Адренокортикальный гормон

У людей других животных адренокортикальные гормоны вырабатываются корой надпочечников и , внешней областью надпочечников . Эти полициклические стероидные гормоны выполняют множество функций, которые имеют решающее значение для реакции организма на стресс (например, реакция «бей или беги» ), а также регулируют другие функции организма. Угрозы гомеостазу , такие как травмы , химический дисбаланс , инфекция или психологический стресс , могут инициировать реакцию стресса. Примерами гормонов коры надпочечников, которые участвуют в реакции на стресс, являются альдостерон и кортизол . Эти гормоны также регулируют сохранение воды почками метаболизм и глюкозы соответственно. ^{[ 1 ]}

Классы

По функциям адренокортикальные гормоны делятся на три класса: минералокортикоиды , глюкокортикоиды и андрогены .

Минералокортикоидные гормоны синтезируются в самом внешнем слое коры надпочечников, известном как клубочковая зона . ^{[ 2 ]} Их функция заключается в регулировании концентрации электролитов, циркулирующих в крови. ^{[ 1 ]} Например, альдостерон повышает уровень натрия в крови и снижает уровень калия в крови, воздействуя на почки. В частности, он связывает рецепторы клеток, составляющих дистальные канальцы почек, которые затем стимулируют ионные каналы для сохранения натрия и выделения калия. ^{[ 3 ]} Кроме того, ионный градиент инициирует сохранение воды.
Семейство глюкокортикоидных гормонов синтезируется в среднем слое коры надпочечников, известном как пучковая зона . Эти гормоны регулируют переработку белков, жиров и углеводов в организме человека. Они также играют роль в поддержании нормального цикла реакции на стресс.
Андрогены , или половые гормоны , синтезируются в самом внутреннем слое коры надпочечников, известном как сетчатая зона . Эти гормоны, такие как эстроген у женщин и тестостерон у мужчин, широко известны тем, что способствуют развитию половых признаков и созреванию репродуктивных органов соответствующего пола. ^{[ 2 ]}

Структура

Гормоны надпочечников считаются стероидными гормонами из-за общих характеристик холестеринового остова. Структуры разных стероидов различаются типами и расположением дополнительных атомов на холестериновом остове. ^{[ 4 ]} Основная цепь холестерина состоит из четырех углеводородных колец, трех циклогексановых колец и одного циклопентана , что способствует его нерастворимости в водной среде. Однако гидрофобная природа позволяет им легко диффундировать через плазматическую мембрану клеток. ^{[ 3 ]} Это важно для функции стероидных гормонов , поскольку они полагаются на пути клеточного ответа для восстановления гомеостатического дисбаланса, который инициировал высвобождение гормона.

Синтез

Синтез адренокортикальных стероидных гормонов включает цепь окислительно-восстановительных реакций, катализируемых рядом ферментов. Синтез начинается с молекулы холестерина . Через общие промежуточные соединения и пути, ответвляющиеся от этих общих промежуточных продуктов, синтезируются различные классы стероидов. Стероиды синтезируются из холестерина в соответствующих областях коры надпочечников . Процесс контролируется стероидогенным острым регуляторным белком (StAR), который находится в мембране митохондрий и регулирует прохождение холестерина . ^{[ 3 ]} Это лимитирующая стадия биосинтеза стероидов . Как только StAR транспортирует холестерин в митохондрии , молекула холестерина подвергается цепочке окислительно-восстановительных реакций, катализируемых рядом ферментов из семейства ферментов цитохрома P450 . Коэнзимная система , называемая адренодоксинредуктазой, передает электроны ферменту P450 , который инициирует окислительно-восстановительные реакции, преобразующие холестерин в стероидные гормоны . ^{[ 5 ]} Хотя синтез инициируется внутри митохондрий , предшественники доставляются в эндоплазматический ретикулум для обработки ферментами, присутствующими в эндоплазматическом ретикулуме . Предшественники доставляются обратно в митохондрии в область коры надпочечников , в которой первоначально начался синтез, и именно там синтез завершается. ^{[ 6 ]}

Патология

Синдром Кушинга

Кушинга возникает в результате повторной гиперсекреции глюкокортикоидов Синдром . Это может быть вызвано либо опухолью надпочечников , либо гиперсекрецией адренокортикотропного гормона (АКТГ) передней долей гипофиза . ^{[ 2 ]} Это происходит преимущественно из-за избытка глюкокортикоида кортизола . Секреция обычно регулируется гипоталамусом, который секретирует кортикотропин-рилизинг-гормон (CRH) в гипофиз , стимулируя гипофиз выделять адренокортикотропный гормон (АКТГ). Затем АКТГ попадает в надпочечники и вызывает выброс кортизола в кровоток. ^{[ 7 ]} При синдроме Кушинга этот процесс происходит в избытке. Некоторые симптомы человека с синдромом Кушинга включают низкий уровень белка в тканях из-за атрофии мышц и костей и высокий уровень глюкозы в крови. Уровни натрия также повышаются, что приводит к задержке жидкости в тканях и повышению артериального давления. Помимо гиперсекреции кортизола избыток , андрогенов . выделяется ^{[ 8 ]} У женщин повышенная секреция андрогенов , таких как тестостерон , приводит к маскулинизации , которая может проявляться в росте волос на лице и понижении голоса. ^{[ 2 ]}

Лечение синдрома Кушинга направлено на снижение высокого уровня кортизола , циркулирующего в организме человека. Курс действий в конечном итоге зависит от причины гиперсекреции . Болезнь Кушинга может быть вызвана повторным приемом синтетических стероидов для лечения воспалительных заболеваний , а также может быть вызвана опухолью гипофиза или надпочечников . В любом случае лечение может заключаться в удалении опухоли или надпочечников . ^{[ 8 ]} Без надпочечников организм человека не может поставлять гормоны, которые он производит, и поэтому требует заместительной гормональной терапии .

Болезнь Аддисона

Болезнь Аддисона — это аутоиммунное заболевание , которое поражает кору надпочечников , из-за чего она не может эффективно секретировать гормоны. Иммунная система специально нацелена на клетки коры надпочечников и разрушает их, но болезнь Аддисона также может быть вызвана тяжелой инфекцией, такой как туберкулез . Некоторые симптомы включают гипогликемию , снижение уровня натрия в крови и повышение уровня калия в крови, вызванные дефицитом альдостерона . Этот электролитный дисбаланс вызывает проблемы с нервами и мышцами. Другие симптомы включают усталость, тягу к соленому, потерю веса и повышенную пигментацию кожи . ^{[ 2 ]} Повышенная пигментация кожи вызвана дефицитом адренокортикального гормона гидрокортизона . Его нормальное поведение представляло бы собой отрицательную обратную связь на гипофиз , стимулирующую гипофиз снижать секрецию кортикотропина . Поскольку гидрокортизон не вырабатывается при болезни Аддисона , гипофиз продолжает секретировать кортикотропин , который связывается с рецептором меланоцитстимулирующего гормона . Затем он заставляет меланоциты производить больше пигмента, тем самым затемняя тон кожи. ^{[ 9 ]}

Стандартным лечением болезни Аддисона является заместительная гормональная терапия минералокортикоидами , и глюкокортикоидами которые больше не могут синтезироваться.[12] Бывший президент США Джон Ф. Кеннеди – известный человек, страдавший болезнью Аддисона на протяжении всего своего президентства. Благодаря доступности заместительной гормональной терапии он и его сотрудники смогли скрыть свое состояние. ^{[ 2 ]}

Стресс и иммунитет

Недавние исследования обнаружили путь, который связывает стресс с началом заболевания посредством активации определенных генов. ^{[ 10 ]} Переживание психологического стресса активирует факторы транскрипции , которые активируют гены. В исследовании Cole et al. был сделан вывод, что ГАМК фактор транскрипции -1 активирует ген интерлейкина -6. Этот ген кодирует белок, который активирует воспалительную реакцию, направляющую иммунный ответ на место воспаления. ^{[ 9 ]} Хроническое воспаление делает человека более восприимчивым к таким заболеваниям, как рак , болезни сердца и диабет .

Другое исследование показало, что физический стресс вызывает увеличение молярного соотношения кортизол : ДГЭАС (дегидроэпиандростеронсульфат), что может способствовать снижению иммунитета, особенно у пожилых людей, у которых соотношение кортизол : ДГЭАС уже увеличено. Это связано с тем, что уровень DHEAS снижается с возрастом, а уровень кортизола — нет. Было обнаружено, что такое высокое соотношение подавляет активность нейтрофилов и повышает восприимчивость к инфекциям . ^{[ 11 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Женест Дж., Бирон П., Койв Э., Новачински В., Кретьен М. и Баучер Р. (1961). Адренокортикальные гормоны при гипертонии человека и их связь с ангиотензином. Исследование кровообращения, 9, 775–791.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Шир Д., Батлер Дж., Льюис Р. «Надпочечники». Анатомия и физиология человека Хоула. 12-е изд. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, 2010. 504–508.
^ Jump up to: ^а ^б ^с [Коннелл, JMC, и Дэвис, Э. (2005). Новая биология альдостерона. Журнал эндокринологии, 186, 1-20.]
^ Нельсон, Д.Л., Ленинджер, А.Л. и Кокс, М.М. «Гормоны химически разнообразны». Ленингерские принципы биохимии. 6-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman, 2013. 908.
^ Сушко Т.А., Гилеп А.А. и Усанов С.А. (2012)Механизм межмолекулярных взаимодействий микросомальных цитохромов P450 CYP17 и CYP21, участвующих в биосинтезе стероидных гормонов. Биохимия, 77(6), 585-592.
^ Дуарте А., Подеросо К., Кук М., Сориа Г., Корнехо Масиэль Ф. и др. (2012). Слияние митохондрий необходимо для биосинтеза стероидов. PLoS ONE, 7(9): e45829.
^ Портерфилд, Дж.Р., Томпсон, ГБ, Янг, В.Ф. и др. (2008). Хирургия синдрома Кушинга: исторический обзор и недавний десятилетний опыт. World J. Surg., 32, 659–677.
^ Jump up to: ^а ^б Лоу Г. и Сахи К. (2012). Клинический и визуализирующий обзор функциональных новообразований надпочечников. Международный журнал урологии, 19, 697-708.
^ Jump up to: ^а ^б Винквист О., Рорсман Ф. и Кампе О. (2000). Аутоиммунная надпочечниковая недостаточность. BioDrugs, 13(2), 107-114.
^ Коул, Дж. Т., Митала, К. М., Кунду, С., Верма, А., Элкинд, Дж. А., Ниссим, И. и Коэн, А. С. (2010). Диетические аминокислоты с разветвленной цепью улучшают когнитивные нарушения, вызванные травмами. Труды Национальной академии наук, 107, 366-371.
^ Батчер, С.К., Киллампалли, В., Ласеллес, Д., Ван, К., Альпар, Э.К., и Лорд, Дж.М. (2005). Повышенное соотношение кортизола:ДГЭАС у пожилых людей после травмы: потенциальное влияние на функцию нейтрофилов и иммунитет. Клетка старения, 4, 319–324.

[genest-1] Jump up to: ^а ^б Женест Дж., Бирон П., Койв Э., Новачински В., Кретьен М. и Баучер Р. (1961). Адренокортикальные гормоны при гипертонии человека и их связь с ангиотензином. Исследование кровообращения, 9, 775–791.

[shier-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Шир Д., Батлер Дж., Льюис Р. «Надпочечники». Анатомия и физиология человека Хоула. 12-е изд. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, 2010. 504–508.

[connell-3] Jump up to: ^а ^б ^с [Коннелл, JMC, и Дэвис, Э. (2005). Новая биология альдостерона. Журнал эндокринологии, 186, 1-20.]

[nelson-4] Нельсон, Д.Л., Ленинджер, А.Л. и Кокс, М.М. «Гормоны химически разнообразны». Ленингерские принципы биохимии. 6-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman, 2013. 908.

[sushko-5] Сушко Т.А., Гилеп А.А. и Усанов С.А. (2012)Механизм межмолекулярных взаимодействий микросомальных цитохромов P450 CYP17 и CYP21, участвующих в биосинтезе стероидных гормонов. Биохимия, 77(6), 585-592.

[duarte-6] Дуарте А., Подеросо К., Кук М., Сориа Г., Корнехо Масиэль Ф. и др. (2012). Слияние митохондрий необходимо для биосинтеза стероидов. PLoS ONE, 7(9): e45829.

[porterfield-7] Портерфилд, Дж.Р., Томпсон, ГБ, Янг, В.Ф. и др. (2008). Хирургия синдрома Кушинга: исторический обзор и недавний десятилетний опыт. World J. Surg., 32, 659–677.

[low-8] Jump up to: ^а ^б Лоу Г. и Сахи К. (2012). Клинический и визуализирующий обзор функциональных новообразований надпочечников. Международный журнал урологии, 19, 697-708.

[winqvist-9] Jump up to: ^а ^б Винквист О., Рорсман Ф. и Кампе О. (2000). Аутоиммунная надпочечниковая недостаточность. BioDrugs, 13(2), 107-114.

[cole-10] Коул, Дж. Т., Митала, К. М., Кунду, С., Верма, А., Элкинд, Дж. А., Ниссим, И. и Коэн, А. С. (2010). Диетические аминокислоты с разветвленной цепью улучшают когнитивные нарушения, вызванные травмами. Труды Национальной академии наук, 107, 366-371.

[butcher-11] Батчер, С.К., Киллампалли, В., Ласеллес, Д., Ван, К., Альпар, Э.К., и Лорд, Дж.М. (2005). Повышенное соотношение кортизола:ДГЭАС у пожилых людей после травмы: потенциальное влияние на функцию нейтрофилов и иммунитет. Клетка старения, 4, 319–324.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]