Adrenalina - Biologie
Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?
Antibiotice din bacterii
Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute
Busolă moleculară pentru alinierea celulelor
Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna
Democrația bibilicilor vultur
Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise
| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor
Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice
Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?
adrenalină
0,10 mg kg -1 (câine, IV) [2]
adrenalină (din lat. anunț „către și ren „Rinichi”), de asemenea Epinefrina (HAN) (epi (gr.) „pe”; nephros (Gr.): Numit „rinichi”, este un hormon format în medula suprarenală și eliberat în sânge în situații de stres. Ca hormon al stresului, adrenalina mediază o creștere a ritmului cardiac, o creștere a tensiunii arteriale, o expansiune a bronhiolelor, o aprovizionare rapidă a rezervelor de energie prin descompunerea grăsimilor (lipoliză) și eliberarea și biosinteza glucozei. De asemenea, reglează fluxul sanguin (centralizare) și activitatea gastrointestinală (inhibiție). În sistemul nervos central, adrenalina apare ca neurotransmițător în neuronii adrenergici (celule nervoase). Adrenalina își mediază efectele prin activarea receptorilor cuplați cu proteina G, adrenoceptorii.
Poveste de descoperire
Primele dovezi ale unei substanțe care apare în medula suprarenală și eliberată în sânge de acolo, care ar putea fi colorată cu clorură de fier (III), a fost găsită în 1856 de fiziologul francez Alfred Vulpian. Medicul practicant George Oliver și fiziologul Edward Albert Schäfer au stabilit în 1893/94 că această substanță trebuie să aibă proprietăți farmacologice extraordinare. Fiziologii polonezi Władysław Szymonowicz și Napoleon Cybulski au realizat același lucru în 1895.
Ioan Iacob Abel, care a încercat să izoleze substanța în 1897, i-a dat numele „Epinefrină”. Inspirat de munca sa, chimistul japonez-american Jokichi Takamine le-a prezentat în formă pură și le-a pus pe piață de către Parke, Davis & Co. sub numele „Adrenalină”. Deși epinefrina lui Abel s-a dovedit mai târziu a fi un artefact de izolare, numele de epinefrină este încă folosit ca sinonim pentru adrenalină. [7] [8] În 1904 a urmat sinteza chimică. [9]
Adrenalina a fost primul hormon care a fost fabricat și structura sa determinată. Cercetări suplimentare privind adrenalina au condus la celelalte două catecolamine endogene, noradrenalină și dopamină.
Biosinteză și degradare
biosinteza
Biosinteza adrenalinei pornește de la α-aminoacizii L-tirozină sau L-fenilalanină. Acestea sunt hidroxilate la L-DOPA. După decarboxilare la dopamină biologic activă, are loc hidroxilarea enantioselectivă la noradrenalină, care poate fi eliberată și din medulla suprarenală și, de asemenea, acționează ca un transmițător în neuronii simpatici. -Metilarea norepinefrinei furnizează în cele din urmă epinefrina. Concentrația normală de adrenalină în sânge este sub 100 ng/l (în jur de 500 pmol/l).
Reglarea biosintezei
Biosinteza și eliberarea adrenalinei pot fi controlate de stimuli neuronali, hormoni sau medicamente. Iritarea nervoasă favorizează conversia L-tirozinei în L-dopa și a dopaminei în norepinefrină. Cortizolul, hormonul cortexului suprarenal, promovează conversia ulterioară a noradrenalinei în adrenalină.
Producția de adrenalină poate fi reglată și printr-un mecanism de feedback negativ. Creșterea nivelului de adrenalină este legată negativ de formarea L-tirozinei, astfel încât atunci când nivelurile de adrenalină cresc, formarea L-tirozinei este încetinită.
Demontarea
După eliberare, adrenalina se descompune din nou relativ repede. Timpul de înjumătățire plasmatică al adrenalinei atunci când este administrat intravenos este de numai unu până la trei minute. Enzimele catecol-O-metiltransferază (COMT) și monoaminooxidază (MAO) sunt implicate în special în descompunerea adrenalinei. Produsul de degradare primar metanefrina (vezi metanefrina) format prin O-metilare (COMT) nu mai are nicio activitate biologică semnificativă. Metabolizarea în acidul vanilin-mandelic și 3-metoxi-4-hidroxifeniletilenglicol (MOPEG) este posibilă prin procese metabolice suplimentare, în special oxidative, care implică monoaminoxidază. Acești produși metabolici sunt excretați în urină sub formă conjugată (de exemplu sub formă de sulfați) și neconjugată.
Efecte
Adrenalina este un hormon al stresului și, ca atare, creează premisele pentru asigurarea rapidă a rezervelor de energie care ar trebui să asigure supraviețuirea în situații periculoase (luptă sau fugă). Aceste efecte sunt mediate la nivel subcelular prin activarea adrenoreceptorilor cuplați cu proteina G.
Sistemul cardiovascular
O importanță deosebită este efectul adrenalinei asupra sistemului cardiovascular. Aceasta include u. A. creșterea volumului central de sânge, care are loc prin contracția vaselor de sânge mici, în special în piele și rinichi, prin activarea α1-adrenoceptorilor. În același timp, se observă o expansiune mediată de β2-adrenoceptor a vaselor de sânge centrale și care furnizează mușchi.
Activarea receptorilor β1-adrenergici duce la creșterea frecvenței cardiace (efect cronotrop pozitiv), conducerea accelerată a excitației (efect dromotrop pozitiv), contractilitate crescută (efect inotrop pozitiv) și la scăderea pragului stimulului (efect batmotrop pozitiv). Aceste efecte îmbunătățesc debitul cardiac și, prin restrângerea vaselor de sânge mici, ajută la creșterea tensiunii arteriale. Totuși, după pretratarea cu blocanți alfa, adrenalina duce la o scădere paradoxală a tensiunii arteriale utilizată terapeutic (inversarea adrenalinei). Doze foarte mici de adrenalină ([10]
Nivelurile crescute de adrenalină cronice au fost asociate cu hipertrofia inimii.
Mușchii netezi, respirația, tractul gastro-intestinal, vezica urinară
În plus față de funcția menționată mai sus asupra sistemului cardiovascular, există o creștere a respirației și o inactivare temporară a proceselor inutile, cum ar fi B. digestia, în contextul funcției hormonului de stres al adrenalinei de importanță. Prin activarea β-adrenoceptorilor, adrenalina duce la relaxarea mușchilor netezi. Aceasta are, de exemplu, o imobilizare a tractului gastrointestinal (inhibarea peristaltismului) și o extindere a bronhiilor pentru a facilita respirația (adrenoceptorii β2). Adrenalina poate provoca, de asemenea, relaxarea uterului la femeile gravide prin intermediul adrenoceptorilor β2. Pe de altă parte, adrenalina poate media o contracție a mușchilor netezi în organele care exprimă predominant α1-adrenoceptorii. De exemplu, adrenalina determină contractarea sfincterului vezicii urinare.
Mobilizarea rezervelor de energie
Eliberarea de adrenalină din glanda suprarenală mobilizează sursele de energie ale organismului prin creșterea descompunerii grăsimilor (lipoliză). Această lipoliză este catalizată de o activare a lipazei hormon-sensibile mediată de β-adrenoceptor (predominant β3-adrenoceptor). O creștere a nivelului de adrenalină duce, de asemenea, la eliberarea și formarea de glucoză nouă și, astfel, la o creștere a nivelului de zahăr din sânge (adrenoceptori β2). Acest efect este sporit de inhibarea mediată de α2-adrenoceptor a producției de insulină și de eliberarea de glucagon mediată de β-adrenoceptor. Adrenalina crește absorbția glucozei în mușchi. Adrenalina duce, de asemenea, la o creștere a cheltuielilor de energie (predominant β2-adrenoceptori). [10]
Sistem nervos central
Efectele nervoase centrale observate, deoarece hormonii de stres sunt considerați ca reflectivi, deoarece adrenalina formată în glanda suprarenală nu poate traversa bariera hematoencefalică. Indiferent de acest lucru, adrenalina produsă local ar putea fi detectată ca neurotransmițător în unii neuroni ai sistemului nervos central. Acești neuroni apar în special în zona reticularis superficialis ventrolateralis. Funcția exactă a acestor neuroni adrenergici nu este încă cunoscută, dar se discută un rol în reglarea tensiunii arteriale centrale și a reflexului baroreceptor. [11]
Alte efecte
Ca urmare a unei eliberări de adrenalină sau a unei aplicări locale de adrenalină, se pot observa producția de transpirație, pielea de găină (reflexul pilomotor) și dilatația pupilară (midriaza). Ai și gură uscată. Adrenalina este implicată și în coagularea sângelui și în fibrinoliză.
chimie
Adrenalină chimică (R.) -1- (3,4-Dihidroxifenil) -2- (N-metilamino) etanol, aparține grupului de catecolamine, care include și noradrenalina și dopamina. Forma eficientă (eutomer) a adrenalinei are un caracter stereochimic (R.) Configurare [(R.) -Adrenalină sau (-) - adrenalină]. (R.) -Adrenalina este de aproximativ 20 până la 50 de ori mai eficientă decât (S.) -Adrenalină. [12]
sinteză
În literatura de specialitate [13] sunt descrise mai multe procese pentru sinteza adrenalinei. Procesul clasic de sinteză cuprinde trei etape: catecol (1) se amestecă cu clorură de acid cloracetic (2) la 3,4-dihidroxi-ω-cloracetofenonă (3) acilat. Reacția corespunde indirect acilării Friedel-Crafts, calea preferată conduce totuși prin intermediarul ester și include astfel o rearanjare Fries. Aminarea cloracetofenonei cu metilamină conferă suprarenalei (Al 4-lea); reducerea ulterioară asigură adrenalină racemică (5). Despărțirea racematului este posibilă cu ajutorul (2R.,3R.) -Acid tartric posibil.
Alternativ, 3,4-dimetoxibenzaldehida poate fi reacționată și cu acid cianhidric pentru a forma cianohidrină, a cărei oxidare produce apoi o nitrilocetonă. Reducerea catalitică creează o aminocetonă, blândă -Metilarea furnizează apoi amina secundară. Adrenalina este apoi obținută prin hidroliza funcțiilor fenil eterului, reducere și rezoluție.
stabilitate
La fel ca toate catecolaminele, adrenalina este sensibilă la oxidare. Unul dintre produsele de oxidare a adrenalinei este adrenocromul. Oxidul de argint (I) (Ag2O) poate fi utilizat pentru oxidare. Oxidarea adrenalinei poate fi, de asemenea, catalizată în soluție apoasă prin urme de ioni de fier și iodură. Antioxidanți precum B. Acidul ascorbic și metabisulfitul de sodiu pot încetini formarea adrenocromului. Rata de oxidare depinde și de pH-ul soluției. O valoare pH ușor acidă este considerată stabilitatea optimă.
Adrenalina ca drog
domenii de aplicare
În medicină, adrenalina este utilizată în principal ca medicament de urgență pentru resuscitarea cardiopulmonară în stop cardiac și șoc anafilactic. Este disponibil în diferite forme de dozare și necesită o rețetă.
Medicină de urgență
Pentru utilizare în medicina de urgență, adrenalina se administrează intravenos, alternativ și intraos sau foarte rar intracardic. În recomandările actuale ale Consiliului European pentru Resuscitare, administrarea de adrenalină în timpul resuscitării este recomandată ca standard, deși nu există un studiu controlat cu placebo la om care să demonstreze un beneficiu de supraviețuire din utilizarea adrenalinei. [14]
Un alt domeniu principal de aplicare a adrenalinei în medicină este șocul circulator, de exemplu în reacțiile anafilactice sau sepsis. Reacțiile anafilactice și șocul sunt, de asemenea, tratate prin administrarea intravenoasă de adrenalină. Dacă accesul venos nu poate fi creat în timpul unui eveniment de șoc acut, adrenalina poate fi administrată și intramuscular. Seringile pre-umplute de adrenalină sunt disponibile pentru pacienții cu reacții alergice severe în trecut (de exemplu, asfixierea amenințată din cauza umflării edemului glotic), care poate fi apoi administrată chiar de persoana în cauză după expunerea la alergeni cu apariția simptomelor.
Pentru utilizare în resuscitarea și șocul cardiopulmonar, efectele centralizante ale adrenalinei se află în prim-plan. Activarea α1-adrenoceptorilor constrânge vasele de sânge mici din piele și rinichi, în timp ce vasele de sânge centrale mari se extind. În acest fel, se spune că adrenalina crește presiunea de perfuzie coronariană și cerebrală.
Afectiuni respiratorii
Pentru utilizare ca medicament suplimentar în acută Laringita subglotică ("Pseudo-Krupp"), adrenalina este disponibilă ca soluție pentru inhalare (InfectoKrupp Inhal ®). Până în 2002, preparatele pentru inhalare care conțin adrenalină au fost aprobate și pentru tratamentul acut al astmului bronșic în Germania. Cu toate acestea, când a intrat în vigoare interdicția CFC, acestea au fost scoase de pe piață. Utilizarea inhalativă a altor preparate de adrenalină pentru tratamentul acut al afecțiunilor astmatice este, prin urmare, în afara aprobării medicamentului și corespunde utilizării în afara etichetei.
Utilizarea adrenalinei în bolile respiratorii se bazează pe efectul său de relaxare bronșică, care este mediat de activarea adrenoceptorilor β2. Cu toate acestea, trebuie acceptate reacțiile adverse sistemice după absorbție.
Vasoconstricție locală
Adrenalina poate fi, de asemenea, utilizată pentru a restrânge local vasele de sânge în caz de sângerare. Această substanță este, de asemenea, utilizată ca aditiv vasoconstrictor la anestezicele locale pentru a preveni îndepărtarea acestora și, astfel, pentru a le prelungi eficacitatea.
Efectul vasoconstrictor este utilizat și pentru închiderea tăieturilor în box. Acest efect vasoconstrictor se bazează pe activarea α1-adrenoceptorilor vaselor de sânge mici din piele și țesutul muscular și îngustarea lor ulterioară.
Antidot
Adrenalina este medicamentul de a doua alegere pentru otrăvirea beta-blocantă și poate fi utilizată atunci când nu este disponibil un beta-agonist specific. [15] Cu toate acestea, nu există nici o aprobare farmaceutică pentru această cerere de urgență; aplicația corespunde unei utilizări off-label.
Efecte secundare
Efectele secundare ale adrenalinei corespund în mare măsură efectelor sale principale și se datorează importanței sale ca hormon al stresului. Adrenalina duce la o contracție a vaselor de sânge mici, în special a pielii și a rinichilor, combinată cu o creștere a tensiunii arteriale și, mai ales atunci când este aplicată local, necroză ocazională. Cu utilizarea sistemică, efecte secundare cardiace, cum ar fi B. insuficiență cardiacă, atacuri de angină pectorală, infarct miocardic, aritmii tahicardice, până la fibrilație ventriculară și stop cardiac în prim-plan. Prin urmare, aplicarea sa este parțial controversată. Utilizarea sistemică a adrenalinei poate duce și la creșterea nivelului de zahăr din sânge (hiperglicemie), scăderea nivelului de potasiu (hipokaliemie), acidoză metabolică și scăderea concentrației de magneziu (hipomagnezemie). Mai mult, se pot observa midriază, dificultăți de urinare, salivație, transpirație cu senzație de frig simultan la nivelul extremităților, greață, vărsături, amețeli și cefalee. Efectele secundare psihologice ale utilizării adrenalinei pot include neliniște, nervozitate, anxietate, halucinații, convulsii și chiar psihoze.
Interacțiuni
Unele anestezice prin inhalare care sensibilizează inima la catecolamine duc la un efect crescut de adrenalină asupra inimii și astfel la un risc crescut de insuficiență cardiacă, atacuri de angină pectorală, atacuri de cord și aritmii tahicardice.
Efectele și efectele secundare ale adrenalinei pot fi, de asemenea, crescute prin inhibarea descompunerii adrenalinei sau prin creșterea eliberării de (nor-) adrenalină. Acest lucru poate fi observat în special cu utilizarea simultană a inhibitorilor MAO, levodopa, L-tiroxină, teofilină, antidepresive triciclice și reserpină.
La rândul său, adrenalina inhibă efectele de scădere a tensiunii arteriale ale alfa-blocantelor și efectele cardiace ale beta-blocantelor. Deoarece adrenalina crește nivelul zahărului din sânge, eficacitatea medicamentelor antidiabetice orale este redusă.
dozare
Adrenalina se administrează ca soluție intravenoasă. Concentrația într-o fiolă este de obicei 1 mg/ml (cunoscută și sub numele de soluție de adrenalină 1: 1.000 sau soluție de adrenalină 0,1%). Înainte de utilizare, se diluează de obicei 1:10 cu soluție de clorură de sodiu 0,9% (denumită apoi soluție de adrenalină 1: 10.000 sau soluție de adrenalină 0,01%). Doza de resuscitare este de 1 mg la fiecare 3-5 minute. [16] Pentru utilizare endobronhală (depășită), diluarea este de obicei 3:10 cu soluție de clorură de sodiu 0,9%.