アドレナリン

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アドレナリン受容体から転送)

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徳岡 宏文一瀬 宏
東京工業大学
DOI:10.14931/bsd.1885 原稿受付日:2012年6月15日 原稿完成日:2013年8月28日
担当編集委員:林 康紀(独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター)

(R)-(–)-L-Epinephrine or (R)-(–)-L-adrenaline
Systematic (IUPAC) name
(R)-4-(1-hydroxy-
2-(methylamino)ethyl)benzene-1,2-diol
Clinical data
AHFS/Drugs.com monograph
MedlinePlus a603002
Pregnancy cat. A (AU) C (US)
Legal status Prescription Only (S4) (AU) POM (UK) -only (US)
Routes IV, IM, endotracheal, IC
Pharmacokinetic data
Bioavailability Nil (oral)
Metabolism adrenergic synapse (MAO and COMT)
Half-life 2 minutes
Excretion Urine
Identifiers
CAS number 51-43-4 YesY
ATC code A01AD01 B02BC09 C01CA24 R01AA14 R03AA01 S01EA01
PubChem CID 5816
IUPHAR ligand 509
DrugBank DB00668
ChemSpider 5611 YesY
UNII YKH834O4BH YesY
KEGG D00095 YesY
ChEBI CHEBI:28918 YesY
ChEMBL CHEMBL679 YesY
Chemical data
Formula C9H13NO3 
Mol. mass 183.204 g/mol
SMILES eMolecules & PubChem
 YesY (what is this?)  (verify)

英:adrenaline, epinephrine 独:Adrenalin, Epinephrin 仏:adrénaline, épinéphrine 略称:Ad, EP

同義語:エピネフリン

 アドレナリンはモノアミンの一種、またカテコールアミンの一種である。生体内において、神経伝達物質またはホルモンとして働く。生体内ではチロシンから合成される。受容体アドレナリン受容体と呼ばれるファミリーであり、Gタンパク質共役7回膜貫通型である。中枢神経系では、後脳延髄にアドレナリン作動性神経細胞が存在し、そこから視床下部などへ上行性投射、および脊髄へ下行性投射を形成している。

 

発見と用語

 1893年、George Oliver(イギリス)は副腎(Adrenal gland)に薬理学的に劇的な効果を持つ物質が含まれることを発見した[1]。1897年、John Abel(アメリカ)は副腎から粗抽出物を調製、これをエピネフリンと呼んだが[2]、これには生理活性がなかった[3]。その後、1901年、高峰譲吉と上中啓三は副腎から生理活性物質を精製した[4]。これをParke, Davis & CoはAdrenalineという名前で販売した[3]

 現在、アドレナリンとエピネフリンという呼称については、国により使用頻度が異なる。歴史的にはアドレナリンの方が正しい呼称と考えられ、欧州ではアドレナリンの方が一般的である。しかし、米国の、特に医学分野では、John Abelの影響の名残でエピネフリンの方が一般的である。日本では2006年の第十五改正日本薬局方よりアドレナリンが一般名称となった。

構造

 カテコール基と二級アミノ基をもつ、カテコールアミン神経伝達物質の一種。また、ドーパミンセロトニンヒスタミンなどとともにモノアミン系神経伝達物質のグループを形成する。

合成

図1. アドレナリン生合成経路

 脳の一部の神経細胞、および副腎髄質中にあるクロム親和性細胞において合成される(図2)。生合成に関わる酵素は以下の通り。

放出、再取り込み

 アドレナリンの前駆体であるドーパミンは小胞型モノアミントランスポーター(vesicular monoamine transporter, vMAT)によりシナプス小胞内に輸送される。vMAT1は主に副腎のクロム親和性細胞、vMAT2は神経細胞で発現している。vMATはH+との交換輸送によりモノアミンを小胞内に蓄積させる[13]。 アドレナリンの放出は他の神経伝達物質と同様に、神経活動依存的、カルシウム依存的なシナプス小胞のエキソサイトーシスによる。

 アドレナリンの再取り込みの機構はまだよく理解されていない。アドレナリン特異的なトランスポーターは、ほ乳類では報告されていない。

代謝分解

 アドレナリンの代謝分解には次の二つの酵素が重要である。

  • モノアミン酸化酵素(monoamine oxidase, MAO):MAOはモノアミンのアミノ基をアルデヒド基に酸化する。MAOはミトコンドリア外膜に局在して存在し、細胞内のアドレナリン(再取込みされたものを含む)の分解に関与する。ただしMAOに比べてvMAT2の方がアドレナリンに対する親和性がずっと高いため、シナプス小胞への取り込みの方がMAOによる分解よりも優先されると考えられる[14]。MAOにはMAO-AMAO-Bがあり、二つの別の遺伝子によりコードされている。MAO-AとMAO-Bはモノアミン作動性神経細胞およびグリア細胞に発現しているが、発現量は細胞の種類により異なり、また動物種によっても違いが見られる[14]。(編集コメント:ノルアドレナリンをアドレナリンに修正しました)

 脳においてアドレナリンの多くは、ノルアドレナリンと同様、MAO、アルデヒド還元酵素、およびCOMTにより3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニルグリコール (3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol, MHPG)へ代謝され、さらに3-メトキシ-4-ヒドロキシマンデル酸 (3-methoxy-4-hydroxymandelic acid) (またはバニリルマンデル酸, vanillylmandelic acid, VMA)となって尿中に排出される[16]。MHPGの硫酸化物も尿中に排出される[16]

主たる投射系と機能

中枢神経系

中枢神経系におけるアドレナリン作動性の神経細胞は、主に次の三つの部位にある。

図2 アドレナリン投射経路
C1-3: アドレナリン作動性神経細胞核C1-3、CTX: 大脳皮質、H: 視床下部、HF: 海馬、LC: 青斑核、OB: 嗅球
  • C1:延髄の腹外側にありノルアドレナリン作動性神経細胞核A1に近接する。尾側の細胞群は、視床下部に上行性投射をし、循環器系や内分泌系の調節を行う。吻側の細胞群は、脊髄に下行性投射をし、交感神経節前線維を形成する[17][18]
  • C2:延髄の背側にありノルアドレナリン作動性神経細胞核A2と一部重なる。C1、C2共に視床下部の室傍核に上行性投射をし、循環器系や内分泌系の調節を行う[18]
  • C3:延髄の吻側正中線近傍に位置し、視床下部、青斑核などに上行性投射、脊髄に下降性投射を行う[17][18][19]

末梢神経系

 末梢神経系の節後神経細胞は、ノルアドレナリンと共にアドレナリン作動性でもある。脊髄中の節前神経細胞よりアセチルコリン性の入力を受け、ノルアドレナリン性の出力を内臓器官に与える。その結果、血管の収縮、血圧の上昇、心拍数の増加、などを引き起こす。

受容体

 アドレナリンはノルアドレナリンと共にアドレナリン受容体(adrenergic receptorまたはadrenoceptor)に結合し活性化する。αおよびβのサブファミリーからなる。より細かくは、α1A1D、α2A2C、β1-β3、から構成されている。いずれも三量体Gタンパク質共役型受容体である。α1はGq、α2はGi、β13はGsと共役している。

 末梢神経系において、アドレナリンは、低濃度ではβ1およびβ2アドレナリン受容体に作用し、高濃度ではα1を介した作用が主となる。(ノルアドレナリンはα1およびβ1アドレナリン受容体のアゴニストとして作用する。)

受容体 アゴニスト選択性 主な作用 細胞内シグナル アゴニスト アンタゴニスト
α1:
A, B, D
ノルアドレナリン > アドレナリン >> イソプレナリン 平滑筋収縮 Gq: ホスホリパーゼC (PLC) 活性化によりイノシトール3リン酸ジアシルグリセロール、細胞内カルシウムの上昇

(α1アゴニスト)

(α1アンタゴニスト)

α2:
A, B, C
アドレナリンノルアドレナリン >> イソプレナリン 自己受容体活性化による神経伝達物質放出減少
心筋弛緩、血小板活性化
Gi: アデニル酸シクラーゼ抑制, cAMP減少

(α2アゴニスト)

(α2アンタゴニスト)

β1 イソプレナリン > アドレナリン = ノルアドレナリン 心筋収縮 Gs: アデニル酸シクラーゼ活性化、cAMP上昇

(β1アゴニスト)

(β1アンタゴニスト)

β2 イソプレナリン > アドレナリン >> ノルアドレナリン 平滑筋弛緩 Gs: アデニル酸シクラーゼ活性化、cAMP上昇 (Giと共役することもある)

(β2アゴニスト)

(β2アンタゴニスト)

β3 イソプレナリン = ノルアドレナリン > アドレナリン 脂肪代謝亢進、膀胱排尿筋弛緩 Gs: アデニル酸シクラーゼ活性化、cAMP上昇

表 アドレナリン性受容体 Wikipedia項目Adrenergic Receptorから翻訳、修正の上転載。 α1C受容体と呼ばれる物は、存在しない。

関連項目

参考文献

  1. G Oliver, EA Schäfer
    On the physiological action of extract of the suprarenal capsules
    J. Physiol. Lond.:1894;16;i-iv
  2. JJ Abel
    On epinephrin, the active constituent of the suprarenal capsule and its compounds
    Proc. Am. Phys. Soc.: 1898; 3­4; 3­5
  3. 3.0 3.1 Failed to get data from Pubmed. (HTTP/1.1 429 Too Many Request)
  4. J Takamine
    The isolation of the active principle of the suprarenal gland
    J. Physiol. Lond.:1901;27;30P-39P
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  15. Failed to get data from Pubmed. (HTTP/1.1 429 Too Many Request)
  16. 16.0 16.1 D E Golan, A H Tashjian Jr, E J Armstrong, A W Armstrong
    Principles of Pharmacology, Second Edition
    Wolters Kluwer Health (Philadelphia):2002
  17. 17.0 17.1 Failed to get data from Pubmed. (HTTP/1.1 429 Too Many Request)
  18. 18.0 18.1 18.2 E R Kandel, J H Schwartz, T M Jessell
    Principles of Neural Science, Fourth Edition
    Mc Graw Hill (New York):2000
  19. Charles P Sevigny, Jaspreet Bassi, David A Williams, Colin R Anderson, Walter G Thomas, Andrew M Allen

    Efferent projections of C3 adrenergic neurons in the rat central nervous system.
    J. Comp. Neurol.: 2012, 520(11);2352-68 [PubMed:22237784] [WorldCat.org] [DOI]