PROSJEKTOPPGAVE: ADRENALIN AV RENATE HEDER OG CAMILLA H. BENDIKSEN

PROSJEKTOPPGAVE: ADRENALIN AV RENATE HEDER OG CAMILLA H. BENDIKSEN Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 1

INNHOLDSFORTEGNELSE: Innledning s. 3 Kjemisk data s. 4 Historisk bakgrunn s. 5 Generelt om adrenalin s. 6 Adrenalin- et hormon s. 7 Adrenalin- en neurotransmitter s. 8 Bruksområde s. 8 Negative foårsakninger s. 10 Oppbevaring s. 11 Adrenalin- avhengighet s. 11 Lavt adrenalin s. 12 Etterord s. 12 Litteratur s. 12 Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 2

INNLEDNING Adrenalin er et organisk molekyl. Adrenalin produseres naturlig i binyrene i kroppen, men kan også fremstilles kjemisk på laboratorier. Adrenalin er et viktig hormon for kroppen vår og kan brukes til mye. Det kan redde liv ved å brukes til medisinsk bruk ved for eksempel allergi. Men som andre ting har adrenalin både fordeler og ulemper. KJEMISK STRUKTUR Figur 1. Strukturformel for adrenalin Adrenalin uthører katekolamin, et utvalg stoffer som kan brukes av nervesystemet til enten å senke- eller øke hastigheten til forskjellige kroppsfunksjoner, eller til å få ulike muskler til å trekke seg sammen eller slappe av. Adrenalin er et naturlig oppstående hormon som dannes når sentralnervesystemet stimuleres. Adrenalin fins også i planten Ephedra equisetina. Det blir også produsert ved kjemisk syntese hvor det syntetiske produktet blir formet som ett salt, ephedrine sulfat; det oppstår som et hvitt krystallisert pulver med bitter smak, løselig i vann og veldig løselig i alkohol. Ephedrine er nært beslektet i struktur til methamphetamin, og CNS reaksjoner har mye mindre potensiale enn de for amphetaminer. Dets ytre stimulant-reaksjoner er like, men mindre kraftige enn til de fra ephpedrine (også kalt adrenalin), ett hormon produsert i kroppen av binyrene. Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 3

KJEMISKE DATA Synonymer: Epinephrin, Vasotonim, Epitrate, Exadrin, Glaucosan, Glycirenan, Hemiside, Hypeonephrin, Bicrenine, Bosmin, Brevirenin, Bronkaid mist osv. Formel: C9H13N03 Molar masse: 183,2066 g/mol Smeltepunkt: 211-212 C Energi for omdannelse: -439,17 kj/mol Forekomst: Mikrokrystallinsk,hvitt pulver som etterhvert blir brunt når det er i luft/lys Reaktivitet: Veldig sensitiv for lys/luft Type bindinger: kovalente bindinger % oppbygning av masse: C= 59,00% H= 7,18% N= 7,65% O= 26,20% Vannløselighet: < 0,01 g/100 ml ved 18 C Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 4

HISTORISK BAKGRUNN Jokichi Takamine, en japansk kjemiker som kom til USA, er mannen som gis kreditten for å være den første til å isolere adrenalin. (Men det var egentlig hans partner Keizo Uenaka som gjorde det). Uenaka var Takamine s innleide kjemiker fra Japan, og en natt han arbeidet på lab en alene, oppdaget Uenaka krystallformen til adrenalin. Grunnen til at Takamine fikk æren, er fordi 5.11.1900 søkte Takamine om ett patent med navn Binyrenes utvinnende produkt Noen måneder senere i 1901, presenterte Takamine ett dokument til New York Medical Society og ett annet til Society of Chemical Industry. I tillegg til disse papirene, publiserte Takamine sine oppdagelser gjennom årene på lab en. Som et resultat av dette, fikk Takamine rettighet til å bruke Adrenaline som varemerke. Men alle trodde Uenaka fant den rene krystalliserte versjonen av adrenalin, mens det egentlig bare var en uren versjon. En av Takamine s kollegaer publiserte også en kjemisk struktur, som viste seg å være feil. Den første kjemiske syntesen ble foretatt i 1904, av Friedrich Stolz Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 5

Prosjektoppgave organisk kjemi Våren 2004 GENERELT OM ADRENALIN Adrenalin- kommer fra aminosyrer som har viktige roller kjemisk budbringer Cathecholaminet adrenalin er en hel klasse av kjemiske budbringere som kommer fra tyrosine. Adrenalin er et naturlig hormon som kroppen konstant produserer i små mengder. Adrenalin blir produsert i binyrene, som befinner seg like over nyrene. En binyre er bygget av to deler, den ene er binyremargen, som er den indre delen av nyren. Medulla har ansvaret for å produsere adrenalin. Den andre delen er binyrebarken. L-adrenaline er ett hormon og en nervetransmitter. Slike stoffer transporterer hovedsakelig korttids impulser og må derfor aktiveres og deaktiveres veldig fort og effektivt. Adrenalin blir laget i binyremargen og lagret i chromaffin granula. Ett aktiverende signal, som kan bli forårsaket av ett lavt blodglukose nivå, gjør at adrenalin blir ført gjennom blodet Adrenalin som utløses fra binyrene, som er det stoffet som brukes for å behandle anafylaktisk sjokk. De som er allergiske mot insektbitt og viss mat, skal alltid ha en selvsettende sprøyte med adrenalin. Adrenalin øker farten og kraften til hjerteslagene, og derfor arbeidet til hjertet. Det klargjør luftveiene til å improvisere pusting og smalner blodårene i huden og gjør så en økt mengde blodflyt oppstår i musklene og lar de greie kravene under trening. Behandling med dette hormonet stopper vanligvis en anafylaktisk reaksjon. Adrenalin har blitt produsert syntetisk siden 1900. Ved å gjøre de mindre viktige blodårene mindre og åpne de mer viktige blodårene, så vil en bedre blodsirkulasjon oppstå. Med denne bedre blodsirkulasjonen mot muskulaturen og leveren, vil de være istand til å fungere maksimalt slik at de har størst mulighet til å øke oksygenmengden de tar opp. Adrenalin er også ansvarlig for omdannelsen til glukose fra glykogen. Denne kjemiske forandringen skjer i leveren, og når dette skjer, øker sukkernivået i blodet. Adrenalin kontrollerer funksjoner som hjerterytme, sammentrekning av pupillene og utskillelse av svette og spytt. Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 6

Adrenalin er kroppens aktivator, og utløses ved angst, trening eller redsel/frykt ; fight or flight reaksjonen. Frykt får hjernen til å sende signaler til binyrene som begynner å pumpe store mengder av adrenalin til blodstrømmen. Dette øker hjerterytmen og pusten. I tillegg til adrenalin, blir et annet hormon veldig likt som det, også utløst fra binyrene, noradrenalin. Noradrenalin er 20 % av det totale som kommer fra binyrene, imens det mest dominerende hormonet adrenalin, utgjør 80 % av det utskilte. Disse to hormonene arbeider sammen for å prøve å få kroppen til å bli mer oppmerksom og klar når mer energi og ekstase trengs. Når adrenalin og noradrenalin blir utløst fra binyrene og jobber sammen, vil flere ting skje. Adrenalinet har i oppgave å gjøre noen av de mindre blodårene mer lukket når det lages blodårer i leveren, og når skjelettmuskulaturen vokser. Forskjellen på adrenalin og nonadrenalin er at nonadrenalin får nesten alle blodårene til å trekke seg sammen, imens adrenalin trekker sammen de mindre viktige. De to hormonene jobber tett sammen for å øke sammentrekninger til hjertet, som gjør blodsirkulasjonen bedre og sterkere. De to hormonene øker også mengden av flyten til de frie fettsyrene. Når disse syrene beveger seg fritt rundt i kroppen, kan kroppen bruke de når den trenger det. Norepinephrine (noradrenalin) er et molekyl laget i hjernen, og limbic system. Dette molekylet spiller en størrre rolle. Det er en av hoved-neurotransmitterne, som betyr at det er kjemikalier som er synapsen mellom nerveendene, signalet leveres fra en nerve til en annen. Når det arbeider i hjernen, gir det oppstandelsen til tanker og følelser. En av de andre hovedfunksjonene i kroppen er å holde en muskeltone i blodårene, og slik holde kontroll på blodtrykket. Mennesker som lider av høyt blodtrykk, får ofte et medikament kalt reserpine, som reduserer mengden av norepinephrine i nerveendene. Fører også til: Økning av lagrede energikilder til blodet og åpner bronkiene i lungene. Er cathecholamin (produsert i medulla- insiden av nyrene). ADRENALIN- Et hormon Adrenalin har motsatt virkning av insulin. Det er ett første-budbringer hormon, og vil bli utløst når glukosemengden i blodet er lavt. Pga. bindingene til ß-adreneric reseptorene trekker det av camp- foss. Denne aktiverende fossen gjør at mobiliseringen til å lage glykogen blir satt igang (i leveren) og triacylglysering (fettvev) og en generell økning av metabollisk hastighet. Økningen i blodsukkernivået vi får, gir oss muligheten til gjæring av glukose i musklene. Adrenalin gir oss denne effekten fordi den øker utskillelse av glykogen, og senker mengde uskillelse av insulin. Når binyrene er utslitte og ikke kan produsere nok cortisol, kan ikke det lave cortisol-nivået motstå insulin bra nok, og blodsukkeret blir lavt man blir slappe. Når insulinmengden er for høy og blodsukkeret er for lavt, sender kroppen beskjed til binyrene om å produsere stresshormonet adrenalin. Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 7

Når adrenalinet er utløst, blir insulin skrudd av, og det holder en balanse ved hjelp av et tilpasset ion. ADRENALIN- En neurotransmitter Adrenalin arbeider også som neurotransmitter og har virkning på det sympatiske nervesystemet (hjerte, lunger, blodårer, blære, tarm og kjønnsorgan). Denne neurotransmitteren vil bli utskilt ved nervøs stimulering som svarer til fysisk eller mentalt stress og binder seg til en spesiell gruppe av transmembran-proteiner, adrenergic mottakere. Det er to slike mottakere; α- og β- reseptorer. Deres virkning er: økning i styrken og rytmen til hjertet, utvidelse av bronkier og pupiller og svetting. BRUKSOMRÅDE L-adrenalin har kort levetid pga. dets raske degradering. Det orale inntaket av adrenalin har ingen effekt. Det blir brukt som ett sympathicomimeticum (stoff som beskytter hjerteslagene), broncholyticum(stoff som får bronkie-musklene til å slappe av) og antiasthmatikum(stoff mot astma). Det blir også brukt til å holde fast på, eller å forebygge mot blødninger under operasjoner eller dersom man er bekymret for eventuelle indre blødninger. Dette er fordi adrenalin forårsaker sammentrekninger i blodårene Adrenalin har moderat bronkiemuskulatur-avkobling egenskaper, og blir derfor brukt som lindring ved mildere astma-anfall; det blir også brukt til å redusere skarpe anfall når man behandler kronisk astma. Den vanlige voksen-dosen er 30-60 mg, oralt inntak, tre til fire ganger per dag,i form av tabletter. Arenalin i form av nesedråper er også brukt for å lindre neseopphopninger. Det blir også brukt for å behandle lavt blodtrykk, fordi det får blodårer til å trekke seg sammen og stimulerer visse handlinger i hjertet. Kjente bieffekter er kvalitativt like de som forekommer ved bruk av amfetamin, bare mildere. Høy dose (overdose) kan forårsake rastløshet og uro/engstelse, svimmelhet, søvnløshet, hurtig puls, svetting, skjelvinger, forvirrelse, hallusinasjoner, feber. De farligste symptomene er unormalt høyt blodtrykk og hyppig hjerterytme. En dose av adrenalin kan maksimalt øke blodtrykket to eller tre ganger. De eldre er spesielt sensitive for overdose, og det har oppstått noen få dødsfall blant disse pasientene. Også har det oppstått et antall psykoser, ganske like til amfetamin-psykoser, som har blitt resultatet etter kronisk høydose-misbruk. Interessante poeng å nevne er at terapautisk dose er maksimum 60 mg; og det er ca. 2 25 mg piller, imens farlige mengder vil være 4 eller flere av same pillene. Adrenalin er ett adrenergic stoff som brukes for å stimulere alfa og beta reseptorene; slik at norepinephrin blir utløst. Alfa og beta reseptorer eksisterer i det sympatiske nervesystemet, ( fight or flight ) og stimulering forårsaker økt hjerterytme, bronkie utvidelse og vasoconstriction. Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 8

Adrenalin er oral form av pinephrine, eller adrenalin. Det var engang godt kjent som foreskrivelse mot astma. Adrenalin er relatert til pseudoephedrine som var tegnet som decongestant med mindre foretrukne effekter. Syntese av adrenalin Den første syntetiske reaksjonen av adrenalin ble foretatt i 1904 av F. Stolz. Figur 1: Fries reaksjon hvor pyrochatechol og klor-acetylklorid reagerte, med fosforkloridoksid til stede, til 3,4-dihydroksy-ω-kloracetonfenon. Etter reaksjonen med metylamin blir adrenanol blir redusert med natriumamalgam til adrenalin. Biosynthesis Figur 2:1: Fenylalanin-hydroksylase, 1: Tyrosin-hydroksylase, 3: aromatisk aminosyre dekarboksylase, 4:Dopamin-β-hydrokylase, 5: Fenyletanolamin-N-metyl.transfase Fem enzymer er involvert i biosyntese av adrenalin. Det første enzymet inneholder jern fenylalanin-hydroksylase. Det andre enzymet, tyrosin-hydroksylase, inneholder også jern, og katalyserer omdannelsen av tyrosin til L-β-(3,4-dihydroksyfenyl) α-alanin (dopa). Etter karboksylering av dopa til dopamin (aromatisk aminosyre dekarboksylering) så vil det kobber-innholdende enzymet dopamin β-hydroksylase omdanne dopamin til nonadrenalin. Det endelige enzymet nonadrenalin-n-metyltranserase, så methylates nonadrenalin til adrenalin. Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 9

Biosyntesen foregår i binyremargen. Ephedra er en kinesisk urte som har blitt brukt gjennom årganger for å behandle astma. Adrenalin tatt med koffein er en mer stimulerende kombinasjon, men man bør være oppmerksom på advarsler som følger ved adrenergic stoffer, som du kan diskutere med kvalifiserte faglærte. Adrenalin er en veldig viktig forbindelse som daglig er nødvendig for å redde liv. Noen bruksområder av adrenalin er: Kirurgisk hjelp til å kontrollere blødninger Stimulerende i hjertestopp Utvidelse av bronkiene i bronkie astma Antispasmodisk i bronkie astma Vasoconstrictor i anafylatisk sjokk Behandling av klorforgiftning Brukt i behandling av kvinner før og etter fødsel Brukt til å hjelpe med å ende hypoglucemic koma Motgift for allergiske reaksjoner, pustevansker og høy feber De som er allergiske mot insektbitt og viss mat, skal alltid ha en selvsettende sprøyte med adrenalin. Det må settes sprøyte og ikke oralt, fordi enzymer i magen vil da bryte det ned. Adrenalin øker rytmen og slagene til hjertet, og derfor arbeidet til hjertet. Det utvider luftveiene, og åpner for pustingen, og snevrer blodårene i huden, for å gi økt mengde blodflyt som kan oppstå i musklene, slik at de greier f.eks. krav ved trening/øvelser. Potensielle farer: kjente forekomster er økt hjerterytme, økning i blodtrykk, hjerteklapp, skjelvinger, nervøsitet eller en sterk hodepine. Potensielle risikoer hvis du ikke bruker adrenalin ved ett allergianfall: Dersom du har en alvorlig allergisk reaksjon, kan blant annet luftveiene tettes fullstendig, og du får ikke puste. NEGATIVE FORÅRSAKNINGER Hvis du får for mye adrenalin: Det er to grupper med ulike forårsakninger Dersom du får normale mengder av adrenalin, oppstår disse bivirkningene Blekhet Redsel Svimmelhet Skjelvinger Hjertebank Svette Sinus tachycardia Angst Hodepine Feber Spenninger Kvalme og oppkast Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 10

Hallusinasjoner Dersom du får store mengder/overdose av adrenalin: Convulsions Vekttap Svake muskler Cardiomyopathy Cyanosis Somnolence Overekstase Dyspnea Arrhytmias DØD OPPBEVARING AV ADRENALIN: -Romtemperatur Trenger ikke å avkjøles. -Så lenge det er klart (ikke brunt og tåkete ) er det vanligvis trygt å bruke. Levetiden til adrenalin er normalt 1-2 år, fra datoen det blir benyttet. Husk å sjekke Best før -datoen iblant. Det er best å sette sprøyten i låret, for da er det usannsynlig å treffe en vene/arterie. ADRENALIN- AVHENGIGHET Type-A personligheter blir avhengige til deres overdrevne aktivitet ved stimulering og vekking av adrenalin. Mennesker som er konstant sinte, redde eller føler seg skyldige, eller er bekymringsfulle vekker adrenalin-hormonet selv om de kan sitte stille og ikke gjøre noe. Mennesker som er overdrevne i deres deltagelser ved jogging, trening, bodybuilding, aerobic, sport, ski, fjellklatring, bilrace eller flyving blir avhengige pga. adrenalinkicket de får fra aktiviteten deres. De kan bli depressive uten aktiviteten, da adrenalinfølelesen uteblir. Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 11

LAVT ADRENALIN Dyr, som f.eks. kaniner, har ikke adrenalinproduserende celler som komtrollerer deres locus coeruleus. Dette ser ut til å sammenhøre med hyperaktiviteten deres. Kronisk lavt adrenalinnivå hos hyperaktive barn kan føre til et liknende tilfelle som forårsaker vanskelighet med å ha fokusert konsentrasjon eller til å sovne. Stress påvirker blodsukkerinnholdet. Først tømmer stress B-vitaminer og vitamin C, begge er nødvendige for viktige funksjoner til binyrene. Stress krever at binyrene skal jobbe overtid, og samtidig ta fra de det de trenger for å fungere. Raffinert mat har også en negativ effekt på binyrene, fordi de ikke har nødvendige vitaminer. ETTERORD Adrenalin er et stoff vi ikke kan leve uten. Det gjør kroppen mer klar i spente situasjoner som når man føler seg truet og redd. Ved fremstilling av det på laboratorier til medisinsk bruk kan det redde liv ved noen sykdommer som astma. Adrenalin gjør også slik at vi får en god følelse når man for eksempel trener eller driver med en ekstremsport som strikkhopping. LITTERATUR 1. http://www.chinese-herbs.org/ephedra/ 2. http://google.startsiden.no/index_en.html?&q=ephedra&start=20&num=10&lr=&filter 3. http://www.startsiden.no 4. http://chemfinder.cambridgesoft.com/ Av Renate Heder og Camilla H. Bendiksen, 1KA, 10.05.2004 12