4.5. Das Nebennierenmark HO HO C C N

Nebennierenhormone
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4.5. Das Nebennierenmark
Das Nebennierenmark (NNM; Medulla suprarenalis) besteht überwiegend aus Nervenzellen und Nervenfasern und gilt somit als Nahtstelle zwischen dem sympathischen
Nervensystem und dem Hormonsystem. Im Nebennierenmark werden die Hormone
Adrenalin und Noradrenalin produziert und bei Bedarf direkt an das Blut abgegeben.
4.5.1. Adrenalin und Noradrenalin
Adrenalin und Noradrenalin gehören zur Gruppe der Katecholamine1 und sind somit
biogene Amine2. Genau wie die Glukocorticoide, werden auch sie vermehrt unter psychischem oder physischem Stress freigesetzt.
1
Katecholamine: Gruppenbezeichnung für hydroxylierte Phenethylamine (siehe 4.5.2. Chemische
Struktur der Katecholamine) mit Brenzcatechin (englisch: catechol) als Grundgerüst.
2
Biogene Amine werden im Organismus durch Decarboxylierung3 von Aminosäuren hergestellt.
3
Decarboxylierung: Die Abspaltung von Kohlendioxid aus freien Carbonsäuren bzw. ihren Salzen.
Die Katecholamine spielen nicht nur als Hormone, sondern auch als Neurotransmitter
eine wichtige Rolle im Organismus. In geringen Mengen werden sie auch von bestimmten Nervenenden des sympathischen Nervensystems ausgeschüttet.
Adrenalin und Noradrenalin werden aus den Nebennieren durch Exozytose4 direkt in
die Blutbahn abgegeben. Ihre Freisetzung erfolgt durch einen Reiz aus dem sympathischen Nervensystem. Für den Transport im Blut sind die Katecholamine an Albumin
gebunden.
4
Exozytose: Form der Sekretion, bei der sekretgefüllte Golgi-Vesikel zur Zellmembran wandern
und deren Inhalt durch Verschmelzen der Membran nach außen freigesetzt wird.
4.5.2. Chemische Struktur der Katecholamine
HO
HO
Brenzcatechin
1,3-Dihydroxybenzol(en)
C
C
N
Phenylethylamin
(1-Phenyl-2-aminoethan)
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HO
HO
hydroxyliertes Phenethylamin
C
1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-aminoethan
C
N
R
HO
HO
Adrenalin
OH
C
1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-methylamino-ethanol
od. Brenzcatechin-oxyethyl-methylamin (alt)
C
N
CH3
HO
HO
Noradrenalin
OH
C
C
1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-amino-ethanol
od. Brenzkatechin-oxyethyl-amin (alt)
N
NOR: “Stickstoff ohne Rest”
4.5.3. Wirkungsspektrum der Katecholamine
Adrenalin und Noradrenalin werden bei körperlicher und seelischer Belastung, aber
auch bei Infektionen, Verletzungen und einem niedrigen Blutzuckerspiegel (Hypoglykämie) verstärkt ausgeschüttet.
Die Aufgabe der Katecholamine besteht darin, den Menschen auf Kampf- oder
Fluchtreaktionen vorzubereiten. Sie sorgen also dafür, dass der Körper sich auf eine
kurz andauernde physische Höchstleistung einstellen kann. Kurz gesagt, wird der
gesamte Organismus durch das Eingreifen dieser Hormone in Alarmbereitschaft versetzt.
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Adrenalin
• Steigert den Blutdruck durch Verengung der Blutgefäße
• Erhöht die Pulsfrequenz und Pumpkraft des Herzens
• Weitet die Atemwege und erleichtert so die Aufnahme von
•
•
•
•
Noradrenalin
25
Sauerstoff
Stellt der Skelettmuskulatur eine größere Blutmenge zur Verfügung
Fördert in der Leber den Abbau der Glykogenreserven zu Glucose
Bewirkt die Aktivierung von Lipasen im Fettgewebe und führt somit
zur Steigerung des Fettabbaus
Verringert die Magen- und Darmtätigkeit
• Steigert den Blutdruck durch Verengung der peripheren Gefäße
• Senkt die Pulsfrequenz (entgegengesetzte Wirkung zu Adrenalin)
• Verengt Blutgefäße der Haut (Blässe), der Schleimhäute und des
•
•
•
•
•
Magen-Darm-Trakts
Hemmt die Insulinausschüttung (erhöht so den Blutzuckerspiegel)
Erweitert die Pupillen
Verursacht eine vermehrte Schweißsekretion
Vermindert die Wahrnehmung von Schmerzen (häufig gemeinsam
mit Endorphinen ausgeschüttet)
Sorgt im Gehirn und Rückenmark für Anregung und Wachheit
Noradrenalin wirkt schwächer als Adrenalin auf die glatte Muskulatur von
Darm und Bronchien sowie auf den Stoffwechsel.
4.5.4. Medizinische Verwendung
Adrenalin wird parenteral verabreicht, weil es oral eingenommen unwirksam ist. Es wird
in Antiasthmatika und Broncholytika1 verwendet. Außerdem führt Adrenalin als Vasokonstriktor2 zur Stillung von Blutungen bei Operationen im Nasen-, Mund- und Rachenraum und bei Blutungen innerer Organe. Adrenalin wird auch zusammen mit
Lokalanästhetika injiziert, weil diese infolge der Blutgefäßverengung, die Adrenalin bewirkt, länger wirken und somit auch schon geringere Dosen der lokalen Betäubungsmittel ausreichen. Noradrenalin dient wie Adrenalin als gefäßverengender Zusatz von
Lokalanästhetika und wird außerdem auch bei Kreislaufkollaps verabreicht.
1
Broncholytika: Gruppenbezeichnung für Präparate, die auf die glatte Muskulatur der Bronchien
krampflösend, also als sogenannte Bronchodila(ta)toren, wirken und deshalb gegen Bronchitiden
eingesetzt werden.
2
Vasokonstriktor: Arzneimittel, das eine Kontraktion der Muskulatur der Blutgefäßwände und damit eine Verengung der Gefäße herbeiführt. Dies führt infolge der Erhöhung des Gefäßwiderstandes zur Blutdruck-Steigerung.
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4.5.5. Labordiagnostische Bedeutung der Katecholamine
Von klinischer Bedeutung ist die Bestimmung von Plasma-, Urin- und Gewebe-Katecholaminspiegeln bei der Diagnostik von Phäochromozytomen und anderen Tumorerkrankungen des Nervensystems. Dabei kommt es zu einer stark erhöhten
Katecholaminproduktion in dem betroffenen Gewebe und damit zu einer verstärkten
Freisetzung der Katecholamine im Blutkreislauf bzw. zu einer erhöhten Ausscheidung
im Urin. Die dabei auftretenden Konzentrationen an Katecholaminen und deren Metaboliten liegen ein Vielfaches über der Referenzbereichsgrenze.
Die Konzentrationen von Adrenalin und Noradrenalin gelten sowohl als Indikator für die
Aktivität des sympathischen Nervensystems, als auch als Kenngröße bei Vorliegen koronarer Herzkrankheit, Diabetes mellitus, Ateriosklerose, akutem Asthma, u.a. Der
Nachweis der Katecholaminkonzentration in verschiedenen Körperflüssigkeiten und
Gewebeproben ist jedoch nicht nur bei krankhaften Zuständen von Interesse. In der
Stressforschung oder der Sportmedizin zum Beispiel liefern Katecholaminspiegel
ebenfalls wertvolle Informationen.
Für die erste Diagnosestellung eines katecholaminproduzierenden Tumors wird die
Ausscheidung im 24-Stunden-Urin des Patienten quantitativ bestimmt. Zur Lokalisation
des Tumors ist allerdings die Konzentration der Katecholamine im Plasma zu ermitteln.
Die quantitative Bestimmung der Katecholamine und ihrer Metaboliten wird mittels
Hochdruckflüssigkeitschomatographie (HPLC) durchgeführt. Die wichtigsten Abbauprodukte der Katecholamine sind Vanillinmandelsäure (VMA), Homovanillinsäure
(HVA) und Vanillinsäure (VA).
Vanillinmandelsäure (VMA)
OH
HO
CH
COOH
(3-Methoxy-4-hydroxy-mandelsäure)
Hauptabbauprodukt der Katecholamine Adrenalin
und Noradrenalin. Die VMA-Bestimmung ist ein
Suchtest in der Hypertoniediagnostik.
H3CO
Homovanillinsäure (HVA)
HO
H3CO
CH2 COOH
[(4-Hydroxy-3-methoxy-phenyl)essigsäure]
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4.5.6. Vom Phenylalanin zum Adrenalin
Phenylalanin
(2-Amino-3-phenylpropansäure)
C
NH 2
Formel: C9H11NO2
HO
C
C
COOH
NH 2
HO
HO
C
C
C
COOH
COOH
Phenylalanin ist eine essentielle, aromatische Aminosäure,
die nicht vom menschlichen Organismus synthetisiert werden
kann.
Durch Hydroxylierung von Phenylalanin entsteht
L-Tyrosin. Tyrosin ist eine für den Menschen
nicht-essentielle aromatische Aminosäure, die in der Natur
als regelmäßiger Bestandteil der Proteine weit verbreitet ist.
L-Dopa (3,4-Dihydroxyphenylalanin) entsteht auf enzymatischem Weg mit Hilfe von L-Tyrosin-3-hydroxylase (Tetrahydropteridin als Cofaktor) aus L-Tyrosin durch
Hydroxylierung in 3-Stellung des Phenyl-Rings).
NH2
HO
HO
C
C
NH2
HO
HO
OH
C
Als biogenes Amin entsteht Dopamin [1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-aminoethan] im Organismus durch Decarboxylierung von L-Dopa (katalysiert durch Dopadecarboxylase) als Produkt des Tyrosin-Stoffwechsels.
Dopamin ist die Muttersubstanz von Noradrenalin.
Noradrenalin [1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-aminoethanol,
4-(2-Amino-1-hydroxyethyl)brenzcatechin], internationaler
Freiname: Norepinephrin, früher: Arterenol
C
NH2
HO
HO
OH
C
C
N
CH3
Noradrenalin unterscheidet sich chemisch nur durch eine
Methylgruppe von Adrenalin. Seine Wirkungen sind jedoch zum Teil schwächer oder gar entgegengesetzt.
L-Adrenalin [(–)-(R)-Adrenalin,(R)-Epinephrin,
(R)-1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-methylamino- ethanol]
oder [4-((R)-1-Hydroxy-2-methylamino-ethyl)-brenzcatechin]; Freiname: Epinephrin