Układ adrenergiczny obejmuje część współczulną autonomicznego układu nerwowego oraz rdzeń nadnerczy. Ma działanie stymulujące. Bierze udział w odpowiedzi organizmu na zagrożenie na zasadzie “walcz lub uciekaj”. Neurotransmiterami układu adrenergicznego są katecholaminy, m.in. adrenalina i noradrenalina, powstające na drodze przemian dopaminy w obecności L-tyrozyny. Receptory adrenergiczne znajdują się na komórkach narządów wewnętrznych, m.in. wątroby, płuc, śledziony, nerek oraz w jelitach, jak i na komórkach zapalnych (np. na makrofagach czy neutrofilach). Układ adrenergiczny działa przeciwstawnie do układu cholinergicznego.
1. Budowa układu adrenergicznego
Układ adrenergiczny obejmuje zakończenia włókien współczulnych zazwojowych. Końcowa część aksonu adrenergicznego rozdziela się na dużą ilość niewielkich włókien tworzących tzw. adrenergiczny splot podstawny. Na przebiegu włókien leżą charakterystyczne zgrubienia (żylakowatości). W nich natomiast znajdują się skupiska pęcherzyków bogate w ziarnistości adrenergiczne. Zmagazynowana w pęcherzykach noradrenalina związana jest z ATP oraz z białkiem – chromograniną. Po otrzymaniu impulsu potencjał czynnościowy biegnie wzdłuż splotu podstawnego nasilając uwalnianie noradrenaliny z pęcherzyków i powoduje dyfuzję neuroprzekaźników na znacznym obszarze. Wydzielanie noradrenaliny regulowane jest przez prostaglandyny, głównie klasy E (PGE). Związki te, oddziałując na zakończenia adrenergiczne, hamują dalsze uwalnianie noradrenaliny i przeciwdziałają wiązaniu jonów wapnia wnikających do cytoplazmy. Natomiast prostaglandyny klasy F (PGF) nasilają sekrecję tego neuroprzekaźnika. [1]
Działanie noradrenaliny ulega zahamowaniu w momencie jej neuronalnego wychwytu zwrotnego do aksoplazmy. Mechanizm ten polega na transporcie aktywnym przy współudziale jonów magnezu. Rzadziej degradacja noradrenaliny polega na wychwycie pozaneuronalnym (np. przez komórki mięśnia sercowego czy komórki narządów limfatycznych) bądź unieczynnianiu jej w przestrzeni międzykomórkowej na drodze reakcji enzymatycznej. [1]
Drugi z neuroprzekaźników układu adrenergicznego – adrenalina – jest wydzielany głównie przez rdzeń nadnerczy i komórki chromatochłonne warstwy mięśniowej ścian naczyń krwionośnych lub mięśnia sercowego. Wykazuje działanie sympatykomimetyczne. [1]
Degradacja katecholamin zachodzi pod wpływem oksydazy monoaminowej (MAO) i metylotransferazy katecholowej (COMT). Odpowiadają one za unieczynnianie neuroprzekaźników na drodze enzymatycznej. [10]
2. Receptory adrenergiczne
2.1. Receptory alfa-adrenergiczne
2.1.1. Receptory alfa1
Receptory alfa1 znajdują się na komórkach mięśni gładkich i na neuronach. Aktywacja receptorów alfa1 prowadzi do nasilonego uwalniania fosfolipazy C i wzrostu wewnątrzkomórkowego stężenia trisfosforanu inozytolu (IP3) oraz jonów wapnia. Do głównych zadań tych receptorów należy regulacja ciśnienia krwi. Wpływają one również na mechanizmy pobierania pokarmu oraz nastrój. [5] Agonistami receptorów alfa1 są fenylefryna i metoksamina. Stosowane są one ogólnoustrojowo w celu zwiększenia ciśnienia tętniczego krwi w przebiegu zapaści naczyniowej. Natomiast antagonistami receptorów alfa1 są leki obniżające ciśnienie krwi (urapidyl, doksazosyna) oraz farmaceutyki stosowane w leczeniu zapalenia gruczołu krokowego (tamsulozyna i alfuzosyna). [3]
2.1.2. Receptory alfa2
Receptory alfa2 są sprzężone z białkami G. Znajdują się na częściach presynaptycznych i postsynaptycznych błon komórkowych. Regulują wydzielanie neuroprzekaźników (m.in. noradrenaliny) z zakończeń presynaptycznych. Hamują aktywność cyklazy adenylanowej oraz wpływają na spadek stężenia cAMP. Blokują także powstawanie sygnałów wewnątrzkomórkowych. [5] Agonistami receptorów alfa2 są klonidyna i korbadryna. Mają działanie przeciwbólowe i obniżające ciśnienie krwi. Antagonistą receptorów alfa2 jest natomiast johimbina. [2]
2.2. Receptory beta-adrenergiczne
2.2.1. Receptory beta1
Receptory beta są sprzężone z białkami G, pełnią jednak odmienne funkcje od receptorów alfa-adrenergicznych. Receptory beta1 leżą głównie na komórkach mięśnia sercowego i na neuronach kory czołowej. Zwiększają siłę i częstość skurczów serca oraz wpływają na regulację nastroju. Dodatkowo aktywują uwalnianie lipazy lipoproteinowej. Ich pobudzenie prowadzi do aktywacji cyklazy adenylanowej i wzrostu stężenia cAMP wewnątrz cytoplazmy. [5] Agonistami receptora beta1 są adrenalina, noradrenalina i dobutamina. Podaje się je w przebiegu zawału serca i wstrząsu septycznego. Antagonistami receptorów beta1 są zaś leki beta-adrenolityczne. [7,9]
2.2.2. Receptory beta2
Receptory beta2 umiejscowione są na komórkach mięśni gładkich oskrzeli, naczyń krwionośnych i przewodu pokarmowego. Zwiększają uwalnianie fosforylazy glikogenu. Agonistami receptorów beta2 są m.in. adrenalina, noradrenalina, salbutamol, fenoterol. terbutalina, salmeterol i formeterol. Stosowane są głównie w leczeniu astmy i przewlekłej obturacyjnej choroby płuc. Antagonistami receptorów beta2 są zaś leki o działaniu sympatykomimetycznym. [9]
2.2.3. Receptory beta3
Receptory beta3 leżą na powierzchni komórek tłuszczowych. Nasilają procesy lipolizy i biorą udział w procesach termoregulacji. [5] Głównym agonistą receptora beta3 jest mirabegron. Aktywuje on cyklazę adenylową, czego wynikiem jest wzrost stężenia wewnątrzkomórkowego cAMP i zależnej od niego kinazy białkowej A. Ponadto mirabegron powoduje redukcję stężenia jonów wapnia w cytoplazmie. Do agonistów receptorów beta3 należą także adrenalina, noradrenalina i izoprenalina. Ich antagonistami są natomiast leki powszechnie stosowane w nadciśnieniu tętniczym. [7,8]
3. Działanie układu adrenergicznego
Ligandami receptorów adrenergicznych są katecholaminy. Noradrenalina wykazuje większą tendencję do pobudzania receptorów alfa, natomiast adrenalina częściej aktywuje receptory beta. [1] Stymulacja układu współczulnego w odpowiedzi na stres jest zazwyczaj procesem krótkotrwałym, skutkującym szybko przemijającymi zmianami biochemicznymi. Natomiast długotrwała aktywacja współczulna jest zjawiskiem niekorzystnym, prowadzącym do rozwoju wielu chorób, w tym schorzeń układu sercowo-naczyniowego. [6] Układ adrenergiczny, wraz z układem renina-angiotensyna-aldosteron (RAA), pełni funkcję regulującą i kompensacyjną w patogenezie chorób serca. [4]
4. Nadaktywność układu adrenergicznego
Do nadmiernej aktywacji adrenergicznej dochodzi najczęściej na skutek pobudzenia układu współczulnego na poziomie ośrodkowym, jak i w wyniku upośledzenia funkcji regulacyjnych. Prowadzi to do zaburzeń w działaniu chemoreceptorów, baroreceptorów tętniczych oraz mechanoreceptorów serca i płuc. Przeciążenie ciśnieniowe powoduje wzrost napięcia błon komórkowych kardiomiocytów i uruchamia kaskadę reakcji prowadzących do osłabienia kurczliwości mięśnia sercowego. [4]
Nadaktywność układu adrenergicznego skutkuje zwiększoną aktywacją układu RAA. Na skutek pobudzenia układu współczulnego dochodzi do nasilonego wydzielania reniny, co powoduje uruchomienie układu RAA. Jednocześnie powstaje sprzężenie zwrotne pomiędzy tymi dwoma układami. Na skutek wzrostu poziomu angiotensyny II dochodzi bowiem do aktywacji układu współczulnego. Angiotensyna II zwiększa także uwalnianie noradrenaliny poprzez presynaptyczne receptory AT1. [6]