Материалы SapiensMed не заменяют консультацию врача
Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим об адреналине и норадреналине — гормонах и одновременно нейромедиаторах (веществах, которыми нервные клетки передают сигнал друг другу), которые за секунды переводят организм в режим мобилизации. Почему при испуге сердце колотится, ладони холодеют, а зрачки расширяются? Чем адреналин отличается от норадреналина? И почему после сильного стресса мы чувствуем себя опустошёнными?
Мы разберём, где и как вырабатываются эти вещества, как они действуют через разные рецепторы (белки-приёмники на поверхности клеток), как нервная система управляет их выбросом и как быстро организм их «выключает». Расскажем, как меняется уровень катехоламинов — так называют эту группу веществ — во сне, при нагрузке, с возрастом и при беременности.
Отдельно обсудим, какие болезни связаны с нарушением этой системы, что можно сделать, чтобы не жить в режиме постоянной тревоги, и какие признаки требуют срочного обращения к врачу. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.
Часть 1. Что это за вещества и зачем они нужны организму
1.1. Катехоламины: «быстрые» вещества стресса
Адреналин (его второе название — эпинефрин) и норадреналин (норэпинефрин) относятся к катехоламинам. Это небольшие молекулы, которые организм строит из аминокислоты тирозина. Их главная задача — за считаные секунды перестроить работу сердца, сосудов, лёгких и обмена веществ так, чтобы человек мог быстро действовать: бежать, сражаться, удерживать давление при кровопотере или вставании12.
Эту реакцию называют стресс-ответом, или реакцией «бей или беги». Подробно её этапы описаны в статье Стресс-реакция: «бей или беги». Катехоламины — «быстрая» часть этого ответа: она включается за секунды, тогда как кортизол, о котором рассказано в статье Кортизол и суточные ритмы гормонов, действует медленнее и дольше56.
1.2. Гормон или нейромедиатор
Эти вещества работают в двух ролях. Как гормоны они выделяются в кровь мозговым веществом надпочечников и разносятся по всему телу. Как нейромедиаторы они выделяются из окончаний симпатических нервов прямо возле клеток-мишеней. Поэтому норадреналина в крови много, но он приходит в основном из нервных окончаний, а не из надпочечников23.
Об устройстве самих надпочечников рассказано в статье «Всё, что вы хотели знать о надпочечниках».1.
Часть 2. Как это работает: от тирозина до эффекта
2.1. Где и как вырабатываются катехоламины
В мозговом веществе надпочечников лежат хромаффинные клетки (клетки, окрашивающиеся солями хрома). Они — видоизменённые нервные клетки, которые вместо передачи сигнала дальше выбрасывают своё содержимое в кровь. В мозговом веществе около 80 процентов гормонов приходится на адреналин и около 20 процентов на норадреналин13.
Синтез идёт цепочкой. Тирозин превращается в L-ДОФА (ключевой фермент — тирозингидроксилаза, он задаёт скорость всей цепочки), затем в дофамин, затем в норадреналин. В хромаффинных клетках и в небольшом числе нейронов ствола мозга норадреналин превращается в адреналин с помощью фермента фенилэтаноламин-N-метилтрансферазы. Этот фермент включается высокими концентрациями кортизола, который из коры надпочечников стекает прямо к мозговому веществу67.
Иными словами, кора надпочечников «подкармливает» мозговое вещество: стрессовая реакция кортизола усиливает способность организма вырабатывать адреналин. Готовые молекулы упаковываются в мелкие пузырьки (гранулы) и ждут сигнала.
2.2. Как происходит выброс
Сигнал приходит по симпатическим нервным волокнам, которые идут к надпочечникам в составе чревных нервов. Волокна выделяют ацетилхолин, пузырьки сливаются с мембраной хромаффинной клетки, и катехоламины выходят в кровь. Мозговое вещество надпочечников по сути представляет собой огромный нервный узел, работающий как «гормональный» участок симпатической системы28.
Сама симпатическая система подробно описана в статье Симпатическая и парасимпатическая системы: баланс «газа» и «тормоза». Для нашей темы важно, что надпочечники включаются при сильных воздействиях, а обычное поддержание давления и тонуса сосудов обеспечивают нервные окончания23.
2.3. Рецепторы: почему один гормон действует по-разному
Эффект катехоламина определяется не только им самим, но и тем, к какому рецептору он присоединяется. Различают альфа- и бета-рецепторы, каждый тип делится на подтипы. Все они относятся к рецепторам, связанным с G-белками: после присоединения вещества внутри клетки запускается цепочка реакций, и клетка меняет свою работу13.
- Альфа-1-рецепторы в стенке сосудов вызывают сокращение гладких мышц, сужение сосудов кожи, кишечника и почек и рост артериального давления.
- Альфа-2-рецепторы на нервных окончаниях работают как «тормоз»: они снижают дальнейший выброс норадреналина.
- Бета-1-рецепторы в сердце ускоряют пульс, усиливают сокращение и ускоряют проведение сигнала.
- Бета-2-рецепторы расширяют бронхи, расслабляют сосуды скелетных мышц, стимулируют распад гликогена в мышцах и печени.
- Бета-3-рецепторы в жировой ткани запускают расщепление жира.
Адреналин действует и на альфа-, и на бета-рецепторы, причём на бета-рецепторы он влияет особенно сильно. Норадреналин преимущественно связывается с альфа-1- и бета-1-рецепторами и почти не влияет на бета-2. Поэтому норадреналин сильнее повышает давление за счёт сужения сосудов, а пульс при этом часто даже замедляется: барорефлекс (рефлекс, который реагирует на давление в сосудах) тормозит сердце12.
2.4. Что катехоламины делают в организме
В ответ на выброс адреналина сердце сокращается чаще и сильнее, бронхи расширяются, зрачки раскрываются, кровь перераспределяется от кожи и пищеварительного тракта к мышцам и мозгу. Печень выпускает глюкозу, жировая ткань — жирные кислоты. Так организм создаёт запас топлива для мышц и сердца.
Для сахара крови роль адреналина особенно значима. Он усиливает распад гликогена в печени, запускает синтез глюкозы из других молекул, подавляет выделение инсулина и усиливает выделение глюкагона. Подробнее о том, как печень хранит и отдаёт энергию, рассказано в статье Печень и обмен углеводов: гликоген и запас энергии12.
Миф
Адреналин — это просто «гормон страха», он вырабатывается только при испуге.
Факт
Выброс адреналина вызывает не только страх, но и физическая нагрузка, холод, боль, низкий сахар крови, кровопотеря, радостное волнение и даже вставание с кровати. Он нужен организму каждый день, чтобы быстро подстраиваться под обстоятельства.
2.5. Как организм «выключает» катехоламины
В крови адреналин и норадреналин живут от одной до трёх минут. Нервные окончания захватывают значительную часть норадреналина обратно через специальный транспортёр, и он снова упаковывается в пузырьки. Остальное разрушают два фермента — катехол-О-метилтрансфераза и моноаминоксидаза. Конечные продукты, метанефрины и ванилилминдальная кислота, выводятся с мочой63.
Этот механизм объясняет, почему сердцебиение после испуга стихает за несколько минут. Он же лежит в основе анализов: по уровню метанефринов в крови или моче врач судит о том, не вырабатывается ли катехоламинов слишком много.
Часть 3. Кто и как регулирует выброс катехоламинов
3.1. Нервные центры
Главный управляющий центр — ствол мозга и гипоталамус. Информация о боли, падении давления, снижении сахара, холоде, эмоциях стекается в эти отделы, а оттуда сигнал идёт по спинному мозгу к симпатическим нейронам боковых рогов грудного отдела. Область мозга, богатая норадреналином, — голубое пятно, оно отвечает за бодрствование и настороженность58.
Строение этих отделов описано в статье «Всё, что вы хотели знать о гипоталамусе и гипофизе». Обратите внимание: быстрая реакция на падение давления или сахара происходит без участия сознания, через рефлексы85.
3.2. Обратные связи
Система защищена от «перегрева» несколькими способами. Во-первых, сам норадреналин подавляет собственный синтез, тормозя тирозингидроксилазу. Во-вторых, он действует на альфа-2-рецепторы нервных окончаний и снижает собственный выброс. В-третьих, при длительном избытке катехоламинов клетки уменьшают число бета-рецепторов или «приглушают» их, и ответ ослабевает61.
Ещё одна цепь связана с давлением. Если давление растёт, барорефлекс снижает симпатическую активность. Подробности — в статье Барорефлекс: как организм удерживает давление при вставании. А общий принцип обратной связи описан в статье Обратная связь в эндокринной системе23.
3.3. Гормональные «помощники»
Кортизол, как уже сказано, повышает способность мозгового вещества вырабатывать адреналин. Гормоны щитовидной железы повышают число и чувствительность бета-рецепторов в сердце, поэтому при избытке гормонов щитовидной железы сердце реагирует на катехоламины сильнее. Низкий сахар в крови — один из самых мощных сигналов к выбросу адреналина19.
Часть 4. Как меняется уровень катехоламинов и что считается нормой
4.1. Суточные и ситуационные колебания
Уровень катехоламинов в крови не постоянен. Ночью во сне он самый низкий, утром при пробуждении и вставании растёт. Норадреналин поднимается при переходе из лёжачего положения в стоячее: это один из механизмов, не дающих давлению упасть. Адреналин больше растёт при эмоциях, нагрузке и снижении сахара35.
Поэтому единичный анализ в стрессовых условиях может быть завышен: взятие крови из вены у человека, боящегося иглы, поднимает адреналин. Именно по этой причине для диагностики врачи предпочитают определять не сами катехоламины, а их стабильные продукты — метанефрины612.
Таблица 1. Как меняется активность катехоламиновой системы в разных условиях
| Ситуация | Что происходит | Комментарий |
|---|---|---|
| Сон | Уровень катехоламинов минимален | Пульс и давление снижаются, организм восстанавливается |
| Вставание из положения лёжа | Рефлекторно растёт норадреналин | Сосуды сужаются, давление удерживается |
| Физическая нагрузка | Растут и адреналин, и норадреналин пропорционально интенсивности | У тренированных людей ответ на ту же нагрузку меньше |
| Острый стресс, страх, боль | Резкий выброс адреналина | Пульс и давление растут, глюкоза поднимается |
| Низкий сахар в крови | Выброс адреналина как защитная реакция | Появляются дрожь, потливость, сердцебиение |
| Старший возраст | Уровень норадреналина в покое выше, а чувствительность рецепторов ниже | Хуже переносятся вставание и жара |
| Беременность | Общий уровень существенно не меняется | Реакция сосудов на катехоламины перестраивается |
| Кофеин и никотин | Временный рост выброса и усиление действия | Эффект зависит от привычки и дозы |
4.2. Возраст, пол, беременность
С возрастом в покое уровень норадреналина в крови повышается, а ответ рецепторов на него слабеет. Поэтому пожилым людям тяжелее даётся резкая смена положения и перегрев. У женщин и мужчин базовые уровни в целом сходны34.
Во время беременности сосуды становятся менее чувствительными к сужающему действию катехоламинов, и давление в середине срока обычно ниже, чем до беременности. Во время родов уровень катехоламинов у матери и у плода растёт: у плода это помогает лёгким избавиться от жидкости и адаптироваться к жизни вне матки12.
4.3. Нагрузка и тренировка
Регулярные тренировки не уменьшают способность выбрасывать адреналин, но снижают ответ на одну и ту же нагрузку: тренированный человек при той же работе выбрасывает меньше катехоламинов. Параллельно растёт общая мощность системы, и в экстремальной ситуации спортсмен способен выработать больше адреналина, чем нетренированный человек35.
Миф
Если организм постоянно вырабатывает много адреналина, надпочечники «истощаются» и перестают работать.
Факт
Мозговое вещество надпочечников не истощается от обычных стрессов. Существует вероятность другого рода: при длительном напряжении постоянно повышенная симпатическая активность утомляет не надпочечники, а сердце, сосуды и обмен веществ. Термин «истощение надпочечников» не является медицинским диагнозом, а настоящая недостаточность коры надпочечников — это совсем другое состояние, о котором рассказывается в статье «Надпочечниковая недостаточность».
Часть 5. Когда система нарушается: какие болезни связаны
5.1. Избыток
Самый яркий пример избытка — феохромоцитома: опухоль мозгового вещества надпочечников или нервных узлов, которая бесконтрольно выбрасывает катехоламины. Она вызывает приступы сильной головной боли, потливости, сердцебиения и резкие скачки давления. Эта опухоль редкая: она обнаруживается менее чем у 1 из 100 человек с повышенным давлением. Механизм её действия и диагностика разобраны в отдельной статье о феохромоцитоме1210.
Длительная повышенная симпатическая активность также участвует в развитии артериальной гипертензии, хронической сердечной недостаточности и нарушений ритма. При сердечной недостаточности это вначале помогает сердцу, но со временем перегружает его, поэтому в лечении применяют бета-адреноблокаторы (в ознакомительных целях)112.
5.2. Недостаток и нарушенная реакция
Если нервная система плохо регулирует тонус сосудов, возникает ортостатическая гипотензия — падение давления при вставании, с головокружением и потемнением в глазах. Она встречается при диабетической вегетативной нейропатии, болезни Паркинсона и у пожилых людей. Общая картина нарушений вегетативной регуляции описана в статье Вегетативная дисфункция118.
При сахарном диабете, особенно у людей, часто переживающих низкий сахар, адреналиновый ответ на гипогликемию (снижение сахара) может ослабевать. Человек перестаёт ощущать предупреждающую дрожь и сердцебиение, и опасное снижение сахара не распознаётся вовремя. Это серьёзная проблема, и врач обязательно обсуждает её с пациентами19.
5.3. Лекарственное использование
Адреналин применяют как препарат для экстренной помощи при анафилактическом шоке (тяжёлой аллергической реакции) и остановке сердца: он сужает сосуды, повышает давление и расширяет бронхи. Норадреналин применяют в реанимации при тяжёлом падении давления. Препараты, блокирующие эти рецепторы, широко используют при гипертонии, нарушениях ритма и болезнях сердца. Дозы и схемы определяет только врач.
Не пытайтесь «снизить адреналин» биологически активными добавками и самостоятельно принимать бета-адреноблокаторы или другие препараты, влияющие на сердце и давление. Эти лекарства подбирает врач после обследования, а резкая отмена бета-адреноблокаторов может вызвать скачок давления и нарушения ритма.
Часть 6. Как поддержать здоровую работу системы
6.1. Что действительно помогает
Симпатическую систему нельзя и не нужно «отключать»: она спасает жизнь. Цель — не допустить постоянного перенапряжения и дать организму восстанавливаться. Исследования показывают, что регулярная физическая активность, достаточный сон, снижение хронического стресса и поддержание нормального веса уменьшают избыточную симпатическую активность и улучшают реакцию сосудов135.
Кофеин и никотин повышают выброс катехоламинов и усиливают их действие, поэтому при склонности к сердцебиению и повышенному давлению их количество разумно ограничить. Эффект медленного глубокого дыхания и расслабляющих практик реален, но скромен: они помогают снизить напряжение, но не заменяют лечение заболеваний.
Миф
Если сердце колотится в покое, значит, в крови слишком много адреналина.
Факт
Сердцебиение в покое чаще связано с обычными причинами: тревогой, кофеином, обезвоживанием, анемией, повышенной функцией щитовидной железы, нарушениями ритма. Опухоль, вырабатывающая катехоламины, встречается редко, и о ней врач думает при сочетании приступов, скачков давления и потливости.
6.2. Пошаговый план
01
Спите 7–9 часов в одно и то же время: недосып повышает симпатическую активность и давление.
02
Двигайтесь не меньше 150 минут в неделю умеренной нагрузки, если врач не ограничил её.
03
Ограничьте кофеин, энергетические напитки и никотин, особенно во второй половине дня.
04
Регулярно ешьте и не допускайте длительных голодных промежутков: низкий сахар запускает выброс адреналина.
05
Вставайте с постели и кресла плавно, особенно после сна, жары или обильной еды.
06
Раз в год проверяйте давление и пульс, а при их повышении консультируйтесь с врачом.
07
Не принимайте самостоятельно препараты, влияющие на давление и ритм, и не прекращайте приём назначенных бета-адреноблокаторов без согласования с врачом.
08
Обсудите с врачом приступы сердцебиения, потливости и головной боли с резкими скачками давления: они требуют обследования.
Когда срочно нужно к врачу
Срочно вызовите скорую помощь или обратитесь к врачу, если:
Краткое резюме
Адреналин и норадреналин — катехоламины, которые организм строит из аминокислоты тирозина. Они работают и как гормоны, выбрасываемые мозговым веществом надпочечников, и как нейромедиаторы симпатических нервов. Основное количество норадреналина в крови приходит из нервных окончаний, а надпочечники выбрасывают преимущественно адреналин, особенно при сильном стрессе.
Их действие определяется рецепторами. Через альфа-рецепторы сужаются сосуды, через бета-1 ускоряется и усиливается работа сердца, через бета-2 расширяются бронхи и сосуды мышц, через бета-3 расщепляется жир. Адреналин повышает сахар крови, подавляя инсулин и стимулируя распад гликогена. В крови эти вещества живут одну-три минуты: их захватывают нервные окончания и разрушают ферменты, а продукты выводятся с мочой.
Выбросом управляют ствол мозга, гипоталамус и симпатическая нервная система. Система защищена обратными связями: катехоламины тормозят собственный синтез и выброс, а клетки при перегрузке снижают чувствительность рецепторов. Кортизол помогает превращать норадреналин в адреналин. Уровень зависит от сна, положения тела, нагрузки, возраста, кофеина и эмоций, а при беременности меняется реакция сосудов на эти вещества, но не общий уровень гормонов.
Избыток катехоламинов характерен для феохромоцитомы и участвует в гипертонии и сердечной недостаточности. Нарушенная реакция лежит в основе ортостатической гипотензии и неузнавания гипогликемии при диабете. Поддержать систему помогают сон, движение, регулярное питание, ограничение кофеина и никотина, плавное вставание и контроль давления. При необходимости врач назначает лекарства, влияющие на рецепторы, но подбирает их индивидуально, а единичные скачки давления и пульса сами по себе не доказывают болезнь.
Источники
- Hall J. E., Hall M. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th edition. Elsevier. США, 2020.
- Barrett K. E., Barman S. M., Brooks H. L., Yuan J. X.-J. Ganong’s Review of Medical Physiology. 26th edition. McGraw-Hill. США, 2019.
- Boron W. F., Boulpaep E. L. Medical Physiology. 3rd edition. Elsevier. США, 2016.
- Орлов Р. С., Ноздрачёв А. Д. Нормальная физиология. 2-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2010.
- Goldstein D. S. Adrenal responses to stress. Cellular and Molecular Neurobiology. Нидерланды, 2010.
- Eisenhofer G., Kopin I. J., Goldstein D. S. Catecholamine metabolism: a contemporary view with implications for physiology and medicine. Pharmacological Reviews. США, 2004.
- Wong D. L., Tai T. C., Wong-Faull D. C. et al. Epinephrine: a short- and long-term regulator of stress and development of illness. Cellular and Molecular Neurobiology. Нидерланды, 2012.
- Kvetnansky R., Sabban E. L., Palkovits M. Catecholaminergic systems in stress: structural and molecular genetic approaches. Physiological Reviews. США, 2009.
- Дедов И. И., Мельниченко Г. А., Фадеев В. В. Эндокринология. 3-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2015.
- Kumar V., Abbas A. K., Aster J. C. Robbins Basic Pathology. 10th edition. Elsevier. США, 2018.
- Литвицкий П. Ф. Патофизиология. 5-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2016.
- Lenders J. W. M., Duh Q.-Y., Eisenhofer G. et al. Pheochromocytoma and paraganglioma: an Endocrine Society clinical practice guideline. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. США, 2014.
- Chrousos G. P. Stress and disorders of the stress system. Nature Reviews Endocrinology. Великобритания, 2009.
Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.
Читайте также
- Феохромоцитома и избыток адреналина
- Гомеостаз: как организм поддерживает постоянство внутренней среды
- Синапсы и нейромедиаторы
- Кома
Автор:
