В организме человека и других животных , то гормоны коры надпочечников являются гормоны , производимые в коре надпочечников , внешней области надпочечников . Эти полициклические стероидные гормоны выполняют множество функций, которые имеют решающее значение для реакции организма на стресс (например, реакция « бей или беги» ), а также они регулируют другие функции организма. Угрозы гомеостазу , такие как травмы , химический дисбаланс , инфекция или психологический стресс., может вызвать стрессовую реакцию. Примерами гормонов коры надпочечников, участвующих в реакции на стресс, являются альдостерон и кортизол . Эти гормоны функционируют также в регулировании сохранения воды в почках и метаболизме глюкозы , соответственно. [1]
Классы
Гормоны надпочечников делятся на три класса по функциям: минералокортикоиды , глюкокортикоиды и андрогены .
- Минералокортикоидные гормоны синтезируются во внешнем слое коры надпочечников, известном как клубочковая зона . [2] Их функция - регулировать концентрацию 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.
- Глюкокортикоид семейство гормонов синтезируется в среднем слое коры надпочечников , известной как пучковой . Эти гормоны регулируют переработку белков, жиров и углеводов в организме человека. Они также играют роль в поддержании нормального цикла стрессовой реакции.
- Андрогены , или половые гормоны , синтезируются в самом внутреннем слое коры надпочечников, известном как ретикулярная зона . Эти гормоны, такие как эстроген у женщин и тестостерон у мужчин, обычно известны своей способностью способствовать половым признакам и созреванию репродуктивных органов соответствующего пола. [2]
Состав
Гормоны надпочечников считаются стероидными гормонами из-за общих характеристик холестеринового остова. Структуры разных стероидов различаются типами и расположением дополнительных атомов на холестериновом скелете. [4] Основная цепь холестерина состоит из четырех углеводородных колец, трех циклогексановых колец и одного циклопентана , которые способствуют 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 стероидных гормонов коры надпочечников включает цепь окислительно-восстановительных реакций, катализируемых рядом ферментов. Синтез начинается с молекулы холестерина . Различные классы стероидов синтезируются через общие промежуточные соединения и пути, ответвляющиеся от этих общих промежуточных продуктов. Стероиды синтезируются из холестерина в соответствующих областях коры надпочечников . Процесс контролируется стероидогенным острым регуляторным белком (StAR), который находится в митохондриальной мембране и регулирует прохождение холестерина . [3] Это лимитирующий этап биосинтеза стероидов . После того, как StAR перенес холестерин в митохондрии , молекула холестерина подвергается цепочке окислительно-восстановительных реакций, катализируемых рядом ферментов из семейства ферментов цитохрома P450 . Кофермент система под названием адренодоксин редуктазы трансферы электроны к P450 ферменту , который инициирует окислительно-восстановительные реакции , которые превращают холестерин в стероидные гормоны . [5] Хотя синтез инициируется внутри митохондрий , предшественники доставляются в эндоплазматический ретикулум для обработки ферментами, присутствующими в эндоплазматическом ретикулуме . Предшественники отправляются обратно в митохондрии в области коры надпочечников, в которой первоначально начался синтез, и именно там синтез завершается. [6]
Патология
Синдром Кушинга
Синдром Кушинга возникает из - за повторную гиперсекрецию из глюкокортикоидов . Это может быть вызвано либо с надпочечников опухоли или путем гиперсекрецией из адренокортикотропного гормона (АКТГ) из передней доли гипофиза . [2] Это преимущественно связано с избытком глюкокортикоидного кортизола . Секреция обычно регулируется гипоталамусом, который секретирует кортикотропин-рилизинг гормон (CRH) в гипофиз , стимулируя гипофиз к секреции адренокортикотропного гормона (ACTH). Затем АКТГ попадает в надпочечники и вызывает выброс кортизола в кровоток. [7] При синдроме Кушинга этот процесс происходит чрезмерно. Некоторые симптомы человека с синдромом Кушинга включают низкий уровень белка в тканях из-за атрофии мышц и костей и высокий уровень глюкозы в крови. Уровень натрия также увеличивается, что приводит к задержке жидкости в тканях и повышению артериального давления. В дополнение к гиперсекреции из кортизола , избыток андрогенов секретируются. [8] У женщин повышенная секреция андрогенов , таких как тестостерон , приводит к маскулинизации, которая может проявляться ростом волос на лице и более низким голосом. [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 многократным применением синтетических стероидов для лечения воспалительных заболеваний , а также может быть вызвана опухолью гипофиза или надпочечника . В любом случае лечение может основываться на удалении опухоли или надпочечников . [8] Без надпочечников человеческий организм не может поставлять гормоны, которые он производит, и поэтому требует заместительной гормональной терапии .
Болезнь Эддисона
Болезнь Аддисона - это аутоиммунное заболевание, которое поражает кору надпочечников таким образом, что она не может эффективно секретировать гормоны. Иммунная система нацелена на клетки коры надпочечников и разрушает их, но болезнь Аддисона также может быть вызвана тяжелой инфекцией, такой как туберкулез . Некоторые симптомы включают гипогликемию и снижение уровня натрия в крови и повышение уровня калия в крови, вызванные дефицитом альдостерона . Эти электролитные дисбалансы вызывают проблемы с нервом и мышцами. Другие симптомы включают усталость, тягу к соли, потерю веса и повышенную пигментацию кожи . [2] Повышенная пигментация кожи вызвана дефицитом гормона коры надпочечников гидрокортизона . Его нормальным поведением будет отрицательная обратная связь в гипофизе , стимулирующая гипофиз к снижению секреции кортикотропина . Поскольку гидрокортизон не может вырабатываться при болезни Аддисона , гипофиз продолжает секретировать кортикотропин, который связывается с рецептором меланоцит-стимулирующего гормона . Затем он заставляет меланоциты производить больше пигмента, тем самым делая цвет кожи более темным. [9]
Стандартом для лечения болезни Аддисона является заместительной гормональной терапии для минералокортикоидов и глюкокортикоидов , которые больше не могут быть синтезированы. [12] Бывший президент США Джон Ф. Кеннеди - хорошо известный человек, который на протяжении всего своего президентства страдал от болезни Аддисона . Благодаря доступности заместительной гормональной терапии он и его сотрудники смогли скрыть его состояние. [2]
Стресс и иммунитет
Недавние исследования обнаружили путь, который связывает стресс с началом заболевания через активацию определенных генов. [10] Переживание психологического стресса активирует факторы транскрипции, которые активируют гены. В исследовании Cole et al. Был сделан вывод, что фактор транскрипции ГАМК- 1 активирует ген интерлейкина- 6. Этот ген кодирует белок, который активирует воспалительный ответ, который направляет 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 повышение молярного соотношения кортизол : ДГЭАС (дегидроэпианодростерона сульфат), что может способствовать снижению иммунитета, особенно у пожилых людей, у которых соотношение кортизол : ДГЭАС уже увеличено. Это связано с тем, что уровень ДГЭАС снижается с возрастом, а уровень кортизола - нет. Было обнаружено, что это высокое соотношение подавляет активность нейтрофилов и повышает восприимчивость к инфекции . [11]
Рекомендации
- ^ a b Дженест, Дж., Бирон, П., Кой, Э., Новачинский, В., Кретьен, М., и Бушер, Р. (1961). Гормоны надпочечников при гипертонии человека и их связь с ангиотензином. Циркуляционные исследования, 9, 775-791.
- ^ a b c d e f Шайер, Д., Батлер, Дж., Льюис, Р. «Надпочечники». Анатомия и физиология человека Хоула. 12-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2010. 504-508.
- ^ a b c [Connell, JMC, & Davies, E. (2005). Новая биология альдостерона. Журнал эндокринологии, 186, 1-20.]
- ^ Нельсон, Д.Л., Ленингер, А.Л., и Кокс, М.М. «Гормоны химически разнообразны». Принципы биохимии Ленингера. 6-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman, 2013. 908.
- ^ Сушко, Т.А., Гилеп, А.А., & Усанов, С.А. (2012) Механизм межмолекулярных взаимодействий микросомальных цитохромов P450s CYP17 и CYP21, участвующих в биосинтезе стероидных гормонов. Биохимия, 77 (6), 585-592.
- ^ Дуарте, А., Poderoso, К., Кук, М., Сорий, Г., Корнехи Масиэлы, Ф. и др. (2012). Слияние митохондрий необходимо для биосинтеза стероидов. PLoS ONE, 7 (9): e45829.
- ^ Портерфилд, JR, Томпсон, GB, Янг, WF, и др. (2008). Хирургия синдрома Кушинга: исторический обзор и недавний десятилетний опыт. World J. Surg., 32, 659-677.
- ↑ a b Low, G., & Sahi, K. (2012). Клинический и визуальный обзор функциональных новообразований надпочечников. Международный журнал урологии, 19, 697-708.
- ^ a b Винквист, О., Рорсман, Ф., и Кампе, О. (2000). Аутоиммунная недостаточность надпочечников. BioDrugs, 13 (2), 107-114.
- ^ Cole, JT, Mitala, CM, Кунду, S., Верма А., Элкинд, JA, Нисим, И. & Cohen, AS (2010). Пищевые аминокислоты с разветвленной цепью улучшают когнитивные нарушения, вызванные травмами. Слушания Национальной академии наук, 107, 366-371.
- ^ Butcher, SK, Killampalli В., Lascelles Д., Ван К. Alpar, Е. К., и Господь, JM (2005). Повышенное соотношение кортизол: ДГЭАС у пожилых людей после травмы: потенциальное влияние на функцию нейтрофилов и иммунитет. Ячейка старения, 4, 319-324.