Struktur dan sintesis adrenalin
Adrenalin termasuk dalam kelompok katekolamin dan secara struktur kimia merupakan molekul tirosin yang dimodifikasi. Perbedaannya dari asam amino asal meliputi: pelepasan gugus COOH, penambahan dua gugus hidroksil (–OH) pada cincin aromatik untuk membentuk fragmen katekol, serta penambahan gugus metil pada gugus amino rantai samping.
Sintesis adrenalin terjadi di medula adrenal (sel kromafin). Stimulus untuk produksinya adalah aktivitas fisik, stres emosional, dan hipoglikemia — kondisi yang memerlukan mobilisasi cepat substrat energi. Pelepasan hormon ini dilakukan melalui stimulasi langsung serabut preganglion simpatis.
Mekanisme transduksi sinyal
Adrenalin menjalankan efeknya melalui reseptor adrenergik membran yang berpasangan dengan protein G. Dua sistem pembawa pesan sekunder utama digunakan:
- Sistem adenilat siklase (cAMP) — diaktifkan saat berikatan dengan reseptor β (terutama β2). Pengikatan ligan memicu pertukaran GDP dengan GTP pada subunit α protein G, aktivasi adenilat siklase, konversi ATP menjadi cAMP, dan aktivasi protein kinase A (PKA).
- Sistem inositol fosfat (IP3/DAG) — terlibat saat stimulasi reseptor adrenergik α1, yang berujung pada mobilisasi kalsium intraseluler.
Efek di hati: Glikogenolisis
Di hati, adrenalin memicu pemecahan glikogen melalui kaskade fosforilasi. Setelah PKA aktif, enzim ini memfosforilasi:
- Fosforilase kinase, mengubahnya menjadi bentuk aktif;
- Glikogen sintase, menonaktifkannya dan memblokir sintesis glikogen.
Fosforilase kinase yang aktif, pada gilirannya, memfosforilase glikogen fosforilase b, mengubahnya menjadi glikogen fosforilase a yang aktif. Enzim ini mengkatalisis pemecahan fosforolitik glikogen untuk membentuk glukosa-1-fosfat, yang kemudian digunakan untuk menjaga kadar glukosa darah.
Efek di jaringan adipose: Lipolisis
Di dalam adiposit, adrenalin mengaktifkan lipolisis melalui sistem adenilat siklase yang sama. PKA yang aktif memfosforilasi lipase yang sensitif terhadap hormon (HSL), mengubahnya menjadi bentuk aktif. Enzim ini menghidrolisis secara berurutan:
- Triasilgliserol → diasilgliserol + asam lemak;
- Diasilgliserol → monoasilgliserol + asam lemak;
- Monoasilgliserol → gliserol + asam lemak.
Asam lemak bebas yang dilepaskan berikatan dengan albumin plasma dan diangkut ke hati, tempat asam lemak tersebut berfungsi sebagai substrat untuk β-oksidasi. Dengan demikian, peningkatan laju β-oksidasi di hati di bawah pengaruh adrenalin adalah efek tidak langsung — melalui mobilisasi lemak dari depo.
Efek di otot rangka
Di otot rangka, adrenalin mengaktifkan glikogenolisis melalui mekanisme yang sama seperti di hati: cAMP → PKA → fosforilase kinase → glikogen fosforilase. Namun, glukosa-6-fosfat yang terbentuk tidak dapat meninggalkan miosit (karena tidak ada enzim glukosa-6-fosfatase) dan digunakan secara lokal untuk glikolisis dan penyediaan energi kontraksi otot.
Regulasi kadar cAMP dan peran inhibitor fosfodiesterase
Kadar cAMP di dalam sel dikendalikan oleh enzim fosfodiesterase yang mengubah cAMP menjadi AMP dan dengan demikian menghentikan aktivasi PKA. Sejumlah zat, khususnya kafein dan teofilin, menghambat fosfodiesterase. Hal ini memicu penumpukan cAMP, memperpanjang aktivasi PKA, serta meningkatkan lipolisis dan glikogenolisis. Mekanisme inilah yang mendasari efek tonik dan stimulan dari minuman yang mengandung kafein dan metilksantin.
Poin-Poin Utama
- Adrenalin adalah katekolamin, turunan tirosin, yang disintesis di medula adrenal.
- Stimulus sekresi meliputi stres, aktivitas fisik, dan hipoglikemia.
- Bekerja melalui reseptor adrenergik α dan β yang berpasangan dengan sistem cAMP dan IP3.
- Di hati, mengaktifkan glikogenolisis melalui kaskade PKA → fosforilase kinase → glikogen fosforilase.
- Di jaringan adipose, mengaktifkan lipase yang sensitif terhadap hormon dan memicu lipolisis.
- Asam lemak yang dilepaskan diangkut oleh albumin dan mengalami β-oksidasi di hati.
- Di otot rangka, meningkatkan glikogenolisis untuk penyediaan energi lokal.
- Kafein dan teofilin mempotensiasi efek adrenalin melalui penghambatan fosfodiesterase.