zdrowia i życia przypadkach reakcji alergicznych (na ukąszenia owadów, użądlenia, leki czy żywność). Może być również stosowana jako lek rozszerzający oskrzela w leczeniu ostrej astmy i zapalenia oskrzeli. Ponadto adrenalina jest substancją podawaną podczas resuscytacji krążeniowo-oddechowej, w celu odwrócenia zatrzymania krążenia.
2. Receptory adrenergiczne
Adrenalina pobudza zarówno układ alfa-, jak i beta-adrenergiczny, wpływając na pobudzenie współczulnego układu nerwowego. Mechanizm ten zależny jest od bezpośredniego lub pośredniego pobudzenia receptorów błonowych alfa1, alfa2, beta1, beta2. Każdy z nich ma trzy podtypy, charakteryzujące się zarówno strukturalnymi, jak i funkcjonalnymi różnicami. Receptory te kodowane są przez odmienne geny oraz różnią się między sobą mechanizmem przekazywania sygnału.
2.1. Receptory alfa-adrenergiczne
Receptory alfa1-adrenergiczne znajdują się na powierzchni błony postsynaptycznej komórek efektorowych układu współczulnego. Najliczniej występują w mięśniach gładkich naczyń krwionośnych (ich pobudzenie generuje skurcz), skórze oraz błonach śluzowych. Adrenalina silniej pobudza receptory alfa2 niż alfa1. Receptory alfa2-adrenergiczne znajdują się w obszarze presynaptycznym zakończeń noradrenergicznych układu współczulnego (są autoreceptorami). Aktywowanie ich za pomocą adrenaliny skutkuje rozkurczem naczyń krwionośnych. Ponadto adrenalina, oddziaływując na część postsynaptyczną receptorów alfa2 w trzustce wpływa na metabolizm, zmniejszając wydzielanie insuliny.
2.2. Receptory beta-adrenergiczne
Receptory beta-adrenergiczne występują w mięśniach gładkich i sercu, a pobudzanie ich przez adrenalinę zwiększa siłę i częstość skurczów tego organu oraz nasila procesy kataboliczne (w dużej mierze w tkance lipidowej), prowadząc do zwiększenia uwalniania wolnych kwasów tłuszczowych, fosfolipidów i cholesterolu. Ponadto pobudzanie tych receptorów warunkuje rozszerzenie oskrzeli, złagodzenie duszności, jak również zniwelowanie objawów wstrząsu anafilaktycznego. Stymulacja receptorów beta-adrenergicznych nasila glikogenezę oraz indukuje uwalnianie glukozy do krwi. Wpływa także na rozluźnienie mięśnia wypieracza pęcherza moczowego. Niewielkie dawki adrenaliny pobudzają receptory beta2 a większe (4 mg/min) – beta1, co oznacza ,że receptory beta2 są pobudzane silniej przez adrenalinę niż receptory beta1.
Sygnał nerwowy, który powstaje w wyniku reakcji epinefryny z receptorem beta jest w kolejnym etapie przenoszony na białka regulatorowe typu G. Są one odpowiedzialne za modulację impulsu (stymulują go bądź hamują). Obszarem, w którym następuje związanie tej proteiny z receptorem jest jego pętla wewnątrzkomórkowa z C-terminalnym łańcuchem peptydowym, w którym zachodzi proces fosforylacji białek (dzięki czemu możliwa jest modulacja transmisji). W wyniku tych reakcji wzrasta powinowactwo białek regulatorowych typu GS do guanozynotrifosforanu (GTP), aktywującego podjednostkę katalityczną cyklazy adenylanowej (zmiana jej konformacji). Ta z kolei nasila proces przemiany ATP do cyklicznego adenozynomonofosforanu (cAMP) i zwiększa jego stężenie wewnątrzkomórkowe.
3. Synteza
Synteza adrenaliny jest procesem złożonym i wieloetapowym. Epinefryna powstaje w wyniku przekształcenia noradrenaliny w komórkach chromochłonnych m.in. rdzenia nadnerczy, w obecności cytoplazmatycznego enzymu N-metylotransferazy. Ten hormon natomiast wytwarzany jest z produktu hydroksylacji fenyloalaniny – tyrozyny. Kolejno, w wyniku przyłączenia grupy hydroksylowej do tego aminokwasu, powstaje DOPA (3,4-dihydroksyfenyloalanina), która ulega przemianie do dopaminy, katalizowanej przez dekarboksylazę aromatycznych aminokwasów. Ten neuroprzekaźnik transportowany jest do pęcherzyków synaptycznych, w których enzym β-hydroksylaza dopaminy (DBH) odpowiada za przemianę dopaminy do noradrenaliny (przekształcanej, w końcowej fazie, przez N-metylotransferazę do adrenaliny).
4. Magazynowanie i uwalnianie
Adrenalina jest magazynowana w kolbkach synaptycznych wydzielających ją neuronów w drobnych pęcherzykach ziarnistych. Tam łączy się z adenozyno-5′-trifosforanem (ATP) oraz proteiną – chromograniną A. W odpowiedzi na stymulację przedzwojową, pochodzącą z ośrodkowego układu nerwowego, epinefryna uwalniana jest z komórek rdzenia nadnerczy, a także neuronów autonomicznych, na drodze egzocytozy. Adrenalina przechodzi bezpośrednio z rdzenia nadnerczy do krwioobiegu.
5. Metabolizm
Adrenalina jest bardzo szybko rozkładana w adrenergicznych komórkach nerwowych, błonie neuronów postsynaptycznych i w przestrzeni międzykomórkowej, za pomocą enzymu monoaminooksydazy (MAO), jak również katecholo-O-metylotransferazy (COMT). Produkty tych reakcji, a także niewielkie ilości nieprzekształconej adrenaliny, organizm wydala wraz z moczem. Jednym z najistotniejszych metabolitów jest kwas 4-hydroksy-3-metoksy-migdałowy (KMHM).
6. Podsumowanie
