Адреналін - біологія

Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?

Антибіотики від бактерій

Міграція клітин: нещодавно виявлена функція відомого білка

Молекулярний компас для вирівнювання клітин

Від чого листя старіє восени

Демократичність грифа-цесарки

Середовище Екембо: Люди також жили на відкритих ландшафтах

| Генетика | Сільське, лісове та тваринництво

Сорт пшениці був створений шляхом схрещування дикорослих трав

Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?

адреналін

0,10 мг кг -1 (собака, IV) [2]

адреналін (від лат. оголошення "до і орендна плата "Нирка") теж Адреналін (ГОТЕЛЬ) (епі (гр.) "на"; нефрос (Гр.): "Нирка" називається гормоном, що утворюється в мозковій речовині надниркових залоз і викидається в кров у стресових ситуаціях. Як гормон стресу, адреналін опосередковує збільшення частоти серцевих скорочень, підвищення артеріального тиску, розширення бронхіол, швидке забезпечення запасами енергії за рахунок розщеплення жиру (ліполіз) та вивільнення та біосинтезу глюкози. Він також регулює кровотік (централізація) та діяльність шлунково-кишкового тракту (гальмування). У центральній нервовій системі адреналін виникає як нейромедіатор в адренергічних нейронах (нервових клітинах). Адреналін опосередковує його ефекти, активуючи рецептори, зв’язані з G-білками, адренорецептори.

Історія відкриття

Перші докази речовини, що трапляється в мозковому відділі надниркових залоз і викидається звідти в кров, яка могла бути забарвлена хлоридом заліза (III), були знайдені у 1856 році французьким фізіологом Альфредом Вульпіаном. Практикуючий лікар Джордж Олівер та фізіолог Едвард Альберт Шефер встановили в 1893/94 рр., Що ця речовина повинна мати надзвичайні фармакологічні властивості. Те саме досягли польські фізіологи Владислав Шимонович та Наполеон Цибульський у 1895 році.

Джон Якоб Абель, який спробував виділити речовину в 1897 році, дав їй назву "Адреналін". Натхненний своєю працею, японсько-американський хімік Джокічі Такаміне представив їх у чистому вигляді і поставив на ринок компанія Parke, Davis & Co. під назвою "Adrenalin". Хоча пізніше адреналін Абеля виявився артефактом ізоляції, назва адреналін все ще використовується як синонім адреналіну. [7] [8] У 1904 р. Послідував хімічний синтез. [9]

Адреналін був першим гормоном, який був вироблений і була визначена його структура. Подальші дослідження адреналіну призвели до інших двох ендогенних катехоламінів - норадреналіну та дофаміну.

Біосинтез та деградація

біосинтез

Біосинтез адреналіну починається з α-амінокислот L-тирозину або L-фенілаланіну. Вони гідроксилюються до L-DOPA. Після декарбоксилювання до біологічно активного дофаміну відбувається енантіоселективне гідроксилування до норадреналіну, яке також може виділятися з довгастого мозку наднирників, а також виконує функцію передавача в симпатичних нейронах. -Метилювання норадреналіну в кінцевому підсумку постачає адреналін. Нормальна концентрація адреналіну в крові нижче 100 нг/л (близько 500 пмоль/л).

Регуляція біосинтезу

Біосинтез і викид адреналіну можна контролювати за допомогою нервових подразників, гормонів або препаратів. Подразнення нервів сприяє перетворенню L-тирозину в L-допу та дофаміну в норадреналін. Кортизол, гормон кори надниркових залоз, сприяє подальшому перетворенню норадреналіну в адреналін.

Виробництво адреналіну також можна регулювати за допомогою механізму негативного зворотного зв’язку. Підвищення рівня адреналіну негативно пов’язане з утворенням L-тирозину, тому при підвищенні рівня адреналіну утворення L-тирозину сповільнюється.

Демонтаж

Після його викиду адреналін знову відносно швидко руйнується. Період напіввиведення адреналіну з плазми при внутрішньовенному введенні становить лише одну-три хвилини. Ферменти катехол-О-метилтрансфераза (КОМТ) та моноаміноксидаза (МАО) особливо беруть участь у розщепленні адреналіну. Первинний продукт розпаду метанефрин (див. Метанефрин), що утворюється в результаті О-метилювання (КОМТ), вже не має значної біологічної активності. Метаболізм до ванілін-мигдальної кислоти та 3-метокси-4-гідроксифенілетиленгліколю (МОПЕГ) можливий завдяки подальшим, зокрема окислювальним, метаболічним процесам, що включають моноаміноксидазу. Ці продукти метаболізму виводяться із сечею у кон’югованій (наприклад, у вигляді сульфатів) та некон’югованій формі.

Ефекти

Адреналін є гормоном стресу і як такий створює передумови для швидкого забезпечення запасами енергії, які повинні забезпечити виживання в небезпечних ситуаціях (бій або втеча). Ці ефекти опосередковуються на субклітинному рівні завдяки активації зв’язаних з G-білками адренорецепторів.

Серцево-судинна система

Особливе значення має вплив адреналіну на серцево-судинну систему. Це включає, серед іншого. збільшення центрального об’єму крові, яке відбувається через скорочення дрібних судин, особливо в шкірі та нирках, через активацію α1-адренорецепторів. У той же час спостерігається опосередковане β2-адренорецепторами розширення центральних та м’язових кровоносних судин.

Активація β1-адренорецепторів призводить до збільшення частоти серцевих скорочень (позитивний хронотропний ефект), прискореного проведення збудження (позитивний дромотропний ефект), збільшення скоротливості (позитивний інотропний ефект) та зниження порогу стимулу (позитивний батмотропний ефект). Ці ефекти покращують серцевий викид і, звужуючи дрібні судини, сприяють підвищенню артеріального тиску. Однак після попередньої терапії альфа-адреноблокаторами адреналін призводить до парадоксального, терапевтично застосовуваного зниження артеріального тиску (скасування адреналіну). Дуже низькі дози адреналіну ([10]

Хронічно підвищений рівень адреналіну асоціюється з гіпертрофією серця.

Гладкі м’язи, дихання, шлунково-кишковий тракт, сечовий міхур

На додаток до вищезазначеної функції на серцево-судинну систему спостерігається посилення дихання та тимчасова інактивація непотрібних процесів, таких як Б. травлення в контексті функції гормону стресу адреналіну важливо. Активуючи β-адренорецептори, адреналін призводить до розслаблення гладкої мускулатури. Це, наприклад, має іммобілізацію шлунково-кишкового тракту (гальмування перистальтики) та розширення бронхів для полегшення дихання (β2 адренорецептори). Адреналін також може викликати розслаблення матки у вагітних через β2-адренорецептори. З іншого боку, адреналін може опосередковувати скорочення гладкої мускулатури в органах, які переважно експресують α1-адренорецептори. Наприклад, адреналін призводить до скорочення сфінктера сечового міхура.

Мобілізація енергетичних запасів

Вивільнення адреналіну з наднирників мобілізує власні джерела енергії організму, збільшуючи розщеплення жиру (ліполіз). Цей ліполіз каталізується активацією гормоночутливої ліпази за допомогою β-адренорецепторів (переважно β3-адренорецепторів). Збільшення рівня адреналіну також призводить до вивільнення та утворення нової глюкози і, отже, до підвищення рівня цукру в крові (β2 адренорецептори). Цей ефект посилюється опосередкованим α2-адренорецепторами пригніченням виробництва інсуліну та опосередкованим β-адренорецепторами вивільнення глюкагону. Адреналін збільшує засвоєння глюкози в м’язах. Адреналін також призводить до збільшення витрат енергії (переважно β2-адренорецепторів). [10]

Центральна нервова система

Спостережувані ефекти центральної нервової системи як гормони стресу розглядаються як рефлексивні, оскільки адреналін, що утворюється в наднирковій залозі, не може перетнути гематоенцефалічний бар’єр. Незалежно від цього, адреналін, що виробляється місцево, можна виявити як нейромедіатор у деяких нейронах центральної нервової системи. Ці нейрони знаходяться особливо в області reticularis superficialis ventrolateralis. Точна функція цих адренергічних нейронів поки не відома, але обговорюється роль у центральній регуляції артеріального тиску та барорецепторному рефлексі. [11]

Інші ефекти

В результаті викиду адреналіну або місцевого застосування адреналіну можуть спостерігатися виділення поту, мурашки (піломоторний рефлекс) та розширення зіниць (мідріаз). Ви також отримуєте сухість у роті. Адреналін також бере участь у згортанні крові та фібринолізі.

хімія

Адреналін, хімічний (Р.) -1- (3,4-дигідроксифеніл) -2- (N-метиламіно) етанол, належить до групи катехоламінів, яка також включає норадреналін та дофамін. Ефективна форма (еутомер) адреналіну має стереохімічну (Р.) Конфігурація [(Р.) -Адреналін або (-) - адреналін]. (Р.) -Адреналін приблизно в 20-50 разів ефективніший, ніж (С.) -Адреналін. [12]

синтез

У літературі [13] описано кілька процесів синтезу адреналіну. Класичний процес синтезу складається з трьох етапів: катехол (1) змішується з хлороцтовою кислотою хлоридом (2) до 3,4-дигідрокси-ω-хлорацетофенону (3) ацильований. Реакція побічно відповідає ацилюванню Фріделя-Крафта, переважний шлях все ж веде через складний ефір і, таким чином, включає перегрупування Фріса. Амінування хлорацетофенону метиламіном дає адреналон (4-й); подальше зниження забезпечує рацемічний адреналін (5). Розщеплення рацемата можливо за допомогоюР.,3Р.) -Тартарова кислота можлива.

З іншого боку, 3,4-диметоксибензальдегід може також реагувати з синильною кислотою з утворенням ціаногідрину, окислення якого потім дає нітрилокетон. Каталітичне відновлення створює амінокетон, його щадний -Потім метилювання забезпечує вторинний амін. Потім адреналін отримують шляхом гідролізу функцій фенілового ефіру, відновлення та роздільної здатності.

стабільність

Як і всі катехоламіни, адреналін чутливий до окислення. Одним з продуктів окислення адреналіну є адренохром. Для окислення можна використовувати срібний (I) оксид (Ag2O). Окислення адреналіну також може каталізуватися у водному розчині слідами іонів заліза та йодиду. Антиоксиданти, такі як B. Аскорбінова кислота та метабісульфіт натрію можуть уповільнити утворення адренохрому. Швидкість окислення також залежить від рН розчину. Злегка кисле значення рН вважається оптимальною стабільністю.

Адреналін як наркотик

області застосування

У медицині адреналін в основному використовується як екстрений препарат для серцево-легеневої реанімації при зупинці серця та анафілактичному шоці. Він випускається у різних лікарських формах і вимагає рецепта.

Невідкладна медицина

Для екстреної медицини адреналін вводять внутрішньовенно, альтернативно також внутрішньокістково або дуже рідко внутрішньосерцево. У сучасних рекомендаціях Європейської ради з реанімації введення адреналіну під час реанімації рекомендується як стандарт, хоча немає плацебо-контрольованого дослідження на людях, яке демонструвало б користь від виживання при застосуванні адреналіну для виживання. [14]

Ще однією основною областю застосування адреналіну в медицині є шок кровообігу, наприклад, при анафілактичних реакціях або сепсисі. Анафілактичні реакції та шок також лікуються шляхом внутрішньовенного введення адреналіну. Якщо під час гострого шокового стану неможливо створити венозний доступ, адреналін також можна вводити внутрішньом’язово. Для пацієнтів із серйозними алергічними реакціями в минулому (наприклад, загроза задухи через набряк глотичного набряку) доступні попередньо наповнені шприци для адреналіну, які потім може вводити зацікавлена особа після впливу алергену з появою симптомів.

Для використання при серцево-легеневій реанімації та шоці на перший план висувається централізуюча дія адреналіну. Активація α1-адренорецепторів стискає дрібні судини шкіри та нирок, тоді як великі центральні судини розширюються. Таким чином, кажуть, що адреналін підвищує коронарний та церебральний перфузійний тиск.

Захворювання органів дихання

Для використання в якості додаткових ліків при гострій формі Субглотичний ларингіт ("Псевдо-Крупп"), адреналін доступний у вигляді розчину для інгаляцій (InfectoKrupp Inhal ®). До 2002 року інгаляційні препарати, що містять адреналін, також були схвалені для гострого лікування бронхіальної астми в Німеччині. Однак, коли заборона ХФУ набула чинності, вони були зняті з ринку. Отже, інгаляційне застосування інших препаратів адреналіну для гострого лікування астматичних скарг перебуває поза дозволом лікарського засобу та відповідає використанню поза маркою.

Застосування адреналіну при респіраторних захворюваннях базується на його бронхіально-розслаблюючій дії, яка опосередковується через активацію β2-адренорецепторів. Однак слід приймати системні побічні ефекти після абсорбції.

Місцева звуження судин

Адреналін також може використовуватися для локального звуження судин у разі кровотечі. Ця речовина також використовується як судинозвужувальна добавка до місцевих анестетиків з метою запобігання їх виведенню і, таким чином, для продовження їх ефективності.

Судинозвужувальний ефект також використовується для закриття скорочень у боксі. Цей судинозвужувальний ефект заснований на активації α1-адренорецепторів дрібних судин шкіри та м’язової тканини та їх подальшому звуженні.

Протиотрута

Адреналін є препаратом другого вибору при отруєнні бета-адреноблокаторами, і його можна застосовувати, коли відсутні конкретні бета-агоністи. [15] Однак для цього надзвичайного застосування також немає дозволу на використання ліків; заявка відповідає використанню, що не підлягає етикетці.

Побічні ефекти

Побічні ефекти адреналіну значною мірою відповідають його основним діям і зумовлені його значенням як гормону стресу. Адреналін призводить до скорочення дрібних кровоносних судин, особливо шкіри та нирок, у поєднанні з підвищенням артеріального тиску і, особливо при місцевому застосуванні, випадковим некрозом. При системному застосуванні серцеві побічні ефекти, такі як B. серцева недостатність, напади стенокардії, інфаркт міокарда, тахікардіальні аритмії, аж до фібриляції шлуночків та зупинки серця на передньому плані. Тому його застосування частково суперечливе. Системне вживання адреналіну може також призвести до підвищення рівня цукру в крові (гіперглікемія), зниження рівня калію (гіпокаліємія), метаболічного ацидозу та зниження концентрації магнію (гіпомагніємія). Крім того, можуть спостерігатися мідріаз, утруднення сечовипускання, слиновиділення, пітливість з одночасним відчуттям холоду в кінцівках, нудота, блювота, запаморочення та головний біль. Психологічні побічні ефекти вживання адреналіну можуть включати неспокій, нервозність, страх, галюцинації, судоми і навіть психози.

Взаємодія

Деякі інгаляційні анестетики, які сенсибілізують серце до катехоламінів, призводять до посиленого впливу адреналіну на серце і, отже, до підвищеного ризику серцевої недостатності, нападів стенокардії, інфарктів та тахікардичних аритмій.

Ефекти та побічні ефекти адреналіну також можуть бути посилені шляхом пригнічення розщеплення адреналіну або збільшенням вивільнення (нор-) адреналіну. Це може спостерігатися особливо при одночасному застосуванні інгібіторів МАО, леводопи, L-тироксину, теофіліну, трициклічних антидепресантів та резерпіну.

У свою чергу, адреналін пригнічує ефекти альфа-адреноблокаторів на зниження артеріального тиску та серцеві ефекти бета-блокаторів. Оскільки адреналін підвищує рівень цукру в крові, ефективність пероральних протидіабетичних препаратів знижується.

дозування

Адреналін дають у вигляді розчину внутрішньовенно. Концентрація в ампулі зазвичай становить 1 мг/мл (також називається розчином адреналіну 1: 1000 або розчином адреналіну 0,1%). Перед використанням його зазвичай розбавляють 1:10 0,9% розчином хлориду натрію (потім називають розчином адреналіну 1: 10000 або розчином адреналіну 0,01%). Реанімаційна доза становить 1 мг кожні 3–5 хвилин. [16] Для ендобронхального застосування (застаріле) розведення зазвичай становить 3:10 0,9% розчином хлориду натрію.