Холестерин и стероидные гормоны

СТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ

СТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ — обширная группа полициклических соединений, обладающих высокой биологической активностью и образующихся в организме человека и животных из общего предшественника — холестерина. В мед. практике многие С. г. и их синтетические аналоги используются как лекарственные средства. Важнейшим общим свойством С. г. является способность непосредственно проникать в цитоплазму клеток, взаимодействовать там с внутриклеточными белками-рецепторами и в комплексе с ними переходить в ядро. Основной молекулярный механизм действия этих гормонов на метаболизм клеток состоит в избирательной регуляции процессов транскрипции (см.).

Единство полиморфного класса С. г. обусловлено присутствием в их молекулах стеранового ядра, что лежит в основе общности свойств этих гормонов и их динамики в организме. Формирование различных типов биол. активности С. г. определяется комплексом модификаций в структуре C17-стеранового ядра. Все С. г. циркулируют в крови в комплексе со специфическими транспортными белками плазмы крови и метаболизируются во многих случаях по сходным или идентичным путям. С. г. липофильны, легко диффундируют через клеточные мембраны. Они синтезируются в стероидогенных железах из холестерина (см.); их биосинтез, как правило, контролируется тройными гормонами гипофиза (см.), функционально связанными с нейросекреторными структурами мозга.

К С. г. относятся производные:

1) прегнана (C21) — прогестины (см.), кортикостероиды (см.) — глюкокортикоидные гормоны (см.) и минералокортикоидные гормоны (см.);

2) андростана (С19) — андрогены (см.);

3) эстрана (С18) — эстрогены (см.);

4) холестана (С27) — гормональные формы витамина D3 (см. Кальциферолы) и гормоны насекомых и ракообразных — экдизоны.

К прогестинам (см.) относятся прогестерон (см.) и два его производных, секретируемые яичниками (см.), плацентой (см.) и семенными пузырьками (см.). Их биосинтез специфически стимулируется лютеинизирующим гормоном (см.) гипофиза и хорионическим гонадотропином (см.) плаценты. Основные физиол. эффекты прогестинов: стимуляция беременности, регуляция половых циклов, стимуляция оогенеза, формирование белочной оболочки яйца, дифференцировка молочных желез, антиандрогенное и антиэстрогенное действие, натрийуретический эффект. Природные и синтетические прогестины широко используются в акушерско-гинекологической практике в качестве лекарственных средств.

Кортикостероиды секретируются корковым веществом надпочечников (см.) в форме глюкокортикоидов — кортизона (см.) и кортикостерона (см.) и минералокортикоида — альдостерона (см.). Специфическим стимулятором биосинтеза глюкокортикоидов является адренокортикотропный гормон (см.) гипофиза, а регуляторами биосинтеза альдостерона — ангиотензин, ионы К+ и Na+, серотонин (см.). Основные физиол. эффекты глюкокортикоидов: регуляция углеводного и белкового обмена, организация процессов неспецифической адаптации, антивоспалительный и антиаллергический эффекты, эффект посредников для ряда гормонов и медиаторов, влияние на обмен ионов Na+ и К+. Глюкокортикоиды широко применяются в клин, практике в качестве лекарственных средств при лечении ряда эндокринных и аллергических заболеваний, коллагеновых болезней, шока и т. д. Основные физиол. эффекты минералокортикоидов: задержка в организме ионов Na+ и воды, выведение ионов К+ и Н+. Минералокортикоиды используют при лечении аддисоновой болезни, сольтеряющей форме врожденной дисфункции коры надпочечников, при к-рых они незаменимы, и др.

К андрогенам относятся тестостерон (см.) , его активные метаболиты 5-альфа-дигидротестостерон и 5-альфа-андростандиол и другие гормоны. Тестостерон синтезируется семенниками и яичниками под специфическим контролем лютеинизирующего гормона. В корковом веществе надпочечников под контролем АКТГ образуются малоактивные андрогены, способные отчасти активироваться в периферических тканях. Основные физиол. эффекты андрогенов: программирование вторичных половых признаков мужского пола и регуляция активности органов мужской половой сферы, общий анаболический эффект, антиэстрогенное действие. Тестостерон и его аналоги применяют в клин, андрологии в качестве специфических стимуляторов. Синтетические производные андрогенов (стероидные анаболические средства) используют при лечении кахексии, ожогов, травм, гипофизарного нанизма и т. д.

Эстрогены секретируются яичниками, плацентой и семенниками в виде эстрадиола (наиболее активного гормона), эстрона и эстриола под контролем лютеинизирующего гормона и хорионического гонадотропина. Нек-рая часть эстрогенов образуется на периферии из андрогенов. Основные физиол. эффекты эстрогенов: программирование и регуляция проявления вторичных женских половых признаков, стимуляция роста и развития женских половых органов и формирования белочной оболочки яйца, торможение оогенеза, сенсибилизация тканей к действию ряда гормонов, антиандрогенный эффект. Препараты эстрогенов широко применяют в акушерско-гинекологической практике в качестве лекарственных средств.

Гормональные формы витамина D3 образуются в печени и почках из этого витамина, поступающего с пищей, под контролем паратгормона (см.), кальцитонина (см.), ионов Ca2+ и нек-рых анионов. Основным физиол. эффектом гормональных форм витамина D3 является регуляция обмена кальция (см.) и фосфора (см.), они обладают также антирахитическим действием. В клин, практике для лечения рахита (см.) используют витамины группы D — предшественники их гормональных форм. У личинок насекомых и у ракообразных образуются С. г. экдизоны под контролем специфических тройных нейрогормонов. Основными физиол. эффектами экдизонов являются стимуляция линьки, индуцирование окукливания и метаморфоза насекомых.

Библиография: Биохимия гормонов и гормональной регуляции, под ред. Н. А. Юдаева, М., 1976; Розен В. Б. Основы эндокринологии, М., 1980; Розен В. Б. и Смирнов А. Н. Рецепторы и стероидные гормоны, М., 1981, библиогр.; Физер Л. и Физер М. Стероиды, пер. с англ., М., 1964; Физиология эндо-кринной системы, под ред. В. Г. Баранова и др., JI., 1979; X е ф т м а н Э. М. Биохимия стероидов, пер. с англ., М., 1972, библиогр.; Endocrinology, ed. by L. J. De Groot a. o., v. 1-3, N. Y., 1979; Hormones in blood, ed. by G. H. Gray a. V. H. T. James, L.- N. Y., 1979.

В. Б. Розен.

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Рекомендуемые статьи

Источник

Стероидный гормон — Steroid hormone

Вещество с биологической функцией

A стероидный гормон — это стероид , который действует как гормон . Стероидные гормоны можно разделить на два класса: кортикостероиды (обычно производятся в коре надпочечников , следовательно, кортико-) и половые стероиды (обычно производятся в гонады или плацента ). В этих двух классах есть пять типов в соответствии с рецепторами , с которыми они связываются: глюкокортикоиды и минералокортикоиды (оба кортикостероиды) и андрогены , эстрогены и прогестагены (половые стероиды). Производные витамина D представляют собой шестую близкородственную гормональную систему с гомологичными рецепторами. Они обладают некоторыми характеристиками настоящих стероидов, поскольку лиганды рецепторов .

Стероидные гормоны помогают контролировать метаболизм, воспаление , иммунные функции , солевой и водный баланс , развитие половых характеристик и способность противостоять болезням и травмам. Термин стероид описывает как гормоны, вырабатываемые организмом, так и искусственно созданные лекарства, которые дублируют действие природных стероидов.

Синтез

Природные стероидные гормоны обычно синтезируются из холестерина в гонадах и надпочечниках . Эти формы гормонов представляют собой липиды . Они могут проходить через клеточную мембрану, поскольку являются жирорастворимыми, а затем связываются с рецепторами стероидных гормонов (которые могут быть ядерными или цитозольными, в зависимости от стероидного гормона), вызывая изменения внутри клетки. Стероидные гормоны обычно переносятся в крови, связанные со специфическими белками-носителями , такими как глобулин, связывающий половые гормоны или глобулин, связывающий кортикостероиды . Дальнейшие преобразования и катаболизм происходят в печени, в других «периферических» тканях и в тканях-мишенях.

• v
• t

Скорость продукции, скорость секреции, скорость клиренса и уровень основных половых гормонов в крови

Синтетические стероиды и стерины

Были изобретены также различные синтетические стероиды и стерины. Большинство из них являются стероидами, но некоторые нестероидные молекулы могут взаимодействовать со стероидными рецепторами из-за сходства формы. Некоторые синтетические стероиды слабее или сильнее природных стероидов рецепторы которых они активируют.

Некоторые примеры синтетических стероидных гормонов:

• глюкокортикоиды : алклометазон , преднизон , дексаметазон , триамцинолон , кортизон
• Минералокортикоид : флудрокортизон
• Витамин D: дигидротахистерин
• Андрогены: оксандролон , оксаболон , тестостерон , нандролон (также известные как анаболико-андрогенные стероиды или просто анаболические стероиды )
• эстрогены: диэтиловый lстильбестрол (DES) и эстрадиол
• Прогестины: норэтистерон , медроксипрогестерона ацетат , гидроксипрогестерона капроат .

Некоторые антагонисты стероидов:

• Андроген : ципротерона ацетат
• Прогестины: мифепристон , гестринон

Транспорт

Гипотеза о свободном гормоне 2

Стероидные гормоны переносятся через кровь, связываясь с белками-носителями — белки сыворотки, связывающие их и повышающие растворимость гормонов в воде. Некоторыми примерами являются глобулин, связывающий половые гормоны (SHBG), глобулин, связывающий кортикостероиды и альбумин . Большинство исследований говорят, что гормоны могут влиять на клетки только тогда, когда они не связаны белками сыворотки. Чтобы быть активными, стероидные гормоны должны освободиться от своих солюбилизирующих кровь белков и либо связываться с внеклеточными рецепторами, либо пассивно пересекать клеточную мембрану и связываться с ядерными рецепторами . Эта идея известна как гипотеза свободных гормонов. Эта идея показана на рисунке 1 справа.

Это показывает возможный путь, по которому стероидные гормоны подвергаются эндоцитозу и продолжают влиять на клетки через геномный путь.

Одно исследование показало, что эти комплексы стероид-носитель связываются мегалином , мембраной. рецептора, а затем попадают в клетки посредством эндоцитоза . Один из возможных путей состоит в том, что, оказавшись внутри клетки, эти комплексы попадают в лизосому, где белок-носитель разрушается, а стероидный гормон высвобождается в цитоплазму клетки-мишени. Затем гормон следует геномному пути действия. Этот процесс показан на рисунке 2 справа. Роль эндоцитоза в транспорте стероидных гормонов недостаточно изучена и находится в стадии дальнейшего изучения.

Для того, чтобы стероидные гормоны пересекали липидный бислой клеток, они должны преодолеть энергетические барьеры, которые препятствовали бы их проникновению или выходу из мембраны. Свободная энергия Гиббса является здесь важным понятием. Эти гормоны, все производные холестерина, имеют гидрофильные функциональные группы на обоих концах и гидрофобные углеродные скелеты. Когда стероидные гормоны проникают в мембраны, существуют барьеры свободной энергии, когда функциональные группы входят в гидрофобную внутреннюю часть мембраны, но для гидрофобного ядра этих гормонов энергетически выгодно проникать в липидные бислои. Эти энергетические барьеры и колодцы перевернуты для гормонов, выходящих из мембран. Стероидные гормоны легко проникают и покидают мембрану в физиологических условиях. Экспериментально было показано, что они пересекают мембраны со скоростью около 20 мкм / с, в зависимости от гормона.

Хотя для гормонов энергетически более выгодно находиться в мембране, чем в ECF или ICF, они действительно фактически покидают мембрану, когда входят в нее. Это важное соображение, потому что холестерин — предшественник всех стероидных гормонов — не покидает мембрану, как только он внедрился внутрь. Разница между холестерином и этими гормонами заключается в том, что холестерин находится в гораздо большей отрицательной свободной энергии Гибба, находящейся внутри мембраны, по сравнению с этими гормонами. Это связано с тем, что алифатический хвост холестерина очень благоприятно взаимодействует с внутренней частью липидных бислоев.

Механизмы действия и эффекты

Существует множество различных механизмов, посредством которых стероидные гормоны влияют на их клетки-мишени. . Все эти различные пути могут быть классифицированы как имеющие геномный эффект или негеномный эффект. Геномные пути являются медленными и приводят к изменению уровней транскрипции определенных белков в клетке; негеномные пути намного быстрее.

Геномные пути

Первыми идентифицированными механизмами действия стероидных гормонов были геномные эффекты. По этому пути свободные гормоны сначала проходят через клеточную мембрану, потому что они жирорастворимы. В цитоплазме стероид может претерпевать или не претерпевать опосредованные ферментом изменения, такие как восстановление, гидроксилирование или ароматизация. Затем стероид связывается со специфическим рецептором стероидного гормона , также известным как ядерный рецептор , который представляет собой большой металлопротеин. При связывании стероидов многие виды стероидных рецепторов димеризуются : две субъединицы рецептора соединяются вместе, образуя одну функциональную ДНК -связывающую единицу, которая может проникать в ядро ​​клетки. Попадая в ядро, комплекс стероид-рецептор-лиганд связывается со специфическими последовательностями ДНК и индуцирует транскрипцию своих генов-мишеней .

Негеномные пути

Потому что негеномные пути включают любой механизм, который не является геномным эффектом, существуют различные негеномные пути. Однако все эти пути опосредуются некоторым типом рецептора стероидного гормона , обнаруженного на плазматической мембране. Стероидные гормоны влияют на ионные каналы, переносчики, рецепторы, сопряженные с G-белками (GPCR) и текучесть мембран. Из них наиболее распространены белки, связанные с GPCR. Для получения дополнительной информации об этих белках и их путях посетите страницу рецепторы стероидных гормонов .

См. Также

• Список исследуемых гормональных агентов
• Мембранный стероидный рецептор

Ссылки

Дополнительная литература

• Brook CG (1999). «Механизм полового созревания». Horm. Res. 51 Дополнение 3 (3): 52-4. doi : 10.1159 / 000053162 . PMID10592444 .
• Холмс SJ, Shalet SM (1996). «Роль гормона роста и половых стероидов в достижении и поддержании нормальной костной массы». Horm. Res. 45 (1-2): 86-93. doi : 10.1159 / 000184765 . PMID8742125 .
• Оттоленги К., Уда М., Криспони Л., Омари С., Цао А., Форабоско А., Шлессингер Д. (январь 2007 г.). «Определение и стабильность пола». BioEssays. 29 (1): 15-25. doi : 10.1002 / bies.20515 . PMID17187356 .
• Couse JF, Korach KS (июнь 1998 г.). «Изучение роли половых стероидов посредством исследований мышей с дефицитом рецепторов» . J. Mol. Med. 76 (7): 497-511. doi : 10.1007 / s001090050244 . PMID9660168 .
• McEwen BS (1992). «Стероидные гормоны: влияние на развитие и функции мозга». Horm. Res. 37 Дополнение 3 (3): 1-10. doi : 10.1159 / 000182393 . PMID1330863 .
• Саймонс (август 2008 г.). «физиологическое и фармакологическое действие стероидных гормонов» . BioEssays. 30 (8): 744-56. doi : 10.1002 / bies.20792 . PMC2742386 . PMID18623071 .
• Han, Thang S .; Уокер, Брайан Р .; Арльт, Вибке; Росс, Ричард Дж. (17 декабря 2013 г.). «Лечение и результаты здоровья взрослых с врожденной гиперплазией надпочечников». Обзоры природы Эндокринология. 10 (2): 115-124. doi : 10.1038 / nrendo.2013.239 . PMID24342885 Рисунок 2: Путь стероидогенеза надпочечников.

Внешние ссылки

• Анимированный и рассказанный учебник о передаче сигналов ядерных рецепторов
• Virtual Chembook
• stedwards.edu
• Как работают стероидные гормоны

Источник