Medula adrenal adalah massa sel yang membentuk pusat kelenjar adrenal di bawah korteks adrenal luar. Sel-sel berbentuk tidak beraturan ini berkumpul bersama dengan pembuluh darah. Sel-sel medula disebut sel chromaffin karena mereka mewarnai warna kecoklatan sebagai reaksi terhadap garam chromic. Medula adrenal dapat mengeluarkan norepinefrin dan epinefrin, juga dikenal sebagai adrenalin, ketika dirangsang. Sejumlah kecil dopamin juga dapat dilepaskan oleh medula adrenal.
Umumnya, medula adrenal adalah ganglion simpatik – sel yang dapat dirangsang yang merupakan bagian dari sistem saraf simpatik (SNS). Sistem saraf simpatis mengaktifkan medula adrenal ke dalam sekresi ketika stres hadir. Tindakan ini merupakan persiapan untuk respon tubuh melawan atau lari pada saat stres, seperti bahaya yang diantisipasi. Rasio hormon yang dilepaskan bervariasi menurut spesies. Manusia melepaskan sekitar 80 persen epinefrin dan 20 persen norepinefrin. Sebaliknya, ayam melepaskan sekitar 30 persen epinefrin dan 70 persen norepinefrin.
Tirosin adalah asam amino yang bertanggung jawab untuk mengubah protein menjadi epinefrin dan norepinefrin di medula adrenal. Kedua hormon dilepaskan ke aliran darah sebagai respons terhadap stres, kehilangan banyak darah, atau olahraga. Efeknya bertahan untuk sementara waktu dan mungkin tidak segera hilang setelah tingkat stres turun atau olahraga selesai. Epinefrin juga dapat dilepaskan karena rendahnya kadar glukosa dalam darah.
Epinefrin menyebabkan pemecahan glikogen menjadi glukosa di hati, memperlebar arteri dalam tubuh, dan membuat asam lemak terlepas dari jaringan lemak. Norepinefrin meningkatkan tekanan darah dan mempersempit pembuluh darah. Efek fisiologis yang paling terlihat adalah peningkatan denyut jantung dan kekuatan dari epinefrin. Bronkiolus di paru-paru melebar untuk meningkatkan asupan dan pengeluaran udara. Metabolisme meningkat, yang meningkatkan jumlah kalori dan glukosa yang dikonsumsi dan menghasilkan lebih banyak energi. Pupil melebar, sistem gastrointestinal menurunkan asam, dan aktivitas motorik non-kritis berkurang.
Aktivitas hiper medula adrenal pada kasus tumor dapat menyebabkan efek negatif, seperti hipertensi atau sakit kepala. Efek dari hormon yang dihasilkan oleh medula adrenal setelah latihan dipandang sebagai manfaat. Di sisi lain, penurunan asam gastrointestinal menyebabkan gangguan pencernaan, itulah sebabnya berolahraga kurang dari satu jam setelah makan tidak dianjurkan.