Estructura y síntesis de la adrenalina
La adrenalina pertenece al grupo de las catecolaminas y, desde el punto de vista de su estructura química, representa una molécula de tirosina modificada. Se diferencia del aminoácido original en las siguientes transformaciones: escisión del grupo COOH, adición de dos grupos hidroxilo (–OH) al anillo aromático para formar un fragmento de catecol, y adición de un grupo metilo al grupo amino de la cadena lateral.
La síntesis de la adrenalina ocurre en la médula suprarrenal (células cromafines). Los estímulos para su producción son el ejercicio físico, el estrés emocional y la hipoglucemia, estados en los que se requiere una movilización rápida de sustratos energéticos. La liberación de la hormona se lleva a cabo mediante la estimulación directa de las fibras simpáticas preganglionares.
Mecanismos de transmisión de señal
La adrenalina ejerce su acción a través de adrenorreceptores de membrana acoplados a proteínas G. Se utilizan dos sistemas principales de segundos mensajeros:
- Sistema de la adenilato ciclasa (AMPc): se activa al unirse a los receptores β (principalmente β2). La unión del ligando provoca el intercambio de GDP por GTP en la subunidad α de la proteína G, la activación de la adenilato ciclasa, la conversión de ATP en AMPc y la activación de la proteína cinasa A (PKA).
- Sistema del trifosfato de inositol (IP3/DAG): se activa mediante la estimulación de los adrenorreceptores α1, lo que conduce a la movilización de calcio intracelular.
Acción en el hígado: glucogenólisis
En el hígado, la adrenalina desencadena la degradación del glucógeno a través de una cascada de fosforilación. Tras la activación de la PKA, la enzima fosforila:
- La fosforilasa cinasa, convirtiéndola en su forma activa;
- La glucógeno sintasa, inactivándola y bloqueando la síntesis de glucógeno.
A su vez, la fosforilasa cinasa activa fosforila la glucógeno fosforilasa b, transformándola en glucógeno fosforilasa a activa. Esta enzima cataliza la escisión fosforolítica del glucógeno para formar glucosa-1-fosfato, que posteriormente se utiliza para mantener los niveles de glucosa en sangre.
Acción en el tejido adiposo: lipólisis
En los adipocitos, la adrenalina activa la lipólisis a través del mismo sistema de la adenilato ciclasa. La PKA activada fosforila la lipasa sensible a hormonas (LSH), convirtiéndola en su forma activa. La enzima hidroliza secuencialmente:
- Triacilglicerol → diacilglicerol + ácido graso;
- Diacilglicerol → monoacilglicerol + ácido graso;
- Monoacilglicerol → glicerol + ácido graso.
Los ácidos grasos libres liberados se unen a la albúmina plasmática y son transportados al hígado, donde sirven como sustrato para la β-oxidación. De esta manera, el aumento de la velocidad de la β-oxidación en el hígado bajo la acción de la adrenalina es un efecto indirecto, a través de la movilización de grasa desde los depósitos.
Acción en el músculo esquelético
En el músculo esquelético, la adrenalina activa la glucogenólisis por el mismo mecanismo que en el hígado: AMPc → PKA → fosforilasa cinasa → glucógeno fosforilasa. Sin embargo, la glucosa-6-fosfato resultante no puede abandonar el miocito (carece de glucosa-6-fosfatasa) y se utiliza localmente para la glucólisis y el suministro de energía para la contracción muscular.
Regulación de los niveles de AMPc y el papel de los inhibidores de la fosfodiesterasa
El nivel de AMPc en la célula está controlado por la enzima fosfodiesterasa, que convierte el AMPc en AMP y detiene así la activación de la PKA. Varias sustancias, en particular la cafeína y la teofilina, inhiben la fosfodiesterasa. Esto conduce a la acumulación de AMPc, la prolongación de la activación de la PKA y el aumento de la lipólisis y la glucogenólisis. Precisamente a este mecanismo se debe el efecto tónico y estimulante de las bebidas que contienen cafeína y metilxantinas.
Puntos clave
- La adrenalina es una catecolamina, un derivado de la tirosina, sintetizada en la médula suprarrenal.
- Los estímulos para su secreción son el estrés, el ejercicio físico y la hipoglucemia.
- Actúa a través de adrenorreceptores α y β acoplados a los sistemas de AMPc e IP3.
- En el hígado, activa la glucogenólisis a través de la cascada PKA → fosforilasa cinasa → glucógeno fosforilasa.
- En el tejido adiposo, activa la lipasa sensible a hormonas y desencadena la lipólisis.
- Los ácidos grasos liberados son transportados por la albúmina y se someten a β-oxidación en el hígado.
- En el músculo esquelético, potencia la glucogenólisis para el suministro de energía local.
- La cafeína y la teofilina potencian los efectos de la adrenalina al inhibir la fosfodiesterasa.