רמת בסיס של אדרנלין

סביר להניח ששמעת על אדרנלין בעבר. סרט מפחיד, מוזיקה רועשת ואימון אינטנסיבי מתוארים לעתים קרובות כ"מגבירים את זרימת האדרנלין".

אדרנלין (הנקרא גם אפינפרין) הוא הורמון ה" הלחם או ברח" של הגוף. הוא מכין אותנו להתמודד ('לחימה') או לברוח ('בריחה') ממצב מאיים. בהתאם לכך, אדרנלין מרחיב את דרכי הנשימה שלנו, מגביר את קצב הלב, מעלה את רמות הגלוקוז בדם ומפנה דם לשרירי השלד, כל אלה מאפשרים לנו להגיב במהירות לאיום.

בעוד שהוא מתפקד בעיקר כהורמון (כלומר, מסר כימי המועבר בזרם הדם) הפועל על איברים רבים, אדרנלין הוא גם נוירוטרנסמיטר. נוירוטרנסמיטרים הם כימיקלים המשוחררים על ידי קצוות עצבים, המעבירים דחפים עצביים מעצב אחד לאחר דרך סינפסה.

אדרנלין דומה במבנה הכימי שלו לשני נוירוטרנסמיטרים חשובים אחרים, דופמין ונוראדרנלין (נוראפינפרין). יחד, אדרנלין, דופמין ונוראדרנלין ידועים כקטכולאמינים.

נקודות מפתח:

• אדרנלין הוא הורמון ה'לחימה או בריחה' של הגוף.

• אדרנלין מכין את הגוף להגיב במהירות לאיום.

• אדרנלין הוא בעיקר הורמון המסתובב בזרם הדם.

• אדרנלין פועל גם כנוירוטרנסמיטר בסינפסות בין עצבים.

• אדרנלין שייך לקבוצת חומרים הידועים כקטכולאמינים (יחד עם דופמין ונוראדרנלין).

מהן ההשפעות של אדרנלין בגוף?

המטרה העיקרית של אדרנלין היא להכין אותנו ללחימה או בריחה מאיום (מה שמכונה תגובת 'לחימה או בריחה' או תגובת דחק חריפה). כפי שמתואר להלן, ההשפעות של אדרנלין בגוף משקפות מטרה זו.

 הגברת קצב הלב, לחץ הדם וזרימת הדם לשרירים –

נניח שנתקלנו במצב מאיים, נאמר חיה מסוכנת. ייתכן שנצטרך להדוף את החיה או לברוח . בשני התרחישים האלה, שרירי השלד שלנו ידרשו אספקה מוגברת של חמצן וחומרי הזנה בדם כדי לספק אנרגיה להתכווצות השרירים. בהקשר זה, אדרנלין מגביר את קצב הלב שלנו, מה שאומר שיותר דם נשאב בכל שנייה לשרירים שלנו.

באופן דומה, אדרנלין גורם לכלי הדם המספקים שרירי שלד להתרחב (תהליך הנקרא וזודילטציה). זה מגביר את זרימת הדם כדי לענות על דרישות האנרגיה המוגברות של השרירים .

במקביל לכך, זרימת הדם מוסטת מרקמות פחות חשובות בזמן התמודדות עם מצב מאיים. לדוגמה, כשאנחנו נתקלים בחיה מסוכנת, איננו רוצים לבזבז אנרגיה על עיכול מזון. במובן זה, אדרנלין מפחית את זרימת הדם לאיברים כמו המעיים, העור והכליות על ידי צמצום כלי הדם המספקים אותם (תהליך הנקרא וזוקונסטריקציה).

כתוצאה מהגברת קצב הלב (ווזוקונסטריקציה), אדרנלין גורם לעלייה זמנית בלחץ הדם. זה מבטיח שיש לחץ מספק כדי שהדם יזרום לספק את השרירים, המוח ואיברים אחרים.

למידע נוסף על לחץ דם, קצב לב וזרימת דם, בדוק את המאמר על חנקן חמצני וזרימת דם.

 הרחבת דרכי הנשימה –

אחד החומרים העיקריים המועברים בדם הוא חמצן. כשאנו עומדים בפני מצב מאיים, רקמות כמו המוח ושרירי השלד שלנו דורשות יותר חמצן. חמצן משמש להפקת אנרגיה כימית מגלוקוז דרך סדרה של תגובות שאנו מכנים נשימה אירובית. בתורה, אנרגיה זו יכולה לספק דלק להתכווצות שרירים או לפעילות עצבית במוח שלנו.

בנוסף להגברת זרימת הדם לריאות, אדרנלין גורם להרחבה של דרכי הנשימה הגדולות והקטנות שלנו (סמפונות וסמפוניות, בהתאמה). זה ידוע כהרחבת סמפונות ומאפשר כמות גדולה יותר של אוויר לזרום לריאות שלנו ולהתפשט לנימי הדם. כתוצאה מכך, רמת החמצן בדם שלנו עולה ויכולה לשמש לאספקת רקמות נושמות.

 עלייה בגלוקוז בדם –

זה לא רק השרירים שלנו שדורשים יותר אנרגיה במצב מאיים. בתרחיש עם חיה מסוכנת, היינו צריכים להישאר ערניים מאוד ולשמור על קור רוח. זה אומר שהמוח שלנו היה בעל דרישות אנרגיה מוגברות.

כדי לספק אנרגיה זו, רמות הגלוקוז בזרם הדם חייבות להישמר גבוהות מספיק. אדרנלין משיג זאת בשתי דרכים:

ראשית, הוא מגרה את הכבד ושרירי השלד לפרק גליקוגן (מולקולת אחסון אנרגיה) לגלוקוז, שאז משתחרר לזרם הדם. תהליך זה ידוע כגליקוגנוליזה.

שנית, אדרנלין מעכב את הסינתזה של גליקוגן חדש מגלוקוז (תהליך הנקרא גליקוגנזיס).

 הגברת כוח השרירים –

מחקרים מסוימים מראים שאדרנלין המשתחרר כחלק מתגובת ה'לחם או ברח' שלנו מאפשר לסיבי שריר מהירי התכווצות להתכווץ בכוח גדול יותר. במונחים ביולוגיים, אנו מתארים את האדרנלין כבעל השפעה אינוטרופית חיובית.

 הרחבת אישונים –

אחת ההשפעות הידועות של אדרנלין היא הרחבת האישונים , ובכך לאפשר ליותר אור להיכנס לעיניים. זה עשוי לאפשר לנו להיות יותר ערניים לאיומים.

נקודות מפתח:

• ההשפעות של אדרנלין עוזרות לנו להגיב לגורמי דחק פיזיים ופסיכולוגיים.
• אדרנלין מגביר את קצב הלב ולחץ הדם.
• אדרנלין מגביר את זרימת הדם לשרירים המתאמנים.
• אדרנלין מפחית את זרימת הדם למערכת העיכול, לעור ולכליות.
• אדרנלין מרחיב את דרכי הנשימה שלנו, מאפשר הגברת החמצון בדם.
• אדרנלין מעלה את רמות הסוכר בדם על ידי קידום פירוק הגלקוגן.

מהו תפקידו של אדרנלין באימון גופני?

הגוף מתייחס לפעילות גופנית כאל גורם לחץ/דחק. בהתאם לכך, אנו מפעילים את תגובת הלחם או ברח שלנו ומשחררים אדרנלין במהלך האימון.

רבות מההשפעות של אדרנלין (שתוארו לעיל) מועילות במהלך אימון. לדוגמה, הגברת קצב הלב, לחץ הדם והרחבת כלי הדם המקומיים מאפשרים זרימת דם גדולה יותר לשרירים המתאמנים. הרחבת דרכי הנשימה משמעותה שאנו מקבלים מספיק חמצן כדי לקיים אימון אירובי.

באופן דומה, פירוק הגלקוגן על ידי הכבד מבטיח שלשרירים יש אספקה יציבה של גלוקוז להזנת התכווצות השרירים.

אימון ורמות אדרנלין –

מחקרים מראים שרמות האדרנלין בפלזמת הדם עולות מקו הבסיס בתגובה לאימונים דינמיים וסטטיים כאחד. עליות אלה באדרנלין משתנות בהתאם למשך ועצימות האימון, כאשר עצימות האימון משפיעה באופן בולט במיוחד. באופן כללי, ככל שהאימון  ארוך יותר או אינטנסיבי יותר, כך העלייה ברמות האדרנלין בדם גדולה יותר .

מצב האימון שלך משפיע על תגובת האדרנלין שלך לאימון. בהשוואה לאנשים לא מאומנים, ספורטאים מאומנים מראים עליות גדולות הרבה יותר ברמות האדרנלין בדם במהלך אימון. חושבים שזה מאפשר לספורטאים מנוסים  להגיב לעצימויות אימון גבוהות יותר.

לאחר האימון, רמות האדרנלין חוזרות במהירות לקו הבסיס. זה נשאר נושא לדיון, אבל חלק מהמחקרים מציעים שלספורטאים מאומנים יש רמת בסיס (או מנוחה) גבוהה יותר של אדרנלין כחלק מהסתגלות ארוכת טווח לאימון.

נקודות מפתח:

• רמות האדרנלין בדם עולות במהלך אימון.

• אדרנלין מועיל במהלך אימון כי הוא עוזר לשרירי השלד שלנו להתמודד עם דרישות אנרגיה מוגברות.

• אימון אינטנסיבי יותר מביא לעליות גדולות יותר ברמות האדרנלין בדם.

• רמות האדרנלין בדם חוזרות לקו הבסיס לאחר האימון.

היכן מיוצר אדרנלין?

אדרנלין מיוצר על ידי בלוטות האדרנל –

בלוטות האדרנל יושבות מעל כל כליה ואחראיות לייצור מספר הורמונים, כולל הורמונים כמו קורטיזול, הורמונים מינרלוקורטיקואידים כמו אלדוסטרו וסטרואידים מיניים כמו טסטוסטרון ואסטרוגן. באופן ספציפי יותר, אדרנלין מיוצר מהשכבה הפנימית ביותר של בלוטות האדרנל, הנקראת מדולת האדרנל.

מדולת האדרנל מכילה תאים מיוחדים הנקראים תאי כרומפין, אשר משחררים אדרנלין (ונוראדרנלין) לזרם הדם בתגובה לגירוי עצבי.

נקודות מפתח:

• אדרנלין מיוצר על ידי השכבה הפנימית ביותר (מדולה) ש: בלוטות האדרנל שלך.

מה מעורר את ייצור האדרנלין?

כחלק מתגובת הלחימה או הבריחה שלנו, אנו מפעילים רשת מיוחדת של עצבים הידועה כמערכת העצבים הסימפתטית . רשת זו רצה למעלה ולמטה בעמוד השדרה שלנו ומסתעפת למספר איברים. חלק מרשת זו של עצבים סימפתטיים מזין ישירות את בלוטות האדרנל. לפעמים אנו מאחדים את בלוטות האדרנל והמערכת העצבים הסימפתטית תחת הכותרת מערכת סימפתו-אדרנלית..

כאשר אנו עומדים בפני גורם לחץ, חלק מהמוח הנקרא היפותלמוס  מפעיל את מערכת העצבים הסימפתטית, כולל את העצבים המספקים את בלוטות האדרנל. עצבים אלה אז מגרים את תאי הכרומפין במדולת האדרנל לשחרר אדרנלין לזרם הדם.

נקודות מפתח:

• מערכת העצבים הסימפתטית שלנו היא רשת של עצבים המתווכת את תגובת הלחימה או הבריחה שלנו.

• אדרנלין מופרש על ידי בלוטות האדרנל בתגובה לגירוי של מערכת העצבים הסימפתטית.

כיצד אדרנלין מיוצר?

אדרנלין נגזר מחומצת אמינו הנקראת טירוזין –

חומצות אמינו הן אבני הבניין של חלבונים וטירוזין היא חומצת אמינו לא חיונית (כלומר, היא יכולה להיות מיוצרת באופן אנדוגני על ידי גוף האדם). אנחנו יכולים לייצר טירוזין על ידי המרת חומצת האמינו פנילאלנין, שחייבת להתקבל מהתזונה מכיוון שהיא חומצת אמינו חיונית.

בתוך בלוטות האדרנל, טירוזין מומרת באופן סדרתי על ידי אנזימים שונים למולקולות ביניים שונות, לפני שהיא מומרת בסופו של דבר לאדרנלין. רבים מהאנזימים האחראים לייצור אדרנלין דורשים חומר נוסף, הנקרא קופקטור (חומר משלים) , כדי לתפקד ביעילות.

הן הפעילות והן הזמינות של אנזימים וקופקטורים יכולות להשפיע על איכות הסינתזה של אדרנלין שלך. כפי שתיכף נראה, הגנים שלך יכולים להשפיע על שני הדברים האלה.

נקודות מפתח:

• אדרנלין נגזר מטירוזין.

• טירוזין מומרת לאדרנלין בארבעה שלבים.

• הפעילות של אנזימים וקופקטורים במהלך שלבים אלה משפיעה על רמות האדרנלין שלך.

אנזימים המעורבים בייצור אדרנלין

טירוזין –> L-DOPA 
כפי שהתרשים מראה, השלב הראשון הוא המרה של טירוזין ל-L-DOPA על ידי האנזים TH. אנזים זה משתמש ב-BH4 (טטרהידרוביופטרין) כקופקטור. נתקלנו ב-BH4 קודם לכן בתכונת הסינתזה והמיחזור של BH4.

L-DOPA –> דופמין – 
השלב השני של סינתזת אדרנלין היא  L-DOPA מומר לדופמין, שהוא נוירוטרנסמיטר בזכות עצמו. תגובה זו מזורזת על ידי אנזים הנקרא **DOPA דקרבוקסילאז** (הידוע גם כדקרבוקסילאז של חומצת אמינו ארומטית L). הוא דורש את הצורה הפעילה של ויטמין B6, פירידוקסל פוספט, כקופקטור.

דופמין –> נוראדרנלין – 
דופמין מומר לאחר מכן לנוירוטרנסמיטר אחר, נוראדרנלין (נוראפינפרין), על ידי האנזים דופמין בטא הידרוקסילאז DBH. DBH משתמש בוויטמין C  כקופקטור. לכן צריכה מספקת של ויטמין C בתזונה חשובה לייצור אדרנלין.

נוראדרנלין –> אדרנלין – 
בשלב האחרון, נוראדרנלין הופך לאדרנלין על ידי האנזיםפנילאתנולאמין N-מתילטרנספראז (PNMT). תגובה זו דורשת מולקולה הנקראת SAM (S-אדנוזיל מתיונין) כקופקטור.

האנזים PNMT שלך מקודד על ידי הגן PNMT שלך. באופן מעניין, מחקרים מראים שווריאציות בגן PNMT קשורות לרמות שונות של אדרנלין בתגובה לאימון.

כיצד אדרנלין מפעיל את השפעותיו בגוף?

אדרנלין (ונוראדרנלין) פועלים על ידי קשירה לקולטנים מיוחדים על פני השטח של תאים הידועים כקולטנים אדרנרגיים.

ישנם שני סוגים עיקריים של קולטנים אדרנרגיים – קולטני אלפא (α) וקולטני בטא (β). קולטני אלפא (α) ניתנים לחלוקה נוספת ל**קולטני α1 ו-α2, בעוד שקולטני בטא (β) ניתנים לחלוקה נוספת לקולטני β1, β2 ו-β3.

אדרנלין נקשר בעיקר לקולטני בטא (β), אך יכול גם להיקשר ולהפעיל קולטני אלפא (α).

כאשר אדרנלין נקשר לקולטנים אדרנרגיים, הוא מעורר שרשרת של תגובות כימיות שממשיכות להשפיע בדרכים שונות, בהתאם לסוג הקולטן וסוג התא המבטא את אותו קולטן.

לדוגמה, כאשר אדרנלין נקשר לקולטני β2 על שריר חלק וסקולרי בדפנות כלי הדם, הוא גורם לשריר להירגע, מה שמוביל להרחבת כלי הדם (וזודילטציה) והגברת זרימת הדם.

כאשר אדרנלין נקשר לקולטני β1 על שריר הלב, הוא מאיץ את קצב הלב שלנו.

נקודות מפתח:

• אדרנלין מפעיל את השפעותיו על ידי קשירה לקולטנים אדרנרגיים.

• אדרנלין נקשר בעיקר ומפעיל קולטנים אדרנרגיים מסוג בטא (β).

כיצד אדרנלין מתפרק?

בניגוד להורמונים אחרים (למשל קורטיזול), אדרנלין אינו מעכב את הייצור העצמי שלו כחלק ממעגל משוב שלילי. במקום זאת, הוא מתפרק על ידי אנזימים ברקמות שונות, כולל הכבד ורקמת העצבים.

ישנם שני אנזימים מרכזיים המעורבים בפירוק האדרנלין: COMT  ו-MAO  יחד הם מפרקים את האדרנלין למולקולה הנקראת חומצה ונילילמנדלית (VMA).

הפעילות של אנזימי COMT ו-MAO קובעת בחלקה את משך ההשפעות של אדרנלין בגוף. הם גם משפיעים על רמות הבסיס של האדרנלין שלך. , פעילות גבוהה יותר של אנזימי COMT ו-MAO עשויה לגרום לרמות נמוכות יותר של אדרנלין במחזור הדם.

בנוסף לפירוק אדרנלין, אנזימים אלה גם מפרקים את הקטכולאמינים האחרים (נוראדרנלין ודופמין).

נקודות מפתח:

• אדרנלין מתפרק על ידי שני אנזימים: COMT ו-MAO.

• הפעילות של אנזימי COMT ו-MAO משפיעה על רמות הבסיס של האדרנלין שלך.

מדוע רמות הבסיס של אדרנלין חשובות?

רמת הבסיס של אדרנלין מתייחסת לכמות האדרנלין המסתובבת בזרם הדם במנוחה (כלומר, לא במהלך אימון, ולא בתגובה לגורמי דחק אחרים).

אם רמות האדרנלין עולות במהירות כחלק מתגובת הלחם או ברח שלך לאימון, זה מובן לשאול מדוע רמות הבסיס של אדרנלין חשובות?

התשובה הפשוטה היא שרמות הבסיס של האדרנלין שלך משפיעות על המהירות בה אתה יכול להעלות את רמות האדרנלין לכמות הנדרשת להשפעות המועילות לאימון.

רמות נמוכות יותר של אדרנלין במחזור הדם בקו הבסיס עלולות לפגוע בביצועי האימון. למרות שרמות בסיס גבוהות יותר של אדרנלין עשויות להיות קשורות לביצועי אימון טובים יותר, עליות ארוכות טווח של אדרנלין עלולות להפוך אותך לרגיש יותר ללחץ, חרדה ולחץ דם גבוה.

נקודות מפתח:

• רמות הבסיס של האדרנלין שלך משפיעות על תגובת האימון שלך.

גנטיקה

כפי שתואר בסעיף "כיצד מיוצר אדרנלין?", אדרנלין נוצר מטירוזין בסדרה של תגובות כימיות. תגובות כימיות אלה מואצות על ידי אנזימים שונים. מכאן נובע שהפעילות של אנזימים אלה תשפיע על יעילות ייצור האדרנלין .בהקשר זה ווריאנטים של הגן PNMT שלך משפיעים על רמות הבסיס של האדרנלין שלך.

גן PNMT-  הגן PNMT מקודד את האנזים PNMT האחראי להמרת נוראדרנלין לאדרנלין. וריאנטים של גן זה עשויים להיות קשורים לפעילות שונה של האנזים PNMT, אשר בתורה משפיעה על היעילות בה אתה ממיר נוראדרנלין לאדרנלין.

רמות הבסיס של אדרנלין מושפעות גם מהיעילות בה אתה מפנה ומפרק אדרנלין. בהקשר זה, ווריאנטים של הגנים COMT ו-MAO שלך משפיעים על רמות הבסיס של האדרנלין שלך.

גן COMT –  הגן COMT מקודד את האנזים COMT המפרק אדרנלין. חלק מהווריאנטים של גן זה קשורים לביטוי מופחת של האנזים COMT. זה עשוי לגרום לפירוק מופחת של אדרנלין ולכן לרמות בסיס גבוהות יותר של אדרנלין (כמו גם קטכולאמינים אחרים).

גן MAO – בדומה לגן COMT שלך, וריאציות בגנים MAO (MAO-A ו-MAO-B) עשויות להשפיע על הקצב בו אתה מפרק אדרנלין ולכן להשפיע על רמות הבסיס של אדרנלין.

נקודות מפתח:

• וריאנטים של הגנים PNMT שלך משפיעים על יעילות ייצור האדרנלין שלך.

• וריאנטים של הגנים COMT ו-MAO שלך משפיעים על יעילות פינוי האדרנלין שלך.

• הן ייצור והן פינוי האדרנלין משפיעים על רמות הבסיס של האדרנלין שלך.