Letzte Woche haben wir in Teil 1 die Grundlagen über Epinephrin gelernt: wie und wo es produziert wird, wie und warum es ausgeschüttet wird und weitere Grundlagen darüber, wie seine Funktion im Körper aus dem Tritt gebracht werden kann.
Wir wissen, dass es für eine Aufrechterhaltung der Energiespiegel, der Aufmerksamkeit in angemessenen Stresssituationen, der mentalen Gesundheit und natürlich einer guten sportlichen Leistungsfähigkeit, sowie Körperkomposition wichtig ist, unsere Norepinephrin-Spiegel unter Kontrolle zu halten. Das ist jedoch nur ein Teil des Adrenalin „Puzzles“. In diesem Teil der Artikelserie möchten wir auf Epinephrin, den „Sidekick“ von Norepinephrin, konzentrieren. Norepinephrin und Epinephrin funktionieren gut zusammen und wo eines von beiden zu finden ist, ist das Andere auch immer „anzutreffen“.
Was ist Epinephrin?
Genau wie Norepinephrin ist auch Epinephrin – das auch unter der Bezeichnung Adrenalin bekannt ist – ein Katecholamin, das sowohl als Neurotransmitter, als auch als Hormon agiert. Es ist ein Antagonist der Alpha-1, der Alpha-2, der Beta-1 und der Beta-2-Rezeptoren im Körper. Es wird vom Nebennierenmark und dem zentralen Nervensystem produziert und stellt eine primäre Komponente der „Flucht oder Kampf“-Reaktion dar.
Welche Wirkungen besitzt Epinephrin?
Epinephrin bereitet uns darauf vor, mit Stress umzugehen, indem es die Herzfrequenz und die Fähigkeit des Herzens, Blut effizient im Körper zu verteilen, erhöht. Es bewirkt Vasokonstriktion bzw. Gefäßverengung einiger Blutgefäße und eine Vasodilatation bzw. Gefäßerweiterung anderer Blutgefäße. Es verursacht außerdem eine Weitung der Bronchien und eine gesteigerte Atmung. Dies öffnet die Atemwege und erlaubt eine bessere Sauerstoffzufuhr zu den Zellen des Körpers, sowie einen besseren Abtransport von CO2 aus dem Blutstrom.
Epinephrin ruft außerdem einige Veränderungen des Stoffwechsels hervor, die Glukose freisetzen. Der Körper hört auf Insulin zu produzieren und die Muskeln und die Leber brechen Glykogen in Glukose auf. In den Muskeln wird die Glykolyse aktiviert, welche den Abbau von Glukose in Pyruvat umfasst. Dies ermöglicht die Bildung von ATP und die Bereitstellung von Energie für Muskelkontraktionen. Es wird noch eine weitere Energiequelle freigesetzt, da die Anregung der Lipolyse dazu führt, dass Fett zu Ketonen (die andere Energiequelle) abgebaut wird. Um eine lange Geschichte kurz zu machen, setzt Epinephrin in Reaktion auf einen empfundenen Stressor Energie frei, die von den Muskeln und vom Gehirn verwendet werden kann.
Epinephrin als Medikament
Epinephrin wird häufig als Medikament verabreicht. Es wird aufgrund seiner Fähigkeit, die Herzleistung zu steigern, den Blutfluss zum Herzen zu erhöhen und den Blutdruck im Falle eines Herzstillstandes anzuheben, verwendet. Es wird außerdem zur Behandlung einer anaphylaktischen Reaktion, bei Bronchialkrämfen/Asthma und sogar bei Hypoglykämie (Unterzuckerung) eingesetzt. Schon einmal etwas von einem EpiPen gehört? Menschen, die unter starken Allergien leiden, haben einen solchen Pen immer mit dabei. Hierbei handelt es sich im Grunde genommen um nichts anderes als reines Epinephrin, das den Anwender davor schützen soll, in Reaktion auf seine Allergene einen anaphylaktischen Schock zu erleiden.
Wie wird Epinephrin produziert?
Epinephrin wird auf dem selben Weg wie Norepinephrin produziert. Um genau zu sein, benötigt der Körper Norepinephrin um Epinephrin herzustellen. Auch hier sind die Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin die Bausteine des „Flucht oder Kampf“-Hormons. Wenn es in der Ernährung an Phenylalanin oder Tyrosin mangelt, dann müssen diese Aminosäuren entweder supplementiert oder Nahrungsmittel in der Ernährung integriert werden, die reich an diesen Aminosäuren sind. Tyrosin stellt L-DOPA her. L-DOPA wird wiederum in Dopamin umgewandelt und Dopamin wird in Norepinephrin umgewandelt. Dieses Norepinephrin wird in den Chromaffin-Zellen des Nebennierenmarks und dem Zytosol der adrenergenen Neuronen methyliert (ein Enzym eine Methylgruppe wird zu einem Molekül hinzufügt) und in Epinephrin umgewandelt. Das dabei produzierte Epinephrin „verweilt“ dann so lange in den Chromaffin-Zellen des Nebennierenmarks, bis es der Körper benötigt.
Was regt eine Ausschüttung von Epinephrin an?
Wie bekommen wir das Adrenalin aus den Chromaffin-Zellen? Als Erstes regen das sympathische Nervensystem und das Adrenocorticoptropin-Hormon (ACTH) die Synthese von Adrenalin an. ACTH bewirkt außerdem, dass die Nebennierenrinde Kortison (ein anderes mit Stress in Verbindung stehendes Hormon) freisetzt, wodurch die Epinephrin-Synthese zunimmt. Zur gleichen Zeit regt das sympathische Nervensystem die Freisetzung von Epinephrin aus den Chromaffin-Zellen in den Blutkreislauf an. Und was stimuliert diese Freisetzung? Empfundene und tatsächliche Stressoren wie laute Geräusche, grelles Licht, höhere Temperaturen, ein großes Meeting mit dem Boss oder die „Vorfreude“ auf eine harte Trainingseinheit oder ein schweres Gewicht. Alles, was einen dazu bringt sich so zu fühlen als ob man bereit sein muss sich zu verteidigen, verursacht Stress für den Körper (echter Stress oder empfundener Stress) oder macht Angst, was eine Freisetzung von Adrenalin zur Folge haben kann.
Was stoppt die Wirkung von Epinephrin?
Die Wirkung von Adrenalin wird durch die Wiederaufnahme des Hormons in die Nervenrezeptoren und eine Verstoffwechslung durch unterschiedliche Enzyme „beendet“. Anders als andere Hormone reguliert Epinephrin seine Produktion nicht selbst herunter. Deshalb ist es möglich, chronisch erhöhte Adrenalinspiegel im Körper zu haben. Es ist der nervige Partygast, der nicht weiß, wann er gehen soll. Dies kann durch unterschiedliche Dinge hervorgerufen werden, wie z.B. eine exogene Epinephrin-Gabe oder Tumore in den Adrenaldrüsen, sowie anderen Teilen des sympathischen Nervensystems. Es ist auch möglich, dass der Körper Probleme damit hat, genug Epinephrin zu produzieren, wie dies bei der Addisonschen Krankheit und einer adrenalen Erschöpfung der Fall ist.
Was kann schief laufen, wenn die Epinephrin Produktion aus dem Ruder läuft?
Wir verfügen jetzt über ein grundlegendes Verständnis darüber, was Epinephrin ist und wo es herkommt. Außerdem wissen wir auch wie die Herstellung von statten geht und was dessen Ausschüttung im Körper bewirkt. Jetzt möchten wir, dass ihr beginnt euch Gedanken macht, was schief laufen kann, wenn die Epinephrin-Produktion außer Kontrolle gerät. Wenn wir zu lange zu viel Epinephrin produzieren, können wir mit einer langen Liste von Problemen enden. Dasselbe gilt auch für eine unzureichende Epinephrin-Produktion, wenn man z.B. mit einem „netten Fall“ von adrenaler Erschöpfung endet.
Wenn Epinephrin den Blutdruck beeinflusst, kann dann zu viel oder zu wenig für zu lange Blutdruckprobleme hervorrufen? Was ist mit dieser Blutzucker-„Sache“? Wird unser Blutzucker zu niedrig sein, wenn wir nicht genug Epinephrin produzieren können? Was ist, wenn wir eine Tonne davon herstellen und unsere Insulinproduktion dadurch ständig hemmt? Und was ist mit den Teilen des Körpers, die aufgrund einer chronischen Verengung der Adern durch erhöhte Epinephrin-Spiegel nicht genug Blut bekommen? Stimmt euch all das nachdenklich? Diese Adrenalin-Hormone besitzen große Auswirkungen auf unsere Gesundheit und Fitness.
Im nächsten Teil dieser Artikelserie werden wir Dopamin, einen weiteren Teil des Adrenalin-Systems, näher betrachten.
Referenzen:
1. Oliver von Bohlen und Halbach , and Rolf Dermietzel, Neurotransmitters and neuromodulators: handbook of receptors and biological effects, (Wiley-VCH, 2006)
