Adrenalina
La adrenalina, también conocida como epinefrina, es una hormona y un medicamento. La adrenalina normalmente es producida tanto por las glándulas suprarrenales como por un pequeño número de neuronas en el bulbo raquídeo, donde actúa como un neurotransmisor involucrado en la regulación de las funciones viscerales (p.
Ej., La respiración). Desempeña un papel importante en la respuesta de lucha o huida al aumentar el flujo sanguíneo a los músculos, la salida del corazón, la respuesta de dilatación de las pupilas y el nivel de azúcar en la sangre. Lo hace uniéndose a los receptores alfa y beta. Se encuentra en muchos animales y algunos organismos unicelulares.
El fisiólogo polaco Napoleon Cybulski aisló por primera vez la adrenalina en 1895.
Usos médicos
Como medicamento, se usa para tratar una serie de afecciones que incluyen anafilaxia, paro cardíaco y sangrado superficial. La adrenalina inhalada puede usarse para mejorar los síntomas del crup. También se puede usar para el asma cuando otros tratamientos no son efectivos. Se administra por vía intravenosa, por inyección en un músculo, por inhalación o por inyección justo debajo de la piel.
Los efectos secundarios comunes incluyen temblores, ansiedad y sudoración. Puede producirse una frecuencia cardíaca rápida y presión arterial alta. Ocasionalmente puede provocar un ritmo cardíaco anormal.. Si bien la seguridad de su uso durante el embarazo y la lactancia no está clara, los beneficios para la madre deben tenerse en cuenta.
Se ha presentado un caso para el uso de la infusión de adrenalina en lugar del tratamiento ampliamente aceptado de inotrópicos para recién nacidos prematuros con compromiso cardiovascular clínico. Aunque existen datos suficientes que recomiendan firmemente las infusiones de adrenalina como tratamiento viable, se necesitan más ensayos para determinar de manera concluyente que estas infusiones reducirán con éxito las tasas de morbilidad y mortalidad entre los recién nacidos prematuros con problemas cardiovasculares.
Efectos fisiológicos
La médula suprarrenal es un contribuyente menor a las catecolaminas circulantes totales ( L- DOPA está en una concentración más alta en el plasma ), aunque aporta más del 90% de la adrenalina circulante. Se encuentra poca adrenalina en otros tejidos, principalmente en las células de cromafina dispersas.
Después de la adrenalectomía, la adrenalina desaparece por debajo del límite de detección en el torrente sanguíneo.
Las glándulas suprarrenales contribuyen con aproximadamente el 7% de la noradrenalina circulante, la mayoría de las cuales es un efecto secundario de la neurotransmisión con poca actividad como hormona. Las dosis farmacológicas de adrenalina estimulan los adrenoceptores α 1, α 2, β 1, β 2 y β 3 del sistema nervioso simpático.
Los receptores nerviosos simpáticos se clasifican como adrenérgicos, en función de su capacidad de respuesta a la adrenalina.
El término «adrenérgico» a menudo se malinterpreta porque el neurotransmisor simpático principal es la noradrenalina, en lugar de la adrenalina, como descubrió Ulf von Euler en 1946.
La adrenalina tiene un efecto mediado por el adrenoceptor β 2 sobre el metabolismo y la vía aérea, ya que no hay conexión neural directa desde los ganglios simpáticos a la vía aérea.
Cannon propuso originalmente el concepto de la médula suprarrenal y el sistema nervioso simpático involucrado en la respuesta de vuelo, lucha y susto. Pero la médula suprarrenal, en contraste con la corteza suprarrenal, no es necesaria para la supervivencia. En pacientes adrenalectomizados, las respuestas hemodinámicas y metabólicas a estímulos como la hipoglucemia y el ejercicio siguen siendo normales.
Ejercicio
Un estímulo fisiológico para la secreción de adrenalina es el ejercicio. Esto se demostró por primera vez usando la pupila denervada de un gato como ensayo, luego se confirmó usando un ensayo biológico en muestras de orina. Los métodos bioquímicos para medir las catecolaminas en plasma se publicaron desde 1950 en adelante.
Aunque se ha publicado mucho trabajo valioso utilizando ensayos fluorimétricos para medir las concentraciones totales de catecolaminas, el método es demasiado inespecífico e insensible para determinar con precisión las cantidades muy pequeñas de adrenalina en plasma. El desarrollo de métodos de extracción y ensayos radioenzimáticos derivados de isótopos enzimáticos (REA) transformaron el análisis a una sensibilidad de 1 pg para la adrenalina.Los primeros ensayos de plasma REA indicaron que la adrenalina y las catecolaminas totales aumentan tarde en el ejercicio, principalmente cuando comienza el metabolismo anaeróbico.
Durante el ejercicio, la concentración de adrenalina en la sangre aumenta en parte por el aumento de la secreción de la médula suprarrenal y en parte por la disminución del metabolismo debido a la reducción del flujo sanguíneo hepático. La infusión de adrenalina para reproducir el ejercicio de las concentraciones circulantes de adrenalina en sujetos en reposo tiene poco efecto hemodinámico, aparte de una pequeña caída mediada por β 2 en la presión arterial diastólica.
La infusión de adrenalina dentro del rango fisiológico suprime la hiperreactividad de las vías respiratorias humanas lo suficiente como para antagonizar los efectos constrictores de la histamina inhalada.
Un vínculo entre lo que ahora conocemos como el sistema simpático y el pulmón se mostró en 1887 cuando Grossman demostró que la estimulación de los nervios del acelerador cardíaco revirtió la constricción de las vías respiratorias inducida por muscarina. En experimentos en el perro, donde se cortó la cadena simpática al nivel del diafragma, Jackson demostró que no había inervación simpática directa al pulmón, pero que la broncoconstricción se revirtió al liberar adrenalina de la médula suprarrenal.No se ha informado un aumento de la incidencia de asma en pacientes adrenalectomizados;
Aquellos con una predisposición al asma tendrán cierta protección contra la hiperreactividad de las vías respiratorias de su terapia de reemplazo de corticosteroides. El ejercicio induce dilatación progresiva de las vías respiratorias en sujetos normales que se correlaciona con la carga de trabajo y no se evita con el bloqueo beta.
La dilatación progresiva de las vías respiratorias con el aumento del ejercicio está mediada por una reducción progresiva del tono vagal en reposo. El bloqueo beta con propranolol provoca un rebote en la resistencia de las vías respiratorias después del ejercicio en sujetos normales durante el mismo curso de tiempo que la broncoconstricción observada con el asma inducida por el ejercicio.
La reducción de la resistencia de las vías respiratorias durante el ejercicio reduce el trabajo de respiración.
Respuesta emocional
Cada respuesta emocional tiene un componente conductual, un componente autónomo y un componente hormonal. El componente hormonal incluye la liberación de adrenalina, una respuesta adrenomedular que ocurre en respuesta al estrés y que es controlada por el sistema nervioso simpático. La principal emoción estudiada en relación con la adrenalina es el miedo.
En un experimento, los sujetos que recibieron inyecciones de adrenalina expresaron más expresiones faciales negativas y menos positivas para temer películas en comparación con un grupo de control. Estos sujetos también informaron un miedo más intenso de las películas y una mayor intensidad media de recuerdos negativos que los sujetos de control.Los resultados de este estudio demuestran que existen asociaciones aprendidas entre los sentimientos negativos y los niveles de adrenalina.
En general, la mayor cantidad de adrenalina se correlaciona positivamente con un estado de excitación de sentimientos negativos. Estos hallazgos pueden ser un efecto en parte de que la adrenalina provoca respuestas simpáticas fisiológicas, incluido un aumento de la frecuencia cardíaca y el temblor de la rodilla, que se puede atribuir a la sensación de miedo, independientemente del nivel real de miedo provocado por el video.
Aunque los estudios han encontrado una relación definitiva entre la adrenalina y el miedo, otras emociones no han tenido tales resultados. En el mismo estudio, los sujetos no expresaron una mayor diversión a una película de diversión ni una mayor ira a una película de ira.Hallazgos similares también fueron respaldados en un estudio que involucró sujetos roedores que pudieron o no pudieron producir adrenalina.
Los hallazgos respaldan la idea de que la adrenalina tiene un papel en facilitar la codificación de eventos emocionalmente excitantes, contribuyendo a niveles más altos de excitación debido al miedo.
Memoria
Se ha encontrado que las hormonas adrenérgicas, como la adrenalina, pueden producir una mejora retrógrada de la memoria a largo plazo en humanos. La liberación de adrenalina debido a eventos emocionalmente estresantes, que es adrenalina endógena, puede modular la consolidación de la memoria de los eventos, asegurando la fortaleza de la memoria que es proporcional a la importancia de la memoria.
La actividad de adrenalina posterior al aprendizaje también interactúa con el grado de excitación asociado con la codificación inicial. Existe evidencia que sugiere que la adrenalina sí tiene un papel en la adaptación al estrés a largo plazo y la codificación de la memoria emocional específicamente.
La adrenalina también puede desempeñar un papel en la elevación de la excitación y la memoria del miedo en condiciones patológicas particulares, incluido el trastorno de estrés postraumático.En general, «la evidencia extensa indica que la epinefrina (EPI) modula la consolidación de la memoria para tareas emocionalmente excitantes en animales y sujetos humanos».
Los estudios también han encontrado que la memoria de reconocimiento que involucra adrenalina depende de un mecanismo que depende de los adrenoceptores β. La adrenalina no atraviesa fácilmente la barrera hematoencefálica, por lo que sus efectos sobre la consolidación de la memoria son iniciados al menos en parte por los adrenoceptores β.
En la periferia. Los estudios han encontrado que el sotalol, un antagonista de los adrenoceptores β que tampoco ingresa fácilmente al cerebro, bloquea los efectos potenciadores de la adrenalina administrada periféricamente en la memoria. Estos hallazgos sugieren que los adrenoceptores β son necesarios para que la adrenalina tenga un efecto en la consolidación de la memoria.
Para que PNMT actúe sobre la noradrenalina en el citosol, primero debe enviarse fuera de los gránulos de las células cromafines. Esto puede ocurrir a través del intercambiador de catecolaminas-H VMAT. VMAT también es responsable de transportar la adrenalina recién sintetizada desde el citosol de regreso a los gránulos de cromafina en preparación para su liberación.
En las células hepáticas, la adrenalina se une al receptor adrenérgico β, que cambia la conformación y ayuda a G s, una proteína G, a intercambiar GDP a GTP. Esta proteína G trimérica se disocia en subunidades G s alfa y G s beta / gamma. Gs alfa se une a la adenil ciclasa, convirtiendo ATP en AMP cíclico.
El AMP cíclico se une a la subunidad reguladora de la proteína quinasa A: la proteína quinasa A fosforila la fosforilasa quinasa. Mientras tanto, Gs beta / gamma se une al canal de calcio y permite que los iones de calcio ingresen al citoplasma. Los iones de calcio se unen a las proteínas calmodulinas, una proteína presente en todas las células eucariotas, que luego se une a la fosforilasa quinasa y finaliza su activación.
La fosforilasa quinasa fosforila el glucógeno fosforilasa, que luego fosforila el glucógeno y lo convierte en glucosa–fosfato.
Patología
Se observa una mayor secreción de adrenalina en feocromocitoma, hipoglucemia, infarto de miocardio y, en menor grado, en temblor esencial (también conocido como temblor benigno, familiar o idiopático). Un aumento general de la actividad neuronal simpática suele ir acompañado de un aumento de la secreción de adrenalina, pero hay selectividad durante la hipoxia y la hipoglucemia, cuando la proporción de adrenalina a noradrenalina aumenta considerablemente.
Por lo tanto, debe existir cierta autonomía de la médula suprarrenal con respecto al resto del sistema simpático.
El infarto de miocardio se asocia con altos niveles de adrenalina y noradrenalina circulantes, particularmente en el shock cardiogénico.
El temblor familiar benigno (BFT) responde a los bloqueadores adrenérgicos β periféricos y se sabe que la estimulación β 2 causa temblor. Se encontró que los pacientes con BFT tenían un aumento de adrenalina en plasma, pero no noradrenalina.
Se pueden observar concentraciones bajas o ausentes de adrenalina en la neuropatía autonómica o después de la adrenalectomía. La falla de la corteza suprarrenal, como con la enfermedad de Addison, puede suprimir la secreción de adrenalina ya que la actividad de la enzima de síntesis, feniletanolamina- N- metiltransferasa, depende de la alta concentración de cortisol que drena desde la corteza hasta la médula.
Terminología
En 1901, Jōkichi Takamine patentó un extracto purificado de las glándulas suprarrenales y lo llamó «adrenalina» (del latín ad y renal, «cerca de los riñones»), que fue registrada por Parke, Davis & Co en los Estados Unidos. El nombre aprobado por los británicos y el término europeo de farmacopea para este medicamento es, por lo tanto, adrenalina.
Sin embargo, el farmacólogo John Abel ya había preparado un extracto de las glándulas suprarrenales ya en 1897, y acuñó el nombre de epinefrina para describirlo (del griego epi y nephros, «encima de los riñones»). En la creencia de que el extracto de Abel era el mismo que Takamine de (una creencia ya disputado), la epinefrina se convirtió en el nombre genérico de los EE.UU., y sigue siendo el de farmacéutica de Estados Unidos adoptó el apellido y la denominación común internacional (aunque el nombre adrenalina se usa con frecuencia).
La terminología es ahora una de las pocas diferencias entre los sistemas de nombres INN y BAN. Aunque los profesionales de la salud y los científicos europeos utilizan preferentemente el término adrenalina, lo contrario es cierto entre los profesionales de la salud y los científicos estadounidenses.
Sin embargo, incluso entre estos últimos, los receptores para esta sustancia se denominan receptores adrenérgicos o adrenoceptores, y los productos farmacéuticos que imitan sus efectos a menudo se denominan adrenérgicos. Rao revisa la historia de la adrenalina y la epinefrina.
Mecanismo de acción
Como hormona, la adrenalina actúa en casi todos los tejidos del cuerpo. Sus acciones varían según el tipo de tejido y la expresión tisular de los receptores adrenérgicos. Por ejemplo, los altos niveles de adrenalina causan relajación del músculo liso en las vías respiratorias, pero provoca la contracción del músculo liso que recubre la mayoría de las arteriolas.
La adrenalina actúa uniéndose a una variedad de receptores adrenérgicos. La adrenalina es un agonista no selectivo de todos los receptores adrenérgicos, incluidos los subtipos principales α 1, α 2, β 1, β 2 y β 3. La unión de la adrenalina a estos receptores desencadena una serie de cambios metabólicos.
Receptores de unión a alfa-adrenérgicos inhibe la insulina secreción por las páncreas, estimula la glucogenólisis en el hígado y músculo, y estimulaglucólisis e inhibe la glucogénesis mediada por insulina en el músculo. La unión del receptor adrenérgico β desencadena la secreción de glucagón en el páncreas, el aumento de la secreción de la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) por la glándula pituitaria y el aumento de la lipólisis por el tejido adiposo.
Juntos, estos efectos conducen a un aumento de la glucosa en la sangre y los ácidos grasos, proporcionando sustratos para la producción de energía dentro de las células de todo el cuerpo.
Sus acciones son aumentar la resistencia periférica a través de la vasoconstricción dependiente del receptor α 1 y aumentar el gasto cardíaco a través de su unión a los receptores β 1. El objetivo de reducir la circulación periférica es aumentar las presiones de perfusión coronaria y cerebral y, por lo tanto, aumentar el intercambio de oxígeno a nivel celular.
Si bien la adrenalina aumenta la presión de circulación aórtica, cerebral y carotídea, disminuye el flujo sanguíneo carotídeo y el CO 2 o E T CO 2 al final de la mareaniveles. Parece que la adrenalina puede estar mejorando la macrocirculación a expensas de los lechos capilares donde se está produciendo la perfusión real.
Medición en fluidos biológicos
La adrenalina se puede cuantificar en sangre, plasma o suero como ayuda diagnóstica, para controlar la administración terapéutica o para identificar el agente causal en una posible víctima de envenenamiento. Las concentraciones de adrenalina plasmática endógena en adultos en reposo son normalmente inferiores a 10 ng / L, pero pueden aumentar en 10 veces durante el ejercicio y en 50 veces o más en momentos de estrés.
Los pacientes con feocromocitoma a menudo tienen niveles de adrenalina en plasma de 1000-10,000 ng / L. La administración parenteral de adrenalina a pacientes cardíacos de cuidados agudos puede producir concentraciones plasmáticas de 10,000 a 100,000 ng / L.
Biosíntesis y regulación
En términos químicos, la adrenalina es uno de un grupo de monoaminas llamadas catecolaminas. La adrenalina se sintetiza en las células cromafines de la médula suprarrenal de la glándula suprarrenal y una pequeña cantidad de neuronas en el bulbo raquídeo en el cerebro a través de una vía metabólica que convierte los aminoácidos fenilalanina y tirosina en una serie de intermedios metabólicos y, en última instancia, adrenalina La tirosina se oxida primero a L- DOPA por la tirosina hidroxilasa, este es el paso de limitación de velocidad.
Luego se descarboxila posteriormente para dar dopamina por DOPA descarboxilasa ( L-aminoácido descarboxilasa aromática ). La dopamina se convierte luego en noradrenalina por la beta-hidroxilasa de dopamina, que utiliza ácido ascórbico ( vitamina C ) y cobre. El paso final en la biosíntesis de adrenalina es la metilación de la amina primaria de noradrenalina.
Esta reacción es catalizada por la enzima feniletanolamina N- metiltransferasa (PNMT) que utiliza S- adenosil metionina (SAMe) como donante de metilo.Si bien el PNMT se encuentra principalmente en el citosol de las células endocrinas de la médula suprarrenal (también conocidas como células cromafines ), se ha detectado a niveles bajos tanto en el corazón como en el cerebro.
Regulación
Los principales desencadenantes fisiológicos de la liberación de adrenalina se centran en el estrés, como la amenaza física, la excitación, el ruido, las luces brillantes y la temperatura ambiente alta o baja. Todos estos estímulos se procesan en el sistema nervioso central.
La hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y el sistema nervioso simpático estimulan la síntesis de precursores de adrenalina al mejorar la actividad de la tirosina hidroxilasa y la dopamina β-hidroxilasa, dos enzimas clave involucradas en la síntesis de catecolaminas. La ACTH también estimula la corteza suprarrenal para liberar cortisol, lo que aumenta la expresión de PNMT en las células cromafines, mejorando la síntesis de adrenalina.
Esto se hace con mayor frecuencia en respuesta al estrés. El sistema nervioso simpático, que actúa a través de los nervios esplácnicos a la médula suprarrenal, estimula la liberación de adrenalina. Acetilcolinaliberado por las fibras simpáticas preganglionares de estos nervios actúa sobre los receptores nicotínicos de acetilcolina, causando la despolarización celular y una afluencia de calcio a través de canales de calcio dependientes de voltaje.
El calcio desencadena la exocitosis de los gránulos de cromafina y, por lo tanto, la liberación de adrenalina (y noradrenalina) en el torrente sanguíneo.
A diferencia de muchas otras hormonas, la adrenalina (como sucede con otras catecolaminas) no ejerce retroalimentación negativa para regular negativamente su propia síntesis. Los niveles anormalmente elevados de adrenalina pueden ocurrir en una variedad de afecciones, como la administración subrepticia de adrenalina, el feocromocitoma y otros tumores de los ganglios simpáticos.
Su acción finaliza con la recaptación en las terminaciones nerviosas terminales, una dilución minuciosa y el metabolismo por monoamino oxidasa y catecol- O- metil transferasa.
Historia
Los extractos de la glándula suprarrenal fueron obtenidos por primera vez por el fisiólogo polaco Napoleón Cybulski en 1895. Estos extractos, a los que llamó nadnerczyna («adrenalina»), contenían adrenalina y otras catecolaminas. El oftalmólogo estadounidense William H. Bates descubrió el uso de adrenalina para cirugías oculares antes del 20 de abril de 1896.
El químico japonés Jōkichi Takamine y su asistente Keizo Uenaka descubrieron independientemente la adrenalina en 1900. En 1901, Takamine tuvo éxito aisló y purificó la hormona de las glándulas suprarrenales de ovejas y bueyes.La adrenalina fue sintetizada por primera vez en el laboratorio por Friedrich Stolz y Henry Drysdale Dakin, de forma independiente, en 1904.
Sociedad y cultura
Adicto a la adrenalina
Un adicto a la adrenalina es alguien que se involucra en un comportamiento de búsqueda de sensaciones a través de «la búsqueda de experiencias novedosas e intensas sin tener en cuenta el riesgo físico, social, legal o financiero». Tales actividades incluyen deportes extremos y riesgosos, abuso de sustancias, sexo inseguro y delincuencia.
El término se refiere al aumento en los niveles circulantes de adrenalina durante el estrés fisiológico. Tal aumento en la concentración circulante de adrenalina es secundario a la activación de los nervios simpáticos que inervan la médula suprarrenal, ya que es rápido y no está presente en animales donde se ha extirpado la glándula suprarrenal.Aunque tal estrés desencadena la liberación de adrenalina, también activa muchas otras respuestas dentro del sistema de recompensa del sistema nervioso central que impulsa las respuestas conductuales, por lo que si bien la concentración de adrenalina circulante está presente, puede no conducir el comportamiento.
Sin embargo, la infusión de adrenalina sola aumenta el estado de alerta y tiene funciones en el cerebro, incluido el aumento de la consolidación de la memoria.
Fuerza
La adrenalina se ha visto implicada en hazañas de gran fuerza, que a menudo ocurren en tiempos de crisis. Por ejemplo, hay historias de un padre que levanta parte de un automóvil cuando su hijo está atrapado debajo.
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