...

Adrenalina

Adrenalina jest endogennym neuroprzekaźnikiem katecholaminowym, a po wydzieleniu do krwi – aktywnym hormonem zwierzęcym. Odpowiada głównie za reakcje towarzyszące pojawieniu się sytuacji stresowej.

Spis treści:

Adrenalina, zwana także epinefryną, to organiczny związek chemiczny, hormon i neuroprzekaźnik z grupy katecholamin. Jest uwalniana z zakończeń nerwowych układu współczulnego oraz rdzenia nadnerczy. Nazywana jest hormonem strachu, walki i ucieczki (ang. fright, fight and flight). Odgrywa ważną rolę w reagowaniu na zagrożenie. Przyspiesza bicie serca, powoduje wzrost ciśnienia krwi i rozszerzenie oskrzeli. W medycynie adrenalinę stosuje się przy anafilaksji i nagłym zatrzymaniu krążenia krwi.

1. Historia odkrycia adrenaliny

Historia odkrycia adrenaliny zaczęła się w 1895 roku, kiedy polski fizjolog Napoleon Cybulski wyodrębnił z kory nadnerczy ekstrakt zawierający aminy katecholowe. Nazwał go nadnerczyną. Sześć lat później japoński chemik Jōkichi Takamine wyizolował ten sam związek, który nazwał adrenaliną. Fizjolog i biochemik Thomas Bell Aldrich stworzył jej wzór strukturalny. W 1904 roku Friedrich Stolz opracował proces wytwarzania syntetycznej adrenaliny.

2. Synteza adrenaliny

Synteza adrenaliny jest procesem wieloetapowym. Rozpoczyna się w momencie hydroksylacji fenyloalaniny, na skutek czego powstaje aminokwas tyrozyna. Przyłączenie do tyrozyny grupy hydroksylowej powoduje powstanie 3,4-dihydroksyfenyloalaniny (L-DOPA). Reakcja ta katalizowana jest przez enzym hydroksylazę tyrozyny. Powstała DOPA pod wpływem enzymu dekarboksylazy aromatycznych L-aminokwasów ulega rozpadowi do dopaminy. Ta z kolei, w obecności beta-hydroksylazy dopaminy, ulega przemianie do noradrenaliny. Kofaktorami reakcji są tlen i kwas askorbinowy. Końcowy etap polega na przekształceniu noradrenaliny do adrenaliny pod wpływem działania enzymu N-metylotransferazy fenyloetyloaminy. Kofaktorem reakcji jest S-adenozylometionina.

3. Magazynowanie i uwalnianie adrenaliny

Adrenalina jest magazynowana w pęcherzykach ziarnistych komórek rdzenia nadnerczy i neuronów autonomicznego układu nerwowego. Ulega w nich związaniu z adenozynotrifosforanem (ATP) i białkiem chromograniną A. Uwalniana jest na drodze egzocytozy pod wpływem impulsu pochodzącego z ośrodkowego układu nerwowego i wzrostu stężenia acetylocholiny. Przenika bezpośrednio do krwioobiegu, gdzie oddziałuje z receptorami alfa- i beta-adrenergicznymi.

3.1. Receptory alfa-adrenergiczne

Receptory alfa-adrenergiczne dzielą się na dwa podtypy, alfa-1 i alfa-2. Pierwsze z nich umiejscowione są w błonach postsynaptycznych ślinianek, mięśniówki gładkiej naczyń krwionośnych, macicy, oskrzeli i przewodu pokarmowego. Ich aktywacja powoduje skurcz mięśni i zwiększa wydzielanie płynów ustrojowych. Receptory alfa-2-adrenergiczne leżą zaś na zakończeniach aksonów neuronów adrenergicznych i są swoistymi autoreceptorami. Ich pobudzenie powoduje rozkurcz mięśni gładkich oraz zahamowanie uwalniania noradrenaliny, acetylocholiny, serotoniny, dopaminy i substancji P. Aktywacja receptorów alfa-2 w narządach wewnętrznych powoduje ograniczenie ich funkcji wydzielniczej. Adrenalina wykazuje silniejsze powinowactwo do receptorów drugiego typu.

3.2. Receptory beta-adrenergiczne

Receptory beta-adrenergiczne dzielą się na dwa podtypy. Są to receptory beta-1 i beta-2. Pierwsze z nich występują głównie w obrębie komór mięśnia sercowego i w nerkach. Mają działanie tropowe, a więc stymulują aktywność gruczołów dokrewnych i wpływają na wydzielania innych hormonów. Receptory beta-2-adrenergiczne są natomiast obecne w mięśniach gładkich naczyń krwionośnych, oskrzeli, macicy, a także w tkance tłuszczowej, wątrobie i mięśniach szkieletowych. Ich pobudzenie prowadzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych, rozkurczu oskrzeli, aktywacji glikogenolizy i lipolizy, zwiększenia uwalniania reniny i relaksacji ścian pęcherza moczowego. Adrenalina ma największe powinowactwo do receptorów beta-2-adrenergicznych.

4. Inaktywacja adrenaliny

Adrenalina ulega szybkiemu rozkładowi. Proces ten zachodzi w neuronach adrenergicznych, błonie neuronów postsynaptycznych i w przestrzeni synaptycznej. W inaktywacji adrenaliny biorą udział enzymy monoaminooksydaza (MAO) i katecholo-O-metylotransferaza (COMT). Produkty rozkładu, jak również niewielkie ilości niewykorzystanej adrenaliny, organizm wydala wraz z moczem.

5. Funkcje adrenaliny

5.1. Wpływ na tkanki obwodowe

Adrenalina podnosi ciśnienie skurczowe krwi, przyspiesza czynność serca i zwiększa siłę jego pracy. Powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych w mięśniach szkieletowych oraz ich zwężenie w skórze, błonach śluzowych i narządach jamy brzusznej. Rozszerza światło źrenic, a także krtań i oskrzela, ułatwia odkrztuszanie i przyspiesza oddychanie. Mobilizuje spalanie tkanki tłuszczowej i nasila wydzielanie potu. Hamuje perystaltykę układu pokarmowego, wydzielanie soków trawiennych i śliny oraz obniża napięcie mięśni gładkich narządów wewnętrznych. Pobudza uwalnianie reniny, kalcytoniny, parathormonu i glukagonu oraz ogranicza działanie insuliny.

5.2. Wpływ na układ nerwowy

Adrenalina zwiększa przepływ krwi w mózgu. Podnosi poziom czujności i poprawia zdolność organizmu do szybkiego reagowania na zmieniające się sytuacje. Wpływa stymulująco na rozwój układu nerwowego. Wspomaga procesy uczenia się i tworzenie pamięci długotrwałej.

Adrenalina może wpływać na pamięć na kilka sposobów. Po pierwsze, wydzielana w odpowiedzi na stres, może wzmacniać zapamiętywanie informacji, szczególnie tych związanymi z wydarzeniami emocjonalnymi. Ten efekt może być związany z aktywacją układu limbicznego, w tym hipokampu, który odgrywa istotną rolę w procesie tworzenia i konsolidacji pamięci. Jednak zbyt wysoki poziom adrenaliny, zwłaszcza w okresach przewlekłego stresu, może prowadzić do negatywnego wpływu na pamięć i funkcje kognitywne.

Adrenalina działa stymulująco na układ współczulny, zwiększając poziom pobudzenia. To może prowadzić do wzrostu koncentracji i uwagi, co jest szczególnie przydatne w sytuacjach wymagających szybkiego reagowania na bodźce z otoczenia. Adrenalina, poprzez zwiększenie przepływu krwi do mózgu, może wpłynąć na myślenie i zdolność planowania. W sytuacjach wymagających natychmiastowej reakcji jej wysoki poziom może zwiększyć zdolność myślenia logicznego i podejmowania decyzji. Jednak jej nadmiar, zwłaszcza w sytuacjach przewlekłego stresu, może prowadzić do problemów z koncentracją i nadmiernego napięcia.

5.3. Wpływ na układ krążenia

Adrenalina działa na receptory beta-adrenergiczne w sercu powodując zwiększenie przewodnictwa między komórkami mięśnia sercowego i zwiększając siłę skurczów. To sprawia, że serce pompuje krew bardziej efektywnie, aby dostarczyć tlen i składniki odżywcze do tkanek w sytuacjach wymagających szybkiej reakcji, takich jak stres czy wysiłek fizyczny.

Adrenalina ma wpływ na kurczenie naczyń krwionośnych. Wpływa na receptory alfa-adrenergiczne i beta-adrenergiczne w ścianach tętnic i żył. W efekcie dochodzi do wzrostu ciśnienia skurczowego i rozkurczowego krwi.

6. Zastosowanie adrenaliny w medycynie

Jednym z najważniejszych zastosowań adrenaliny jest jej użycie przy wstrząsie anafilaktycznym. Wstrząs anafilaktyczny to niebezpieczna reakcja alergiczna, która może prowadzić do szybkiego spadku ciśnienia krwi i niewydolności narządów wewnętrznych. Podanie adrenaliny w formie zastrzyku prowadzi do szybkiego zwiększenia ciśnienia krwi, rozszerzenia naczyń krwionośnych i złagodzenia skurczu oskrzeli.

Ponadto adrenalina jest substancją podawaną podczas resuscytacji krążeniowo-oddechowej w momencie zatrzymania pracy mięśnia sercowego. Jej szybkie działanie na naczynia krwionośne i serce pomaga w utrzymaniu przepływu krwi nawet w trudnych warunkach, zwiększając szansę na skuteczną reanimację.

Adrenalina może być również stosowana jako lek rozszerzający oskrzela w napadach astmy i leczeniu zapalenia oskrzeli. Podaje się ją również przy ostrym zwężeniu górnych dróg oddechowych w przebiegu zapalenia krtani.

Przeciwwskazaniem do stosowania adrenaliny jest istniejący przełom nadciśnieniowy, choroba niedokrwienna serca, jaskra, choroba Parkinsona, rozrost gruczołu krokowego, cukrzyca i schorzenia nerek. Nie podaje się jej również kobietom w trakcie porodu i osobom z udarem mózgu. Nie zaleca się przyjmowania adrenaliny przez osoby przyjmujące leki przeciwdepresyjne, insulinę i hormony tarczycy.

7. Zaburzenia metabolizmu adrenaliny

Zaburzenia metabolizmu adrenaliny mogą prowadzić do szeregu negatywnych dla zdrowia skutków. Nadmierne stężenie adrenaliny powoduje wzrost częstości i siły skurczów serca. W efekcie może dojść do rozwoju nadciśnienia tętniczego, zaburzeń rytmu serca i zwiększenia ryzyka chorób układu krążenia.

Nadmierne stężenie adrenaliny w układzie nerwowym może prowadzić do stanów lękowych, nerwowości, drażliwości, a nawet powodować ataki paniki. Utrzymujący się wysoki poziom tego neuroprzekaźnika predysponuje do zaburzeń nastroju i agresji. Hiperadrenergiczność wpływa również negatywnie na metabolizm. Może prowadzić do niekontrolowanego spadku wagi, zaburzeń apetytu oraz problemów z regulacją cukru we krwi.

Zbyt niskie stężenie adrenaliny w organizmie może powodować spadek ciśnienia krwi, co objawia się uczuciem zawrotów głowy, omdleniami i osłabieniem. Niedostateczna ilość tego neuroprzekaźnika wpływa na regulację nastroju i emocji. Może skutkować apatią, uczuciem przewlekłego zmęczenia, a nawet rozwojem depresji.

7.1. Przyczyny zaburzeń metabolizmu adrenaliny

Zaburzenia metabolizmu adrenaliny mogą być spowodowane wieloma czynnikami. Mogą być uwarunkowane genetyczne, jak i wynikać z warunków zdrowotnych oraz stylu życia. Niektóre osoby mogą być genetycznie predysponowane do nadmiernej lub niewystarczającej produkcji adrenaliny. Mutacje w genach odpowiedzialnych za syntezę tego neurohormonu, jego transport i rozkład mogą prowadzić do dysregulacji jego poziomu w organizmie.

Innym z czynników są choroby endokrynologiczne wpływające na działanie nadnerczy, takie jak zespół Cushinga czy guzy chromochłonne. Zaburzają one funkcjonowanie gospodarki hormonalnej, w tym wydzielanie adrenaliny. Na pracę nadnerczy wpływa także stres. Długotrwały i intensywny stres prowadzi do nadmiernego wydzielania hormonów, m.in. kortyzolu i adrenaliny. Organizm w obliczu stałego napięcia traci po pewnym czasie zdolność do prawidłowej regulacji stężenia tego hormonu. W efekcie może dojść do rozwoju zaburzeń psychicznych, takich jak depresja czy zaburzenia lękowe.

Kolejnymi z czynników są niewłaściwa dieta i styl życia. Spożywanie dużej ilości kofeiny, alkoholu, nikotyny i substancji pobudzających (np. pochodzących z napojów energetycznych) wpływa negatywnie na metabolizm adrenaliny. Przede wszystkim prowadzi do jej wzmożonej produkcji, co odbija się na pracy układu sercowo-naczyniowego i nerwowego.

8. Podsumowanie

Bibliografia

  1. Michajlik A. Anatomia i fizjologia człowieka. Wyd. PZWL. 2003.
  2. Brzozowski T. Fizjologia człowieka. Wyd. Urban & Partner. 2019.
  3. Górski J. Fizjologia człowieka. Wyd. PZWL. 2010.
  4. Dziubdziela W., Jałowiecki P. Receptory alfa-2-adrenergiczne i ich agoniści w praktyce anestezjologicznej. Anestezjologia Intensywna Terapia. 2002.
  5. Gorczyca M. Zejc A. Chemia leków. Wyd. PZWL. 2008.
  6. Waligóra M., Kopeć G. Jak działa adrenalina i kiedy ją stosować? Med. Prakt. 2014.
  7. Gołaszewska A. Znaczenie adrenaliny w mechanizmie aktywacji ludzkich płytek krwi. Act. Haem. Pol. 2019.