L’epinefrina, nota anche come adrenalina, è un ormone responsabile della reazione di “lotta o fuga” nei mammiferi. Chimicamente, mobilita il sistema di difesa del corpo, inducendo il rilascio nel sangue di grandi quantità di glucosio dai depositi nel fegato e nei muscoli. Questo scoppio di energia è la familiare “scarica di adrenalina” che si prova quando si è spaventati o eccitati. In alcuni tessuti, l’epinefrina agisce anche come neurotrasmettitore, trasmettendo segnali tra cellule nervose adiacenti.
L’epinefrina (vedi figura 1) è sintetizzata in diversi passaggi dalla fenilalanina o dalla tirosina (entrambi aminoacidi). Due gruppi idrossilici adiacenti sono posti sull’anello aromatico, portando alla struttura ad anello chiamata catecolo. Queste idrossilazioni formano l’intermedio L-dopa, che a sua volta viene convertito in dopamina (un neurotrasmettitore), norepinefrina (anch’essa un neurotrasmettitore), e infine epinefrina. L’epinefrina, insieme alla norepinefrina e alla dopamina, costituisce la famiglia delle amine biogene chiamate catecolamine.
I segnali nervosi alla ghiandola surrenale attivano la conversione dei depositi di norepinefrina in epinefrina e il suo rilascio nel sangue. La reazione di lotta o fuga comprende l’aumento del glucosio nel sangue, l’aumento della vasocostrizione in alcune parti del corpo e l’aumento della frequenza cardiaca. A livello cellulare, l’epinefrina si lega alle cellule epatiche e muscolari in specifici recettori sulla superficie esterna delle membrane cellulari. Tale recettore attiva poi una serie di reazioni enzimatiche all’interno della cellula, che culminano nella sintesi di grandi quantità di adenosina monofosfato ciclico (cAMP). L’epinefrina non può attraversare la membrana cellulare, quindi il suo segnale ormonale viene trasmesso all’interno della cellula attraverso il cAMP, agendo come un secondo messaggero (l’epinefrina è il primo messaggero). Il cAMP accende una cascata di enzimi, soprattutto chinasi che mettono un gruppo fosfato in siti specifici di altre proteine o enzimi. Queste fosforilazioni servono per attivare (o in alcuni casi inibire) le reazioni enzimatiche. Il risultato finale è l’attivazione della glicogeno fosforilasi, un enzima che scompone il glicogeno nelle sue unità di glucosio, e il rilascio di glucosio nel sangue.
L’azione neurotrasmettitore dell’epinefrina termina con la ricaptazione nel neurone che l’ha rilasciata, o con la scomposizione in metaboliti inattivi da parte degli enzimi catecolo-O-metil transferasi (COMT) e monoammina ossidasi (MAO). Gli effetti del secondo messaggero all’interno della cellula sono terminati dagli enzimi che scompongono il cAMP e dalle fosfatasi che invertono l’azione delle chinasi rimuovendo i fosfati.
L’epinefrina agisce anche in una fase di regolazione cruciale nella sintesi degli acidi grassi. L’attività del primo enzima nella sintesi degli acidi grassi, l’acetil-coenzima A (AcCoA) carbossilasi, è regolata dalla fosforilazione. L’enzima fosforilato è inattivo (e la successiva sintesi degli acidi grassi si arresta), mentre l’enzima defosforilato è attivo. L’epinefrina, attraverso il secondo messaggero cAMP, impedisce la defosforilazione dell’AcCoA carbossilasi, rendendola inattiva e arrestando la sintesi degli acidi grassi. Infatti, durante la reazione di lotta o di fuga, l’organismo ha bisogno di liberare energia sotto forma di glucosio e di acidi grassi piuttosto che immagazzinare energia come glicogeno o grasso.
Clinicamente, l’epinefrina gioca un ruolo salvavita nel contrastare gli effetti dello shock anafilattico. Le istamine rilasciate in grandi quantità dopo l’esposizione del corpo a un allergene (ad esempio, le punture d’ape in alcuni individui) possono comprimere la muscolatura liscia, compresa quella dei passaggi delle vie respiratorie. L’epinefrina fa il contrario: Rilassa la muscolatura liscia, anche se su recettori diversi. I suoi effetti sul muscolo cardiaco (aumentando la frequenza cardiaca) possono essere usati come misura salvavita quando il cuore di un paziente si è fermato. L’epinefrina è anche usata in combinazione con anestetici locali come la lidocaina. Costringendo i vasi sanguigni vicino al sito dell’iniezione, impedisce all’anestetico di diffondersi lontano dal sito.