Struktura steroidnih hormonov, sinteza, mehanizem delovanja

The Steroidni hormoni So snovi, ki jih izdelujejo notranje sekrecijske žleze in ki se odlagajo neposredno v krvni hudourniki, kar jih vodi do tkiv, kjer imajo svoje fiziološke učinke. Njegovo splošno ime izhaja iz dejstva, da ima v svoji osnovni strukturi posedovanje steroidnega jedra.

Holesterol je predhodniška snov, iz katere so sintetizirani vsi steroidni hormoni, ki so združeni v razvajanje (na primer progesteron), estrogene (brezponacija), androgene (testosteron), glukokortikoidi (kortizol), mineralokortikoidi (aldosteron) in vitamin D in vitamin D. 

Primerjava strukture steroidnega hormona (kortizola) z molekulo iste kemične narave (vitamin D3) (vir: Prvotni nalagalnik je bil Palladius pri angleški Wikipediji. [Javna domena] prek Wikimedia Commons)

Čeprav so med njimi različni steroidni hormoni, ki so tiste, ki dajejo njihove različne funkcionalne lastnosti, lahko rečemo, da imajo osnovno strukturo, ki je skupna zanje.

[TOC]

Steroidna struktura

Steroidi so organske spojine zelo raznolike narave, ki imajo skupno tisto, kar bi lahko obravnavali kot jedro potomcev, sestavljeno iz fuzije treh obročev šestih ogljikovih atomov (cikloheksan) in enega od petih atomov ogljika (Cyclopentano).

Ta struktura je znana tudi kot "ciklopentanoperhidrofenantreno". Ker se obroče medsebojno združujejo, so skupni ogljikovi atomi, ki jih sestavljajo, 17; Vendar je večina naravnih steroidov.

Shema štirih obročev ciklopentanoperhidrofenantreno cikropne strukture (vir: Neurotokeker [javna domena] prek Wikimedia Commons)

Številne naravne steroidne spojine imajo tudi eno ali več skupin z alkoholno funkcijo in zato dobijo ime sterolov. Med njimi je holesterol, ki ima alkoholno delovanje v ogljiku 3 in stransko ogljikovodiko z 8 ogljikovimi atomi ogljika 17; atomi, oštevilčeni od 20 do 27.

Struktura steroida. Spremenjena slika Marcotolo/CC by-S (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/2.5)

Poleg teh 17 ogljikov lahko steroidni hormoni imajo v svoji strukturi 1, 2 ali 4 več teh atomov, zato so prepoznane tri vrste steroidov, in sicer: C21, C19 in C18.

C21

C21, kot sta progesteron in nadledvični kortikosteroidi (glukokortikoidi in mineralokortikoidi), izhajajo iz "nosenika". To ima 21 ogljikovih atomov, ker se pri 17 od osnovnega obroča dodata dve metilni skupini karbonov 13 in 10 in dva ogljika stranske verige, pritrjena na C17, ki je bil prvotno v holesterolu, je bilo 8 ogljikov.

C19

C19 ustreza spolnim hormonom z androgeno aktivnostjo in izhaja iz "androstana" (19 ogljikovih atomov), ki je struktura, ki ostane, ko nosenica izgubi dva ogljika stranske verige C17, ki ga nadomesti hidroksil ali Ketonska skupina hidroksil.

C18

Steroidi C18 so ženski ali estrogenski hormoni, ki so v glavnem sintetizirani v ženskih žlezkih in katerih pomembna značilnost glede na ostala dve vrsti steroidov je odsotnost metila, ki je prisotna v slednjem v položaju 10.

Med sintezo iz holesterola nastanejo encimske spremembe, ki spreminjajo število ogljikov in spodbujajo dehidrogenacijo in hidroksilacije specifičnih ogljikov strukture.

Sinteza

Celice, ki proizvajajo steroidne hormone, se nahajajo predvsem v lubju nadledvičnih žlez, kjer glukokortikoidi, kot so kortizol, mineralokortikoidi, kot so aldosteron in moški spolni hormoni, kot sta dehidroepiandrosteron in androsteneda.

Moške spolne spolne žleze so odgovorne za proizvodnjo androgenov, ki vključujejo že omenjene hormone in testosteron, medtem ko mešički jajčnikov, ki dosežejo zorenje, proizvajajo progesteron in estrogen.

Vam lahko služi: polovica moje: kaj je, temelj, priprava, uporaba

Sinteza vseh steroidnih hormonov se začne iz holesterola. To molekulo lahko sintetiziramo s steroidnimi hormoni, ki proizvajajo celice, večinoma pa te celice dobijo iz lipoproteinov z nizko gostoto (LDL), ki so prisotni v krožni plazmi.

Sinteza nadledvičnih hormonov (vir: Endokrini zdravnik [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] prek Wikimedia Commons)

- Sinteza na ravni nadledvične skorje

Tri sloje se razlikujejo v nadledvični skorji, znani od zunaj kot glomerularna, fascikularna in retikularna območja.

V glomerularnih so v osnovi sintetizirani mineralokortikoidi (aldosteron), v fašikularni glukokortikoidi, kot sta kortikosteron in kortizol, ter v retikularni androgeni, kot sta dehidroepiandrosteron in androsten.

Sinteza glukokortikoidov

Prvi korak v sintezi se pojavi v mitohondrijih in je sestavljen iz delovanja encima, imenovanega holesterol demollaza, ki pripada superdružini citokroma P450 in znan tudi kot "P450SCC" ali "CYP11A1", kar spodbuja eliminacijo 6 6 ogljikovi atomi stranske verige, pritrjeni na C17.

Z delovanjem demolaze holesterol (27 ogljikovih atomov) postane nosečnolon, ki je spojina z 21 ogljikovimi atomi in predstavlja prvi od steroidov tipa C21.

Noghernolon se premakne na gladek endoplazemski retikulum, kjer z delovanjem encima 3β-hidroksiesteroidne dehidrogenaze.

Z delovanjem 21β-hidroksilaze, imenovanega tudi "P450C21" ali "CYP21A2", je progesteron v ogljiku 21 in se pretvori v 11-deksikortikosteron, ki se vrne v mitohondrijo in v katero encim 11β-hidroksilaza ("" P450C11 "ali" CYP11B1 ") se pretvori v kortikosteron.

Druga sinteza v fascikularni coni in ki se konča ne v kortikosteronu, ampak v kortizolu, se pojavi, ko je nosenolon ali progesteron v položaju 17 hidroksilira ali 17-hidroxipragesteron.

Isti že omenjeni encim, dehidrogenaza 3β-hidroksiesteroidov, ki pretvori premenolon v progesteron, prav tako pretvori 17-hidroksipnenolon v 17-hidroksipregeronu.

Slednje se prenaša zaporedoma, z zadnjimi dvema encimi ceste, ki proizvaja kortikosteron (21β-hidroksilaza in 11β-hidroksilaza) do deoksiksikortizola in kortizola.

Glukokortikoidna dejanja

Glavni glukokortikoidi, ki nastanejo v fascikularni coni nadledvične skorje, so kortikosteron in kortizol. Obe snovi, predvsem kortizol, kažeta širok spekter dejanj, ki vplivajo na presnovo, krvi, obrambo in odzive na celjenje ran, mineralizacijo kosti, prebavni trakt, krvni sistem in pljuča.

Kar zadeva metabolizem, kortizol spodbuja lipolizo in sproščanje maščobnih kislin, ki jih je mogoče uporabiti v jetrih za nastanek ketonskih teles z nizko gostoto (LDL); Zmanjša zbiranje glukoze in lipogenezo v maščobnem tkivu ter zbiranje in uporaba glukoze v mišici.

Prav tako spodbuja beljakovinski katabolizem na periferiji: v priključnem tkivu mišica in kostna matrica, ki se sprošča aminokisline, ki jih lahko v jetrih uporabimo za sintezo plazemskih beljakovin in za glukoneogenezo. Poleg tega spodbuja absorpcijo črevesne glukoze s povečanjem proizvodnje transporterjev SGLT1.

Pospešejte črevesno absorpcijo glukoze, povečano proizvodnjo jeter in zmanjšano uporabo tega ogljikovega hidrata v mišičnem in maščobnem tkivu daje prednost zvišanju ravni glukoze v plazmi.

Kar se tiče krvi, kortizol daje prednost koagulacijskemu procesu, spodbuja tvorbo nevtrofilcev in zavira nastajanje eozinofilcev, bazofilcev, monocitov in limfocitov T. Prav tako zavira osvoboditev vnetnih mediatorjev, kot so prostaglandini, interlevkini, limfocini, histamin in serotonin.

Vam lahko služi: chemiorreceptor

Na splošno lahko rečemo, da glukokortikoidi motijo ​​imunski odziv, zato jih je mogoče terapevtsko uporabiti v tistih primerih, v katerih je ta odziv pretirano ali neprimeren, kot pri avtoimunskih bolezni ali pri presaditvi organov, da zmanjšajo zavrnitev zavrnitve.

- Sinteza androgena

Androgena sinteza na ravni nadledvične skorje je predvsem na ravni retikularne cone in od 17-hidroksiprogneolona in 17-hidroxipragegerona.

Isti encim 17α-hidroksilaza, ki proizvaja obe sveže omenjeni snovi, ima tudi 17,20 aktivnosti Liasa, ki zavira dva ogljika stranske verige C17 in jih nadomesti s skupino keto (= O).

Ta zadnja dejanja zmanjša število ogljikov in proizvaja steroide tipa C19. Če se dejanje zgodi na 17- hidroksipnenolonu, je rezultat dehidroepiandrosteron; Če je prizadeti snov, ki je nasprotno, hidroksipragesteron, potem bo izdelek androsten.

Obe spojini sta del tako imenovanih 17-zosteroidov, saj imata skupino ketona v ogljiku 17.

3β-hidroksistoisteistoide dehigenaza pretvori tudi dehidroepiandrosteron v androstenu.

Sinteza mineralekortikoidov (aldosteron)

Glomerularni coni nima encima 17α-hidroksilaze in ne more sintetizirati 17-hidroksiesteroidnih predhodnikov kortizola in spolnih hormonov. Prav tako nima 11β-hidroksilaze, ampak encim, imenovan aldosteron sintezaza, ki lahko proizvaja zaporedno kortikosteron, 18-hidroksihorični in aldosteron mineralokortikoid.

Mineralokortikoidna dejanja

Najpomembnejši mineralokortikoid je sintetiziran aldosteron v glomerularnem območju nadledvične skorje, vendar glukokortikoidi prikazujejo tudi mineralokortikoidno aktivnost.

Mineralokortikoidna aktivnost aldosterona je razvita na ravni cevaste epitelija distalnih nefronskih telesnih tekočin.

- Sinteza moških spolnih steroidov v testisih

Androgenska sinteza testisov se pojavi na ravni Leydig celic. Testosteron je glavni androgeni hormon, proizveden v testisih. Njegova sinteza pomeni začetno proizvodnjo androstenediona, kot je bilo prej opisano za sintezo androgenov na ravni nadledvične skorje.

Androsteneciona se pretvori v testosteron z delovanjem encima 17β-hidroksiesteroidne dehidrogenaze, ki nadomešča ketonsko skupino ogljika 17 s hidroksilno skupino (OH).

V nekaterih tkivih, ki služijo kot cilj testosterona, to zmanjša s 5α-reduktazo na dihidrotestosteron, z večjo androgeno močjo.

- Sinteza ženskih spolnih steroidov v jajčnikih

Ta sinteza se pojavlja ciklično, ki spremlja spremembe, ki se pojavijo med spolnim ciklom ženskega spolnega cikla. Sinteza se pojavi v folikulu, ki med vsakim zrelim ciklom sprosti jajce in nato ustvari ustrezno telo luteuma.

Estrogeni se sintetizirajo v zrnatih celicah zrelega folikula. Zrel folikul ima celice v svojem tikovi, ki proizvajajo androgene, kot sta androstenediona in testosteron.

Ti hormoni se širijo na sosednje granulozne celice, ki imajo encim aromataze, zaradi česar sta nagnjenost (E1) in 17β-Stradiol (E2). Od obeh je sintetiziran Striol.

Dejanja spolnih steroidov

Andogeni in estrogeni imajo kot svojo glavno funkcijo razvoj moških in ženskih spolnih likov. Andogeni imajo anabolične učinke, ki spodbujajo sintezo strukturnih beljakovin, estrogeni.

Estrogeni in progesteron, ki se sprostijo med ženskim spolnim ciklom.

Vam lahko služi: flora in favna Baja California sur

Mehanizem delovanja

Če morate osvežiti spomin na mehanizem delovanja hormonov, je priporočljivo vizualizirati naslednji video, preden nadaljujete.

Mehanizem delovanja steroidnih hormonov je v vseh njih precej podoben. V primeru lipofilnih spojin se raztopijo brez težav v lipidni membrani in prodrejo v citoplazmo svojih belih celic, ki imajo specifične citoplazemske receptorje za hormon, na katere se morajo odzvati.

Ko se oblikuje kompleks hormona, prečka jedrsko membrano in se pridruži v genomu, na način transkripcijskega faktorja z elementom odziva na hormon (HRE) ali primarnim odzivnim genom, ki ga lahko uravnavate Drugi sekundarni odzivni geni.

Končni rezultat je promocija transkripta in sinteza glasnikov RNA, ki so prevedeni v ribosome grobega endoplazemskega retikuluma, ki na koncu sintetizirajo hormonske beljakovine.

Aldosteron kot primer

Molekula aldosterona

Delovanje aldosterona se izvaja predvsem na ravni končnega dela distalne cevi in ​​v zbiralnih kanalih, kjer hormon spodbuja reabsorpcijo Na+ in izločanje K+.

V luminalni membrani glavnih cevastih celic te regije obstajajo epitelijski kanali Na+ in K+ kanalov angleščine (iz angleščine Ledvični zunanji medularni kalijev kanal).

Bazolateralna membrana ima črpalke Na+/K+ ATPASA, ki neprestano odpeljejo Na+ iz celice v bazolateralni intersticijski prostor in vstavite K+ v notranjost celice. Ta aktivnost ohranja znotrajcelično koncentracijo Na+ zelo nizko in daje prednost ustvarjanju koncentracijskega gradienta za ta ion med svetlobo tubula in celico.

Ta gradient omogoča, da se Na+ premakne proti celici skozi epitelijski kanal, in ko Na+ prehaja sam, za vsak ion, ki se premika. To pomeni, da se z negativno svetlobo ustvari transapitelialna potencialna razlika.

Ta negativnost svetlobe daje prednost izstopu K+, ki se je premikal z večjo koncentracijo v celici in negativnost svetlobe se izloči proti svetlobi tubula. Prav ta na+ resorpcijska aktivnost in izločanje K+ ureja dejanje aldosterona.

Aldosteron, ki je prisoten v krvi in ​​se sprošča iz glomerularne cone kot odgovor na delovanje angiotenzina II ali na hiperkalemijo, prodre v glavne celice in se pridruži njenemu intracitoplazemskemu receptorju.

Ta kompleks doseže jedro in spodbuja transkripcijo genov, katerih ekspresija bo na koncu povečala sintezo in aktivnost črpalk Na+/K+, na+epitelijskih kanalov in ROMK kanalov K+, pa tudi druge beljakovine več več beljakovin. Odgovor, ki bo imel zadrževanje Na+ v organizmu in povečanje izločanja urina K+.

Reference

1. Ganong WF: nadledvična medula in nadledvična skorja, 25. izd. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: adrenokortikalni hormoni, v Učbenik medicinske fiziologije , 13. ed, Ac Guyton, Je Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: hormon, v Physiologie des menschen pršica patofiziologija, 31. izd., RF Schmidt in sod. (Eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Voigt K: Endokrines sistem, v: Physiologie, 6. izd; R Klinke in sod. (Eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H in Strang KT: Ženska reproduktivna fiziologija, v Vandenovi človeški fiziologiji: mehanizmi telesne funkcije, 13. izd; EP Widmaier in sod. (Eds). New York, McGraw-Hill, 2014.