Из холестерина синтезируются стероидные гормоны
Содержание статьи
интез гормонов коры надпочечников. Стероиды
Синтез гормонов коры надпочечников. Стероиды — производные холестерола
а) Синтез и секреция гормонов коры надпочечников. В коре надпочечников есть три отдельные зоны. На рисунке ниже показано, что кора надпочечников подразделяется на три относительно независимых слоя.
Секреция адренокортикальных гормонов различными зонами коры и секреция катехоламинов мозговым веществом
1. Клубочковая зона — тонкий слой клеток, расположенный непосредственно под капсулой надпочечника, составляющий 15% коры надпочечников. Только клетки этой зоны способны синтезировать существенное количество алъдостерона благодаря присутствию фермента алъдостеронсинтетазы, необходимого для образования альдостерона.
Секреторные процессы этой зоны контролируются главным образом концентрацией ангиотензина II и калия во внеклеточной жидкости, стимулирующих продукцию альдостерона.
2. Пучковая зона — средняя, наиболее широкая зона, которая составляет 75% коры надпочечников и продуцирует глюкокортикоиды, кортизол и кортикостерон наряду с небольшим количеством андрогенов и эстрогенов. Секреция этой зоны коры надпочечников регулируется гипоталамо-гипофизарной системой посредством адренокортикотропного гормона (АКТГ).
3. Сетчатая зона — глубинная зона коры надпочечников, продуцирующая андрогены дегидроэпиандростерон и андростендион наряду с небольшими количествами эстрогенов и некоторых глюкокортикоидов. Регулируют активность этих клеток также АКТГ и другие факторы, например гормон-стимулятор кортикальных андрогенов, выделяемый гипофизом. Механизмы, контролирующие продукцию андрогенов, не так понятны, как механизмы, ответственные за продукцию глюко- и минералокортикоидов.
Продукция альдостерона и кортизола регулируется независимо друг от друга. Так, ангиотензин II, особенно активно стимулирующий выброс альдостерона и благодаря которому наблюдается гипертрофия клубочковой зоны, неэффективен по отношению к двум другим зонам.
Сходным образом АКТГ, повышающий секрецию кортизола и андрогенов надпочечниками, вызывающий гипертрофию пучковой и сетчатой зон, оказался малоэффективным или даже не действенным по отношению к клубочковой зоне.
б) Гормоны коры надпочечников — стероиды, производные холестерола. Стероидные гормоны человека, включая гормоны коры надпочечников, синтезируются из холестерола. Приблизительно 80% холестерола, используемого для синтеза стероидов, обеспечиваются липопротеинами низкой плотности, циркулирующими в плазме крови, хотя клетки коры надпочечников могут заново синтезировать небольшое количество холестерола из ацетата.
ЛПНП, содержащие холестерол в высокой концентрации, диффундируют из плазмы в интерстициальное пространство и прикрепляются к рецепторам, содержащимся в структурах, названных окаймленными ямками, на мембранах адренокортикальных клеток. Затем окаймленные ямки погружаются внутрь путем эндоцитоза, образуя везикулы, сливающиеся в итоге с лизосомами клеток, и высвобождают холестерол, используемый для синтеза стероидных гормонов.
Транспорт холестерола в адреналовые клетки регулируется механизмом обратной связи, который может заметно менять количество имеющегося холестерола для синтеза гормонов. Например АКТГ, который стимулирует синтез стероидных гормонов надпочечников, увеличивает количество рецепторов для ЛПНП наряду с активацией ферментов, высвобождающих холестерол их ЛПНП.
Как только холестерол попадает в клетку, он доставляется в митохондрии, где расщепляется ферментом холестеролдесмолазой, образуя прегненолон; этот этап лимитирует скорость возможного образования стероидов (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).
Пути синтеза стероидных гормонов коры надпочечников. Ферменты выделены серым фоном
Во всех трех зонах коры надпочечников этот начальный этап синтеза стероидов стимулируется разными факторами, что определяет в итоге, какие гормоны будут преобладать: альдостерон или кортизол.
Например, как АКТГ, стимулирующий секрецию кортизола, так и ангиотензин II, стимулирующий секрецию альдостерона, ускоряют превращение холестерола в прегненолон.
— Также рекомендуем «Синтез стероидов коры надпочечников. Минералокортикоиды и глюкокортикоиды»
Оглавление темы «Гормоны глюкокортикоидов»:
1. Диагностика гипертиреоидизма. Гипотиреоидизм при эндемическом коллоидном зобе
2. Идиопатический нетоксический коллоидный зоб. Микседема
3. Кретинизм. Гормоны надпочечников
4. Синтез гормонов коры надпочечников. Стероиды — производные холестерола
5. Синтез стероидов коры надпочечников. Минералокортикоиды и глюкокортикоиды
6. Адренокортикальные гормоны. Дефицит минералокортикоидов
7. Физиологические функции альдостерона. Влияние альдостерона на почки
8. Избыток альдостерона. Влияние альдостерона на железы
9. Регуляция секреции альдостерона. Обратная связь альдостерона
10. Функции глюкокортикоидов. Кортизол и обмен углеводов
Источник
тероидогенез. Механизмы синтеза стероидов
Стероидогенез. Механизмы синтеза стероидов
Яичники, подобно надпочечникам, синтезируют из холестерина все три класса стероидных гормонов — эстрогены, прогестерон и андрогены. Однако в отличие от надпочечников яичники не способны продуцировать глюкокортикоиды и минералокортикоиды в связи с отсутствием ферментов 21-гидроксилазы и 11b-гидроксилазы.
Выработка стероидных гормонов в стероидпродуцирующих эндокринных железах происходит по одному и тому же базовому пути с использованием экзогенного холестерина (холестерина плазмы крови), за исключением печени и слизистой оболочки кишечника, способных синтезировать эндогенный холестерин из ацетилкоэнзима А. Основным источником холестерина для стероидогенеза в яичнике являются ЛПНП плазмы крови. Скоростьопределяющей стадией стероидогенеза является транспортировка холестерина из цитозоля к внутренней мембране митохондрий.
Этот процесс катализируется ЛГ-индуцируемым митохондриальным ферментом, называемым стероидогенным активным регуляторным протеином StAR (steroidogenic acute regulatory protein). Ген StAR локализован на хромосоме 8 (локус 8р11.2) и кодирует 285-аминокислотный белок-предшественник, от которого после транспортировки в митохондрию отщепляется 25 аминокислот.
Нонсенс-мутации гена StAR, приводящие к преждевременной остановке синтеза белка вследствие образования неполноценных стоп-кодонов, считаются причиной липоидной врожденной гиперплазии надпочечников, при которой происходит внутриклеточное накопление липидов, нарушающее стероидогенез.
Стероидные гормоны яичника синтезируются как в интерстициальных, так и в фолликулярных клетках. Структурный каркас холестерина состоит из трех шестиугольных углеродных колец и одного пятиугольного углеродного кольца, к которому крепится боковая цепь. Две метильные группы, играющие важную роль, присоединяются также в положениях 18 и 19. Прогестины и кортикостероиды (С21-стероиды группы прегнана) синтезируются посредством частичного расщепления боковой цепи (т.е. десмолазной реакции).
Андрогены (С19-стероиды группы андростана) синтезируются путем полного отщепления боковой цепи. Эстрогены (С18-стероиды группы эстрана) — путем ароматизации одного из трех шестиугольных углеродных колец с образованием фенольной группы и потери метильной группы в положении 19.
На первом этапе стероидогенеза происходит превращение холестерина в прегненолон посредством гидроксилирования углерода в положениях 20 и 22 с последующим расщеплением боковой цепи. Из прегненолона стероидные гормоны образуются по одному из двух главных путей. По прегненолоновому (d5) пути синтезируются андрогены и эстрогены (прегненолон -> 170Н-прегненолон -> дегидроэпиандростерон (ДГЭА) -> тестостерон -> эстроген). По прогестероновому (Д4) пути образуются андрогены и эстрогены (прегненолон -> прогестерон -> 170Н-прогестерон -> андроген -> эстроген). В надпочечниках по d4-пути синтезируются минералокортикоиды и глюкокортикоиды.
P.S. ЭР — эндоплазматический ретикулум
К ферментам, участвующим во внутриклеточном синтезе стероидных гормонов, относятся пять гидроксилаз, две дегидрогеназы, редуктаза и ароматаза. Гидроксила-зы и ароматаза принадлежат к группе генов семейства цитохрома Р450 (CYP). Эти ферменты существуют как в митохондриях, так и в эндоплазматическом ретикулуме.
Из девяти указанных выше ферментов четыре ключевых фермента регулируют основные этапы стероидогенеза: CYP11A (P450scc) — фермент, катализирующий превращение холестерина в прегненолон; 3b-HSD или 3ba-гидроксистероиддегидрогеназа (ГСД) превращает прегненолон в прогестерон; CYP17 (Р450с17) — гидроксилаза, превращающая прегненолон в андрогены; CYP19 (P450arom) — ароматаза, превращающая андрогены в эстрогены. Большинство реакций являются необратимыми. Некоторые обратимые реакции (обозначены на рисунке двунаправленной стрелкой) зависят от наличия кофактора (например, соотношения НАДФ/НАДФ-Н).
Спектр продуцируемых клеткой гормонов зависит от ее происхождения, а также от наличия или отсутствия присущих данной ткани стероидогенных ферментов. Так, поскольку в коре надпочечников отсутствует фермент 17b-ГСД, то синтез андрогенов здесь ограничивается ДГЭА и андростендионом. В яичках ЛГ контролирует активность 17b-ГСД и продукцию тестостерона.
Стероидпродуцирующие клетки яичника (гранулезные, текальные, желтое тело) содержат весь спектр ферментов для синтеза стероидных гормонов. В текальных клетках ЛГ также контролирует активность 17b-ГСД и синтез андростерона, в то время как активность CYP19 (P450arom) в гранулезных клетках контролирует ФСГ, а значит, и продукцию эстрадиола. Такие взаимосвязи являются основой функционирования системы двух клеток и двух гонадотропинов. Процесс ароматизации происходит в эндоплазматическом ретикулуме.
В каждом из двух типов клеток количество тех или иных ферментов зависит от стадии развития фолликула. Ферменты CYP11A и 3b-ГСД экспрессируются как в текальных, так и в гранулезных клетках антральных и преовуляторных фолликулов, а также в лютеинизиро-ванных гранулезных и текальных клетках желтого тела. В отличие от них, CYP17 (Р450с17) экспрессируется только в текальных клетках антральных и преовуляторных фолликулов и в желтом теле.
— Также рекомендуем «Значение эстрогенов. Функции»
Оглавление темы «Регуляция менструального цикла»:
- Регуляция менструального цикла. Гормоны фолликулиновой фазы
- Овуляторная фаза менструального цикла. Регуляция
- Лютеиновая фаза менструального цикла. Регуляция
- Переходная лютеиново-фолликулярная фаза менструального цикла. Регуляция
- Яичник как эндокринный орган. Двухклеточная теория
- Стероидогенез. Механизмы синтеза стероидов
- Значение эстрогенов. Функции
- Биоинтез и обмен эстрогенов. Продукция эстрадиола
- Значение и функции прогестерона. Биоинтез и обмен
- Значение и функции андрогенов. Биоинтез и обмен
Источник
Cтероидные гормоны — список, действие на организм человека
Все гормоны в организме человека по химическому составу классифицируют на стероидные, пептидные, тиреоидные, катехоламины. Стероидные гормоны образуются на основе холестерина. В эту группу физиологически активных веществ относят половые гормоны, глюкокортикоиды, минералокортикоиды.
Они вырабатываются в разных железах эндокринной системы и выполняют многочисленные жизненно важные функции:
Подгруппа / (Группа гормонов) | Железа | Основной гормон | Общие функции |
---|---|---|---|
Андрогены (Половые) | Семенники | Тестостерон | Половое поведение, репродуктивная функция |
Эстрогены (Половые) | Яичники, плацента | Эстрадиол | Половое поведение, репродуктивная функция |
Прогестины (Половые) | Яичники, плацента | Прогестерон | Беременность, роды |
(Глюкокортикоиды) | Кора надпочечников | Кортизол | Регуляция углеводного обмена, антистрессовое, противошоковое, иммуномодулирующее действие |
Минералокортикоиды | Кора надпочечников | Альдостерон | Регуляция водно-солевого обмена |
полный список гормонов в таблице
Биохимия стероидных гормонов
Не только химическая природа объединяет стероидные гормоны в общую группу. Процесс их образования показывает биохимическую связь между этими веществами. Биосинтез стероидных гормонов начинается с образования холестерина из ацетил-КоА (ацетил-коэнзим А – важное вещество для обмена веществ, предшественник синтеза холестерина).
Холестерин накапливается в цитоплазме клетки и содержится в липидных каплях, в эфирах с жирными кислотами. Процесс образования стероидных гормонов проходит поэтапно:
- Освобождение холестерина из запасающих структур, переход его в митохондрии (органеллы клетки), образование комплексов с белками мембраны этих органелл.
- Образование прегненолона – предшественника стероидных гормонов, который покидает митохондрии.
- Синтез в микросомах клетки (фрагменты клеточных мембран) прогестерона. Он формирует две ветви:
- кортикостероиды, из которых образуются минералокортикостероиды и глюкокортикостероиды;
- андрогены, которые дают начало эстрогенам.
Все этапы биосинтеза находятся под контролем гормонов гипофиза: АКГТ (адренокортикотропный), ЛГ (лютеинизирующий), ФСГ (фолликулостимулирующий). Стероидные гормоны не накапливаются в железах внутренней секреции, они сразу поступают в кровоток. Скорость их поступления зависит активности биосинтеза, а его интенсивность – от времени превращения холестерина в прегненолон.
Механизм действия стероидных гормонов
Механизм действия гормонов стероидной природы используют в силовых видах спорта: тяжелая атлетика, бодибилдинг, пауэрлифтинг, кроссфит. Он связан с активизацией биологического синтеза белка, что важно для наращивания мышечной массы.
Стероиды изменяют процесс регенерации мускулов. Если у обычного человека после силовых тренировок на восстановления мышечных волокон уходит от 48 часов, то у тех, кто принимает анаболические стероиды около суток.
Особенность механизма действия стероидных гормонов следующая:
- активные вещества легко приникают через мембрану клетки и начинают взаимодействовать со специфическими клеточными рецепторами, в результате чего образуется функциональный комплекс «гормон-рецептор», который перемещается в ядро;
- в ядре комплекс распадется, и гормон взаимодействует с ДНК, за счет чего активируется процесс транскрипции (переписывание информации о структуре белка с участка молекулы ДНК на матричную РНК);
- одновременно активируется процесс синтеза рибосомальной РНК для образования дополнительных рибосом (органелл, в которых синтезируются белки), из них формируются полисомы;
- на основе матричной РНК в рибосомах запускается синтез белка, а полисомы позволяют одновременно синтезировать несколько белковых молекул.
Влияние стероидных гормонов на человека
Стероидные гормоны надпочечников выполняют в организме важные функции:
- Кортизол играет ключевую роль в обеспечении обмена веществ, регулирует артериальное давление. Популярное название этого гормона «гормон стресса». Переживание, голодание, недосыпание, волнение и другие стрессовые ситуации вызывают повышенную секрецию этого гормона, чтобы организм под влиянием активного вещества мог справиться со стрессом.
- Кортикостерон обеспечивает организм энергией. Он помогает расщеплению белков и превращению аминокислот в сложные углеводы, которые являются источником энергии. Кроме этого, он помогает вырабатывать гликоген в качестве энергетического резерва.
- Альдостерон важен для поддержания артериального давления, контролирует количество ионов калия и натрия.
Гормональную регуляцию важнейших процессов жизнедеятельности осуществляют не только вещества надпочечников, но и половые стероиды:
- Мужские половые гормоны или андрогены отвечают за формирование и проявление вторичных половых признаков, развитие мышечной системы, сексуальное поведение, детородную функцию.
- В женском организме ведущая роль принадлежит эстрогенам. Они обеспечивают формирование и функциональность женской репродуктивной системы, проявление вторичных половых признаков.
Избыток и недостаток стероидных гормонов
Интенсивность синтеза стероидных гормонов зависит от уровня обмена веществ, общего состояния организма, здоровья эндокринной системы, образа жизни и других факторов. Для нормальной жизнедеятельности организма количество активных веществ в крови должно быть в пределах нормы, их недостаток и избыток в течение длительного времени вызывает негативные последствия.
Стероидные гормоны крайне важны для женщин:
- При избытке кортикостероидов усиливается аппетит, а это неизменно приводит к увеличению массы тела, ожирению, сахарному диабету, язве желудка, васкулиту (иммунологическое воспаление кровеносных сосудов), аритмии, остеопорозу, миопатии. Кроме названных заболеваний появляется угревая сыпь, отечность, развивается мочекаменная болезнь, нарушается менструальный цикл.
- Избыточное количество эстрогенов проявляется в сбоях менструального цикла, болевых ощущениях в молочных железах, нестабильности эмоционального фона. Нехватка эстрогенов вызывает сухость кожи, угревые высыпания, морщины, целлюлит, недержание мочи, разрушение костной ткани.
- Чрезмерное количество андрогенов в женском организме вызывает подавление эстрогенов, в результате нарушается репродуктивная функция, проявляются мужские признаки (огрубение голоса, оволосение). Недостаток мужских гормонов вызывает депрессии, чрезмерную эмоциональность, снижение либидо, вызывает внезапные приливы.
У мужчин нехватка андрогенов приводит к расстройствам нервной системы, нарушаются половые функции, страдает сердечно-сосудистая система. Избыток мужских гормонов приводит к значительному увеличению мышечной массы, ухудшается состояние кожи, начинаются проблемы с сердцем, часто развивается гипертония, возникает тромбоз.
Чрезмерное количество кортизола у представителей обоих полов негативно сказывается на обменных процессах, приводит к отложению жировой ткани на животе, разрушению мышечной ткани, ослабляет иммунную защиту.
Препараты
Среди многочисленных средств фармакологии синтетические стероидные гормоны в составе лекарственных препаратов имеют особенности и назначаются только после тщательного обследования. При их назначении врач учитывает побочные эффекты и противопоказания.
Самые известные фармакологические средства:
- Кортизон;
- Гидрокортизон;
- Эстриол;
- Дексаметазон;
- Преднизолон;
- Преднизол.
Они обладают минимальными побочными эффектами, эти препараты имеют показания в ходе реабилитации после тяжелых, длительных болезней, их используют в спорте как допинг:
- активизируют регенерацию тканей;
- повышают аппетит;
- снижают количество жировой ткани;
- увеличивают мышечную массу;
- способствуют усвоению кальция и фосфора костной тканью;
- повышают работоспособность, выносливость;
- благотворно влияют на деятельность коры головного мозга;
- снижают проявление чувства страха.
Как любые лекарственные препараты, названные гормональные средства имеют противопоказания, к которым относятся:
- молодой возраст;
- заболевания почек, печени, сердца и сосудов;
- опухоли различного происхождения.
Прием стероидных лечебных препаратов должен осуществляться только под медицинским контролем. В ходе терапии возможны проявление побочных эффектов, о которых необходимо сообщить лечащему врачу:
- угревая сыпь;
- акне;
- повышение показателей артериального давления;
- немотивированная нестабильность эмоционального состояния;
- повышение уровня холестерина и развитие атеросклероза;
- у мужчин – эректильная дисфункция, атрофия яичек, бесплодие, увеличение грудных желез;
- отеки.
Анаболические стероиды
В спорте хорошо известно понятие анаболических стероидов. Большинство из них запрещены в нашей стране, и свободно в аптеках такие препараты не продаются. В этот список входят:
- Болденон;
- Данабол;
- Нандролон;
- Оксандролон;
- Анаполон;
- Станозолол;
- Тренболон и другие.
Это фармакологические препараты, действие которых подобно тестостерону и дигидротестостерону. Прием препаратов помогает спортсменам улучшить физическое состояние и показать высокие результаты. Анаболики наиболее востребованы в силовых видах спорта, в частности в бодибилдинге.
Анаболические стероиды имеют два вида эффектов:
Анаболические | Андрогенные |
---|---|
Прирост мышц на 5-10 кг за месяц | Маскулинизация |
Увеличение силы | Вирилизация |
Повышение выносливости и результативности | Увеличение объема и массы простаты |
Увеличение количества эритроцитов крови | Атрофия яичек |
Укрепление скелета | Облысение |
Уменьшение жировой ткани | Активация роста волос на лице и теле |
К дополнительным эффектам во время приема анаболиков относятся усиления аппетита, полового влечения, повышение самооценки. Прием анаболических стероидов сопровождается многочисленными побочными эффектами, которые были названы выше.
Чтобы избежать побочных реакций, сохранить мышечную массу и достигнутые результаты рекомендуется:
- применять только по назначению спортивного врача (как минимум пройти консультацию у эндокринолога и уролога)
- не превышать допустимые дозы;
- избегать комбинаций анаболиков, если это не предусматривает специальный курс;
- не превышать длительность приема;
- не рекомендуется принимать анаболические стероиды женщинам, исключение составляют препараты с высоким анаболическим индексом (отношение анаболической активности к андрогенной);
- до 25 лет нельзя принимать анаболики (вырабатывается свой тестостерон, риск резистентности — прекращения выработки своего гормона);
- после приема препаратов необходимо обязательно провести послекурсовую терапию.
Заболевания
Избыточное количество половых стероидных гормонов в крови до начала полового созревания (или раннее половое созревание) вызывает серьезные нарушения в организме и приводит к болезням. Одно из таких заболеваний называется синдром Олбрайта, а точнее Олбрайта-Мак-Кьюна, названного в честь двух выдающих врачей, которые его описали.
Чаще эта патология фиксируется у девочек. Они имеют характерные внешние признаки:
- низкий рост;
- округлое лицо;
- короткая шея;
- укороченные 4 и 5 кости плюсны и пясти;
- спазмы мышц;
- изменения в скелете;
- задержка в появлении зубов;
- недостаточное развитие эмали.
При этом наблюдается задержка умственного развития, эндокринные нарушения, изменение кожи. Диагностируют заболевание в 5-10 лет, встречается оно редко, передается по наследству. Только при своевременном диагностировании и правильном лечении прогноз благоприятный.
Лечение синдрома Олбрайта-Мак-Кьюна проблематично. Применяется исключительно гормональная терапия. С помощью прогестерона останавливают менструации, но темпы роста и развития не замедляются, эти меры негативно отражаются на работе надпочечников. В ходе лечения применяются препараты, которые блокируют секрецию эстрогенов.
Больные страдают дисфункцией щитовидной железы, гиперфункцией гипофиза (кроме быстрого роста, возможно развитие акромегалии). Используются синтетические гормоны для подавления чрезмерной выработки гормонов этих желез.
Увеличение надпочечников и их чрезмерная секреция приводит к ожирению, прекращению роста, хрупкости кожи. В этих случаях удаляют пораженный надпочечник и блокируют чрезмерную секрецию кортизола. У детей с синдромом Олбрайта часто наблюдается низкий уровень фосфора и развивается рахит. Назначаются пероральные фосфаты и витамин D.
Стероидные гормоны важны для обеспечения жизненно важных функций. Отклонение от нормы провоцируют развитию патологий.
Источник