lunedì 7 maggio 2018

LA SCOPERTA DELL'ADRENALINA

"La costanza di un ambiente interno è la condizione necessaria per una vita libera e indipendente": questo asserto, del celebre fisiologo francese Claude Bernard (1813-1878), presuppone che a ogni variazione di un ambiente esterno corrisponda una compensazione dell'ambiente interno dell'organismo. 

Alla nozione di "ambiente interno" consegue quindi quella di "regolazione", anche se a metà Ottocento era un po' difficile capire compiutamente come potesse avvenire. 

A Bernard si deve anche la nozione di "secrezione interna", introdotta a proposito del ruolo del fegato nella sintesi del glicogeno e, da questo, del glucosio riversato nel circolo sanguigno. Ne avevo accennato QUI.

Nel 1855, egli scrisse che "vi sono secrezioni interne il cui prodotto, invece di essere riversato all'esterno, viene trasmesso direttamente al sangue. [...] il fegato ha due funzioni relative alla secrezione: secrezione esterna che produce la bile, che scorre al di fuori; secrezione interna che forma lo zucchero che entra immediatamente nel sangue in circolazione".

Nello stesso anno, l'anatomopatologo inglese Thomas Addison (1793-1860) descrisse la malattia che porta il suo nome e che interessa le ghiandole surrenali: cominciò a intensificarsi l'interesse per lo studio di queste ghiandole, senza dotti, e delle loro funzioni.

Charles Brown-Sequard (1817-1894) constatò che l'ablazione delle surrenali in un animale da esperimento (cane) è seguita da rapida morte, che egli attribuì alla mancanza di imprecisate secrezioni interne.

Nel 1856, Alfred Vulpian (1826-1887) notò che la tinta verde provocata dal cloruro di ferro (III) a contatto con sezioni di ghiandola surrenale, può essere ottenuta anche trattando il sangue efferente della ghiandola con il medesimo reagente in soluzione. Concluse che le ghiandole surrenali, poiché prive di dotti, riversano nel sangue i prodotti secreti e scrisse i suoi risultati in una comunicazione scientifica dal titolo Note sur quelques réactions propres à la substance des capsules surrénales. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, Paris, 1856, 43: 663–665.

Solo nel 1901 Jokichi Takamine (1854-1922) e, indipendentemente, Thomas Bell Aldrich isolarono una prima sostanza secreta dalle ghiandole surrenali, che fu chiamata adrenalina. Aldrich ne determinò anche la struttura.

L'azione dell'adrenalina mostra la presenza di un messaggero chimico al quale fu dato il nome generico di ormone: nel 1905 Bayliss e Starling introdussero questo termine dopo aver scoperto la secretina, la molecola che stimola il pancreas a produrre acqua e bicarbonato sodico per il succo pancreatico.

Lungi dal volermi prodigare in disquisizioni sugli effetti fisiologici dell'adrenalina, ben oltre la proverbiale "scarica", mi soffermo al solito sugli aspetti chimici.

Al pari della tiroxina, anche la sintesi dell'adrenalina muove dall'amminoacido L-tirosina e si sviluppa nei seguenti passaggi:
  1. nell'anello fenolico della tirosina è introdotto un secondo gruppo ossidrilico (OH) in posizione orto rispetto a quello già presente: si forma la L-DOPA (Levo-Di-Oxidril-Phenyl-Alanine);
  2. L-DOPA perde il gruppo carbossilico COOH e si trasforma in dopamina;
  3. nella dopamina è introdotto un gruppo alcolico (OH) con la formazione di noradrenalina;
  4. l'atomo di azoto della noradrenalina è metilato con la formazione di adrenalina.


L'adrenalina dà reazioni positive ai saggi per le ammine secondarie, per gli alcoli secondari e per i fenoli: essa è una catecolammina.

L'anello benzenico con due gruppi OH adiacenti è detto catecolo. Il catecolo dà con il cloruro ferrico (di colore giallo) complessi dal colore verde (e questo giustifica la reazione osservata e descritta da Vulpian), mentre fenolo (con un solo OH) e resorcinolo (con due OH in posizione meta) formano complessi dal colore viola. Ecco il confronto.


Poi, per distinguere adrenalina e noradrenalina, ad esempio, è possibile sfruttare il saggio di Piria: trattando le due sostanze con acido nitroso (formato in situ trattando nitrito di sodio con HCl o con acido solforico) avremo la formazione di una N-nitrosammina (di colore giallo) dall'adrenalina (ammina secondaria) e di un diolo vicinale dalla noradrenalina (ammina primaria) con sviluppo di azoto gassoso solo nel secondo caso.


Oggi ovviamente non si fa più così: esistono le tecniche spettroscopiche, anche se qualcuno continua a tener ancora vivo il ricordo dell'analitica tradizionale.

NOTE
G.B. Marini-Bettolo, Analisi Qualitativa Organica, Università di Roma, 1941
N. Siliprandi, Lezioni di Chimica Biologica, Ed. Ricerche - Roma
Enciclopedia Peruzzo-Larousse, voce: Endocrinologia.
http://www.minerva.unito.it/SIS/Endocrinologia/index.html