Adrenalin (Adrenalin) -Molekül

Geschichte

Im Mai 1886 berichtete William Bates im New York Medical Journal über die Entdeckung einer Substanz, die von der Nebenniere produziert wird. Adrenalin wurde 1895 von Napoleon Cybulski, einem polnischen Physiologen, isoliert und identifiziert. Die Entdeckung wurde 1897 von John Jacob Abel wiederholt.. Jokichi Takamine, ein japanischer Chemiker, unabhängig entdeckte das gleiche Hormon in 1900.In 1901 isolierte und reinigte er das Hormon Adrenalin aus Kuhdrüsen.Es wurde erstmals 1904 von Friedrich Stolz künstlich synthetisiert.

Auslöser

Adrenalin ist ein „Kampf- oder Fluchthormon“ und spielt eine zentrale Rolle bei der kurzfristigen Stressreaktion. Es wird aus den Nebennieren freigesetzt, wenn Gefahr droht oder im Notfall. Solche Auslöser können bedrohliche, aufregende oder Umweltstressbedingungen wie hohe Geräuschpegel oder helles Licht sein (siehe Kampf- oder Fluchtreaktion).

Ein Beispiel für einen lärminduzierten Auslöser der Epinephrin-Freisetzung ist Tinnitus. Die durch Tinnitus verursachte Kampf- oder Fluchtreaktion trägt zur körperlichen Belastung bei Tinnituspatienten bei und verschlimmert den Fall.

Aktionen im Körper

Wenn es in den Blutkreislauf ausgeschieden wird, bereitet es den Körper schnell auf Aktionen in Notsituationen vor. Das Hormon steigert die Versorgung von Gehirn und Muskeln mit Sauerstoff und Glukose und unterdrückt gleichzeitig andere nicht-Notfall-Körperprozesse (insbesondere Verdauung).

Es erhöht die Herzfrequenz und das Schlagvolumen, erweitert die Pupillen und verengt die Arteriolen in Haut und Darm, während es die Arteriolen in den Skelettmuskeln erweitert. Es erhöht den Blutzuckerspiegel, indem es die Katalyse von Glykogen zu Glukose in der Leber erhöht und gleichzeitig den Abbau von Lipiden in Fettzellen beginnt. Wie einige andere Stresshormone hat Adrenalin eine unterdrückende Wirkung auf das Immunsystem.Obwohl Adrenalin keine psychoaktiven Wirkungen hat, setzt Stress oder Erregung auch Noradrenalin im Gehirn frei. Noradrenalin hat ähnliche Wirkungen im Körper, ist aber auch psychoaktiv.

Die Art der Wirkung in verschiedenen Zelltypen hängt von ihrer Expression von adrenergen Rezeptoren ab.

Adrenerge Rezeptoren

Die Wirkungen von Adrenalin werden durch adrenerge Rezeptoren vermittelt:

• Es bindet an Î ±1-Rezeptoren von Leberzellen, die den Inositol-Phospholipid-Signalweg aktivieren und die Phosphorylierung von Glykogensynthase und Glykogenphosphorylase signalisieren (inaktivieren bzw. aktivieren), was zum Abbau von glykogen (Glykogenolyse), um Glukose in den Blutkreislauf freizusetzen.

• Adrenalin aktiviert auch Co2-adrenerge Rezeptoren der Leber- und Muskelzellen und aktiviert dadurch den Adenylatcyclase-Signalweg, der wiederum die Glykogenolyse erhöht.

Î22-Rezeptoren finden sich hauptsächlich in Skelettmuskelblutgefäßen, wo sie eine Vasodilatation auslösen. Î ±-adrenerge Rezeptoren finden sich jedoch in den meisten glatten Muskeln und splanchnischen Gefäßen, und Adrenalin löst in diesen Gefäßen eine Vasokonstriktion aus.

Therapeutische Anwendung

Epinephrin wird als Medikament zur Behandlung von Herzstillstand und anderen Herzrhythmusstörungen eingesetzt, die zu einem verminderten oder fehlenden Herzzeitvolumen führen; seine Wirkung besteht darin, den peripheren Widerstand durch Î ± 1-Adrenozeptor-Vasokonstriktion zu erhöhen, so dass Blut zum Körperkern geleitet wird, und die Î21-Adrenozeptor-Reaktion, die die Herzfrequenz und -leistung (die Geschwindigkeit und die Aussprache von Herzschlägen) erhöht. Diese vorteilhafte Wirkung kommt mit einer signifikanten negativen consequenceâ €“erhöhte Herz irritabilityâ €“, die zu zusätzlichen Komplikationen unmittelbar nach einer ansonsten erfolgreichen Reanimation führen kann. Alternativen zu dieser Behandlung umfassen Vasopressin, ein starkes Antidiuretikum, das auch den peripheren Gefäßwiderstand erhöht, was zu einem Blut-Shunt über Vasokonstriktion führt, jedoch ohne die damit verbundene Zunahme der myokardialen Reizbarkeit.

Wegen seiner unterdrückenden Wirkung auf das Immunsystem wird Adrenalin zur Behandlung von Anaphylaxie und Sepsis eingesetzt. Allergiepatienten, die sich einer Immuntherapie unterziehen, können vor der Verabreichung des Allergenextrakts eine Epinephrin-Spülung erhalten, wodurch die Immunantwort auf das verabreichte Allergen verringert wird. Es wird auch als Bronchodilatator bei Asthma eingesetzt, wenn spezifische beta2-adrenerge Rezeptoragonisten nicht verfügbar oder unwirksam sind. Nebenwirkungen auf Adrenalin sind Herzklopfen, Tachykardie, Angstzustände, Kopfschmerzen, Tremor, Bluthochdruck und akutes Lungenödem. Aufgrund der unterschiedlichen Expression von Î ± 1- oder Î22-Rezeptoren kann die Verabreichung von Epinephrin je nach Patient den Blutdruck erhöhen oder senken, je nachdem, ob die Nettozunahme oder -abnahme des peripheren Widerstands die positiven inotropen und chronotropen Wirkungen von Epinephrin auf das Herz ausgleichen kann oder nicht, Effekte, die jeweils die Kontraktilität und Rate des Herzens erhöhen.

Biosynthese

Adrenalin wird aus Noradrenalin auf einem synthetischen Weg synthetisiert, der von allen Katecholaminen, einschließlich L-Dopa, Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin, gemeinsam genutzt wird.Adrenalin wird durch Methylierung des primären distalen Amins von Noradrenalin durch Phenylethanolamin-N-Methyltransferase (PNMT) im Cytosol adrenerger Neuronen und Zellen des Nebennierenmarks (sogenannte Chromaffinzellen) synthetisiert. PNMT kommt nur im Zytosol von Zellen von Nebennierenmarkzellen vor. PNMT verwendet S-Adenosylmethionin (SAMe) als Cofaktor, um die Methylgruppe an Noradrenalin zu spenden, wodurch Adrenalin entsteht.Damit Norepinephrin von PNMT im Cytosol beeinflusst wird, muss es zuerst aus Granulaten der chromaffinen Zellen ausgeschieden werden. Dies kann über den Katecholamin-H+-Austauscher VMAT1 erfolgen. VMAT1 ist auch für den Transport von neu synthetisiertem Epinephrin aus dem Cytosol zurück in Chromaffingranulate zur Vorbereitung der Freisetzung verantwortlich.

Regulation

Die Epinephrin-Synthese unterliegt ausschließlich der Kontrolle des zentralen Nervensystems (ZNS). Mehrere Ebenen der Regulierung dominieren die Epinephrin-Synthese.

Adrenocorticotropes Hormon (ACTH) und das sympathische Nervensystem stimulieren die Synthese von Synephrin-Vorläufern, indem sie die Aktivität von Enzymen erhöhen, die an der Katecholaminsynthese beteiligt sind. Die spezifischen Enzyme sind Tyrosinhydroxylase bei der Synthese von Dopa und Enzym Dopamin-12-Hydroxylase bei der Synthese von Noradrenalin.

ACTH stimuliert auch die Nebennierenrinde zur Freisetzung von Cortisol, was die Expression von PNMT in Chromaffinzellen erhöht und die Adrenalinsynthese verbessert. Dies geschieht meistens als Reaktion auf Stress.

Das sympathische Nervensystem, das über splanchnische Nerven auf das Nebennierenmark einwirkt, stimuliert die Freisetzung von Adrenalin. Acetylcholin, das von präganglionären sympathischen Fasern dieser Nerven freigesetzt wird, wirkt auf nikotinische Acetylcholinrezeptoren und verursacht eine Zelldepolarisation und einen Zustrom von Calcium durch spannungsgesteuerte Calciumkanäle. Calcium löst die Exozytose von Chromaffingranulaten und damit die Freisetzung von Adrenalin (und Noradrenalin) in den Blutkreislauf aus.

Im Gegensatz zu vielen anderen Hormonen übt Adrenalin (wie bei anderen Katecholaminen) keine negative Rückkopplung aus, um seine eigene Synthese herunterzuregulieren.

Ein Phäochromozytom ist ein Tumor der Nebenniere (oder selten der Ganglien des sympathischen Nervensystems), der zur unkontrollierten Sekretion von Katecholaminen, üblicherweise Adrenalin, führt.

In Leberzellen bindet Adrenalin an den Co2-adrenergen Rezeptor, der die Konformation verändert und Gs, einem G-Protein, hilft, GDP in GTP umzuwandeln. Dieses trimere G-Protein dissoziiert zu Gs Alpha- und Gs Beta / Gamma-Untereinheiten. Gs Alpha bindet an Adenylcyclase und wandelt so ATP in cyclisches AMP um. Cyclisches AMP bindet an die regulatorische Untereinheit der Proteinkinase A: Proteinkinase A phosphoryliert Phosphorylasekinase. Währenddessen bindet Gs Beta / Gamma an den Calciumkanal und lässt Calciumionen in das Zytoplasma gelangen. Calciumionen binden an Calmodulinproteine, ein Protein, das in allen eukaryotischen Zellen vorhanden ist, das dann an Phosphorylasekinase bindet und seine Aktivierung beendet. Phosphorylasekinase phosphoryliert Phosphorylase, die dann Glykogen phosphoryliert und in Glucose-6-phosphat umwandelt.

Terminologie

Obwohl weithin als Adrenalin außerhalb der USA und der Laienöffentlichkeit weltweit bezeichnet, ist die USAN und INN für diese Chemikalie Epinephrin, weil Adrenalin zu viel Ähnlichkeit mit dem hatte Parke, Davis & Co-Marke Adrenalin (ohne das „e“), die in den USA registriert wurde. Der BAN- und EP-Begriff für diese Chemikalie ist Adrenalin und ist in der Tat einer der wenigen Unterschiede zwischen den INN- und BAN-Systemen von Namen.

Unter US-Gesundheitsexperten wird der Begriff Adrenalin über Adrenalin verwendet. Es sollte jedoch beachtet werden, dass Arzneimittel, die die Wirkung von Adrenalin nachahmen, allgemein als adrenerge Mittel und Rezeptoren für Adrenalin als Adrenozeptoren bezeichnet werden.

Anmerkungen