Structure et synthèse de l'adrénaline
L'adrénaline appartient au groupe des catécholamines et présente, sur le plan de sa structure chimique, une molécule modifiée de tyrosine. Elle se différencie de l'acide aminé initial par les transformations suivantes : le départ du groupe COOH, l'addition de deux groupes hydroxyle (–OH) sur le cycle aromatique avec la formation d'un fragment catéchol, ainsi que l'ajout d'un groupe méthyle au niveau du groupe aminé de la chaîne latérale.
La synthèse de l'adrénaline a lieu dans la médullosurrénale (cellules chromaffines). Les stimuli de sa production sont l'effort physique, le stress émotionnel, l'hypoglycémie — des états qui nécessitent une mobilisation rapide des substrats énergétiques. La libération de l'hormone est réalisée par stimulation directe des fibres sympathiques préganglionnaires.
Mécanismes de transmission du signal
L'adrénaline exerce ses effets par l'intermédiaire de récepteurs adrénergiques membranaires couplés aux protéines G. Deux systèmes principaux de seconds messagers sont utilisés :
- Le système de l'adénylate cyclase (AMPc) — est activé lors de la liaison aux récepteurs β (principalement β2). La liaison du ligand provoque l'échange du GDP contre le GTP sur la sous-unité α de la protéine G, l'activation de l'adénylate cyclase, la conversion de l'ATP en AMPc et l'activation de la protéine kinase A (PKA).
- Le système du phosphatidylinositol (IP3/DAG) — est impliqué lors de la stimulation des récepteurs α1-adrénergiques, entraînant la mobilisation du calcium intracellulaire.
Action dans le foie : glycogénolyse
Dans le foie, l'adrénaline déclenche la dégradation du glycogène par une cascade de phosphorylation. Après l'activation de la PKA, l'enzyme phosphoryle :
- La phosphorylase kinase, la convertissant en sa forme active ;
- La glycogène synthase, l'inactivant et bloquant la synthèse du glycogène.
La phosphorylase kinase active, à son tour, phosphoryle la glycogène phosphorylase b, la transformant en glycogène phosphorylase a active. Cette enzyme catalyse la dégradation phosphorolytique du glycogène avec formation de glucose-1-phosphate, qui est ensuite utilisé pour maintenir la glycémie.
Action dans le tissu adipeux : lipolyse
Dans les adipocytes, l'adrénaline active la lipolyse par le biais du même système adénylate cyclase. La PKA activée phosphoryle la lipase hormonosensible (LHS), la convertissant en sa forme active. L'enzyme hydrolyse successivement :
- Triacylglycérol → diacylglycérol + acide gras ;
- Diacylglycérol → monoacylglycérol + acide gras ;
- Monoacylglycérol → glycérol + acide gras.
Les acides gras libres libérés se lient à l'albumine plasmatique et sont transportés vers le foie, où ils servent de substrat pour la β-oxydation. Ainsi, l'augmentation de la vitesse de β-oxydation dans le foie sous l'action de l'adrénaline est un effet indirect — par la mobilisation des graisses des réserves.
Action dans les muscles squelettiques
Dans les muscles squelettiques, l'adrénaline active la glycogénolyse selon le même mécanisme que dans le foie : AMPc → PKA → phosphorylase kinase → glycogène phosphorylase. Cependant, le glucose-6-phosphate ainsi formé ne peut pas quitter le myocyte (absence de glucose-6-phosphatase) et est utilisé localement pour la glycolyse et pour fournir de l'énergie à la contraction musculaire.
Régulation du taux d'AMPc et rôle des inhibiteurs de la phosphodiestérase
Le taux d'AMPc dans la cellule est contrôlé par l'enzyme phosphodiestérase, qui convertit l'AMPc en AMP et met ainsi fin à l'activation de la PKA. Un certain nombre de substances, en particulier la caféine et la théophylline, inhibent la phosphodiestérase. Cela conduit à l'accumulation d'AMPc, à la prolongation de l'activation de la PKA et à l'intensification de la lipolyse et de la glycogénolyse. C'est précisément à ce mécanisme que sont liées l'action tonique et stimulante des boissons contenant de la caféine et des méthylxanthines.
Points clés
- L'adrénaline est une catécholamine, un dérivé de la tyrosine, synthétisée dans la médullosurrénale.
- Les stimuli de la sécrétion sont le stress, l'effort physique, l'hypoglycémie.
- Elle agit par l'intermédiaire des récepteurs α- et β-adrénergiques, couplés aux systèmes de l'AMPc et de l'IP3.
- Dans le foie, elle active la glycogénolyse par la cascade PKA → phosphorylase kinase → glycogène phosphorylase.
- Dans le tissu adipeux, elle active la lipase hormonosensible et déclenche la lipolyse.
- Les acides gras libérés sont transportés par l'albumine et subissent une β-oxydation dans le foie.
- Dans les muscles squelettiques, elle intensifie la glycogénolyse pour l'approvisionnement énergétique local.
- La caféine et la théophylline potentialisent les effets de l'adrénaline en inhibant la phosphodiestérase.