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Adrenalin

Körpereigenes Doping

18.08.2014  13:29 Uhr

Von Edith Schettler / Viele Extremsportler jagen permanent dem Adrenalin-Kick hinterher, denn das körpereigene Hormon aktiviert den Kreislauf. Doch auch aus der Notfallmedizin ist Adrenalin nicht mehr wegzudenken: Als Arzneistoff hat es schon unzähligen Patienten mit Herzstillstand das Leben gerettet. Die Geschichte der ersten Entdeckung eines menschlichen Hormons reicht über 100 Jahre zurück.

Der Neurotransmitter Adrenalin gehört zur Gruppe der Katecholamine. Die Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin bilden die Ausgangsbasis für seine Synthese im Nebennierenmark. In verschiedenen Organen, so zum Beispiel Herz, Lunge und Darm, bindet das Hormon an spezifische Rezeptoren, die sogenannten Adrenozeptoren, und entfaltet dann seine Wirkung. 

Es steigert den Gefäßtonus, den Blutdruck und die Herzfrequenz, es vertieft die Atmung, hemmt die Darmtätigkeit und ermöglicht die Bereitstellung von Energie durch den vermehrten Abbau von Glykogen und Triglyceriden.

 

Sobald der Hypophysenvorderlappen Adrenocorticotropes Hormon (ACTH) ausschüttet, werden im Nebennierenmark Adrenalin und Noradrenalin freigesetzt und in der Nebennierenrinde Cortisol. Damit mobilisiert der Körper in einer Gefahrensituation alle Kräfte für das Überleben. Dieser auch als Stressreaktion bekannte Vorgang hat in der Evolution der Menschheit dafür gesorgt, dass sich unsere Vorfahren schon in der Steinzeit bei Gefahren durch extrem schnelle, reflexartige Reaktionen retten konnten. Blitzschnell mussten sie sich zwischen Kampf oder Flucht entscheiden. In bedrohlichen Situationen läuft heute noch das gleiche Schema ab, auch wenn die Stress­auslöser nicht mehr dieselben wie früher sind. Über- oder Unterforderung in Beruf und Familie, Bindungsängste, Mobbing, soziale Isola­tion oder der Verlust des Arbeitsplatzes sind Beispiele für Stressursachen der heutigen Zeit.

 

Nebennierenmark und -rinde

Das Jahr 1855 gilt als Geburtsjahr der Endokrinologie, denn in diesem Jahr prägte der französische Physiologe Claude Bernard (1813–1878) den Begriff der »inneren Sekretion«. Bernards Erkenntnisse bezogen sich auf die Verdauungssäfte des Pankreas und der Leber, und er weckte damit das Interesse der Forscher an der Biochemie des menschlichen Organismus.

 

Allerdings beschäftigten sich die Wissenschaftler kaum mit einem Organ, das noch relativ unbekannt war: der Nebenniere. Eine Ausnahme ist der Würzburger Universitätsprofessor Rudolf Albert von Koelliker (1817–1905). Dieser hatte in den Jahren 1852 bis 1854 festgestellt, dass diese aus zwei verschiedenen Organen besteht: der Nebennierenrinde und dem Nebennierenmark. Die Funktion der Nebennieren beschrieb der englische Mediziner Thomas Addison (1793–1860) im Jahr 1855. Viele Anatomen des 19. Jahrhunderts wussten jedoch nichts von deren Vorhandensein. So schrieb Joseph Hyrtl (1810–1894), ein Wiener Professor, in seinem weit verbreiteten Lehrbuch der Anatomie: »Die unbekannte Funktion der Nebenniere sichert dieses Organ vor lästigen Nachfragen in der Heilwissenschaft.«

 

Es dauerte 40 Jahre, bis Forscher in England und Polen im Jahr 1894 sich – unabhängig voneinander – genauer mit dem Nebennierenmark beschäftigten. Und erst weitere 30 Jahre später suchten Biochemiker nach Stoffen in der Nebennierenrinde. Erst im Jahr 1953 waren alle Wirkstoffe der Nebennieren bekannt.

 

Entdeckung und Legenden

Die Entdeckung des Adrenalins geht hauptsächlich auf die Arbeit der beiden englischen Forscher George Oliver (1841–1915) und Edward Albert Schäfer (1850–1953) zurück. Beide traten am 10. März 1894 vor der Physiological Socie­ty in London erstmalig mit den Ergebnissen ihrer Versuche an die Öffentlichkeit. Sie hatten nacheinander festgestellt, dass »die Nebennieren … an kaltes oder heißes Wasser, an Alkohol oder Glycerin eine Substanz ab(geben), die auf die Blutgefäße, das Herz und die Skelettmuskeln eine höchst kräftige Wirkung ausübt … Es scheint nach diesen Untersuchungen sicher, dass die Nebennieren, obwohl ohne einen Ausführungsgang, sezernierende Drüsen sind. Das Material, das sie bilden und das jedenfalls in seiner aktiven Form nur im Mark vorkommt, übt bemerkenswerte Wirkungen auf Muskelgewebe aus, besonders auf das Herz und die Arterien. Es erhöht den Tonus der Muskelgewebe, und zwar zumindest vorwiegend durch eine direkte Wirkung«.

 

Um die Geschichte dieser Entdeckung ranken sich zahlreiche Legenden. So berichtete ein Kollege von George Oliver, Henry Hallet Dale (1875–1968), Oliver hätte an seinem kleinen Sohn Experimente mit Extrakten aus Rindernieren vorgenommen. Um die Effekte des Extrakts zu messen, habe er dessen Blutgefäße mit einem selbst konstruierten Arteriometer durch die intakte Haut hindurch kontrolliert. Nachdem Oliver so festgestellt hatte, dass der Extrakt die Blutgefäße stark verengt, soll er zu Schäfer gegangen sein. Diesen habe er daraufhin gebeten, den Versuch an einem Hund zu wiederholen. Beim Hundeexperiment sei die Blutdrucksteigerung so extrem gewesen, dass die Quecksilbersäule aus dem Manometer fast hinausgetrieben wurde. Beide sollen dem Jungen sowie dem Hund die Extrakte jeweils peroral verabreicht haben, was nach heutigem Kenntnisstand jedoch höchst unwahrscheinlich ist, weil Adrenalin nur parenteral appliziert wirken kann.

 

Entschlüsselung der Struktur

Drei Jahre später gelang dem US-amerikanischen Pharmakologen John Jacob Abel (1857–1938) die Entschlüsselung der Struktur des Adrenalins. Er nannte die Substanz »Epinephrin« – den Stoff aus den Nebennieren. Im Jahr 1901 gewann der japanische Chemiker Taka­mine Jokichi (1854–1922) als erster aus Rindernieren Adrenalin in kristalliner Form.

 

Zur Funktion des Adrenalins äußerte sich der britische Arzt Thomas Renton Elliott (1877–1961) im Jahr 1904 in einem Vortrag vor der Physiological Socie­ty in London. Aus seinen Experimenten schlussfolgerte er, dass es Nerven­impulse empfängt und in eine Antwort der Muskelzellen übersetzt. »Adrenalin könnte das chemische Stimulans sein, das jedes Mal freigesetzt wird, wenn ein Nervenimpuls in der Peripherie ankommt.«

 

Damit hatte Elliott erstmals die Funktion eines Neurotransmitters erklärt – nur griff niemand diesen genialen Gedanken auf. Erst der deutsche Pharmakologe Otto Loewi (1873–1961) und der britische Biochemiker Henry Hallett Dale (1875–1968) forschten weiter auf diesem Gebiet und erhielten dafür im Jahr 1936 den Nobelpreis.

 

Karriere als Arzneistoff

Mit dem Racemat des Adrenalins stellte der deutsche Chemiker Friedrich Stolz (1860–1936) im Jahr 1904 erstmals ein menschliches Hormon synthetisch her. Stolz leitete das wissenschaftliche Laboratorium der Firma Farbwerke Hoechst, die daraufhin die Substanz als Suprarenin® auf den Markt brachten. Damit war der erste Schritt einer langen Karriere als Arzneistoff gemacht: Noch heute setzen es Mediziner zur Behandlung des Herz-Kreislauf-Stillstandes, des anaphylaktischen und septischen Schocks sowie zur Verminderung von Blutungen bei Operationen ein. /