Epinefryna, znana również jako adrenalina , jest hormonem, który jest odpowiedzialny za reakcję „walki lub ucieczki” u ssaków. Pod względem chemicznym mobilizuje system obronny organizmu, powodując uwolnienie do krwi dużych ilości glukozy z zapasów w wątrobie i mięśniach. Ten przypływ energii jest dobrze znanym „skokiem adrenaliny”, którego doświadczamy, gdy jesteśmy przestraszeni lub podekscytowani. W niektórych tkankach, epinefryna działa również jako neuroprzekaźnik, przekazując sygnały pomiędzy sąsiadującymi komórkami nerwowymi.
Epinefryna (patrz rysunek 1) jest syntetyzowana w kilku etapach z fenyloalaniny lub tyrozyny (oba aminokwasy). Dwie sąsiadujące grupy hydroksylowe są umieszczane na pierścieniu aromatycznym, co prowadzi do powstania struktury pierścieniowej zwanej katecholem. W wyniku hydroksylacji powstaje półprodukt L-dopa, która z kolei przekształca się w dopaminę (neuroprzekaźnik), noradrenalinę (również neuroprzekaźnik), a w końcu w epinefrynę. Epinefryna wraz z noradrenaliną i dopaminą tworzą rodzinę amin biogennych zwanych katecholaminami.
Sygnały nerwowe do nadnerczy aktywują przemianę zapasów noradrenaliny w epinefrynę i jej uwolnienie do krwiobiegu. Reakcja „walcz lub uciekaj” obejmuje zwiększenie stężenia glukozy we krwi, zwiększenie skurczu naczyń krwionośnych w niektórych częściach ciała i przyspieszenie akcji serca. Na poziomie komórkowym epinefryna wiąże się z komórkami wątroby i mięśni poprzez specyficzne receptory na zewnętrznej powierzchni błon komórkowych. Receptor taki aktywuje następnie szereg reakcji enzymatycznych wewnątrz komórki, których kulminacją jest synteza dużych ilości cyklicznego adenozynomonofosforanu (cAMP). Epinefryna nie może przekroczyć błony komórkowej, więc jej sygnał hormonalny jest przekazywany do wnętrza komórki za pośrednictwem cAMP, działającego jako drugi posłaniec (epinefryna jest pierwszym posłańcem). CyklicznyAMP włącza kaskadę enzymów – głównie kinaz, które umieszczają grupę fosforanową w określonych miejscach na innych białkach lub enzymach. Fosforylacje te służą do aktywacji (lub w niektórych przypadkach hamowania) reakcji enzymatycznych. Efektem końcowym jest aktywacja fosforylazy glikogenu, enzymu, który rozkłada glikogen na jego jednostki glukozowe, oraz uwolnienie glukozy do krwiobiegu.
Działanie neuroprzekaźnikowe epinefryny jest zakończone przez wychwyt zwrotny do neuronu, który ją uwolnił, lub rozkład do nieaktywnych metabolitów przez enzymy: transferazę katecholowo-o-metylowa (COMT) i oksydazę monoaminową (MAO). Efekty drugiego posłańca wewnątrz komórki są przerywane przez enzymy, które rozkładają cAMP, oraz przez fosfatazy, które odwracają działanie kinaz poprzez usuwanie fosforanów.
Epinefryna działa również na kluczowym etapie regulacyjnym w syntezie kwasów tłuszczowych. Aktywność pierwszego enzymu w syntezie kwasów tłuszczowych, karboksylazy acetylo-koenzymu A (AcCoA), jest regulowana przez fosforylację. Fosforylowany enzym jest nieaktywny (i następująca po nim synteza kwasów tłuszczowych zostaje zatrzymana), podczas gdy enzym pozbawiony fosforylacji jest aktywny. Epinefryna, poprzez drugiego posłańca cAMP, zapobiega fosforylacji karboksylazy AcCoA, czyniąc ją nieaktywną i zatrzymując syntezę kwasów tłuszczowych. Rzeczywiście, podczas reakcji walki lub ucieczki organizm musi uwalniać energię w postaci glukozy i kwasów tłuszczowych, a nie magazynować ją w postaci glikogenu lub tłuszczu.
W aspekcie klinicznym epinefryna odgrywa rolę ratującą życie w przeciwdziałaniu skutkom wstrząsu anafilaktycznego. Histaminy uwalniane w dużych ilościach po ekspozycji organizmu na alergen (na przykład użądlenia pszczół u niektórych osób) mogą zwężać mięśnie gładkie, w tym mięśnie w drogach oddechowych. Epinefryna działa odwrotnie: Rozluźnia mięśnie gładkie, choć przy innych receptorach. Jej wpływ na mięsień sercowy (zwiększenie częstości akcji serca) może być stosowany jako środek ratujący życie w przypadku zatrzymania akcji serca pacjenta. Epinefryna jest również stosowana w połączeniu z miejscowymi środkami znieczulającymi, takimi jak lidokaina. Zwężając naczynia krwionośne w pobliżu miejsca wstrzyknięcia, zapobiega rozprzestrzenianiu się środka znieczulającego poza to miejsce.