Struktur hormon steroid, sintesis, mekanisme tindakan

The Hormon steroid Mereka adalah bahan yang dibuat oleh kelenjar rembesan dalaman dan yang membuang terus ke dalam torrent peredaran darah, yang membawa mereka ke tisu di mana mereka mengerahkan kesan fisiologi mereka. Nama generiknya berasal dari fakta memiliki teras steroid dalam struktur asasnya.

Kolesterol adalah bahan prekursor dari mana semua hormon steroid disintesis, yang dikelompokkan ke dalam progestaging (contohnya, progesteron), estrogen (stronasi), androgen (testosteron), glucocorticoids (cortisol), mineralocorticoids (aldosteron) dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin d dan vitamin deneralocorticoids (cortisol). 

Perbandingan struktur hormon steroid (kortisol) dengan molekul sifat kimia yang sama (vitamin D3) (Sumber: pemuat naik asal adalah palladius di Wikipedia Inggeris. [Domain Awam] melalui Wikimedia Commons)

Walaupun hormon steroid yang berlainan yang terdapat di antara mereka perbezaan molekul yang adalah yang memberikan sifat fungsional mereka yang berbeza, dapat dikatakan bahawa mereka mempunyai struktur asas yang biasa bagi mereka dan yang diwakili oleh cyclopentanoperhydrofenantreno dari 17 atom karbon.

[TOC]

Struktur steroid

Steroid adalah sebatian organik yang sangat pelbagai yang mempunyai persamaan apa yang boleh dianggap sebagai nukleus progenitor yang terdiri daripada gabungan tiga cincin enam atom karbon (sikloheksan) dan salah satu daripada lima atom karbon (cyclopentano).

Struktur ini juga dikenali sebagai "Cyclopentanoperhydrofenantreno". Oleh kerana cincin bersatu saling bersatu, jumlah atom karbon yang membuatnya adalah 17; Walau bagaimanapun, steroid yang paling semula jadi.

Skim dari empat cincin struktur cycropic cyclopentanoperhidrofenantreno (sumber: neurotokeker [domain awam] melalui wikimedia commons)

Banyak sebatian steroid semulajadi juga mempunyai satu atau lebih kumpulan dengan fungsi alkohol dan oleh itu menerima nama sterol. Antaranya adalah kolesterol, yang mempunyai fungsi alkohol dalam karbon 3 dan rantai hidrokarbon lateral 8 atom karbon yang dilekatkan karbon 17; atom yang bernombor dari 20 hingga 27.

Struktur steroid. Imej Modified Marcotolo/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/2.5)

Sebagai tambahan kepada 17 karbon ini, hormon steroid boleh dimiliki dalam struktur mereka 1, 2 atau 4 lagi atom ini, jadi tiga jenis steroid diiktiraf, iaitu: C21, C19 dan C18.

C21

C21, seperti progesteron dan kortikosteroid adrenal (glucocorticoid dan mineralocorticoids), berasal dari "hamil". Ini mempunyai 21 atom karbon kerana pada 17 cincin asas dua kumpulan metil karbon 13 dan 10 ditambah, dan dua karbon rantai sampingan yang dilampirkan pada C17 yang pada asalnya, di kolesterol, ia adalah 8 karbon.

C19

C19 sesuai dengan hormon seks dengan aktiviti androgenik dan berasal dari "Androstano" (19 atom karbon), yang merupakan struktur yang kekal ketika hamil kehilangan dua karbon rantai sampingan C17, yang digantikan oleh hidroksil atau hidroksil kumpulan ketonik.

C18

Steroid C18 adalah hormon wanita atau estrogen yang terutamanya disintesis dalam gonad wanita dan ciri -ciri yang menonjol, berkenaan dengan dua jenis steroid yang lain, adalah ketiadaan metil yang ada di dalamnya terikat kepada karbon dalam kedudukan 10.

Semasa sintesis dari kolesterol, pengubahsuaian enzimatik dihasilkan yang mengubah bilangan karbon dan mempromosikan dehidrogenasi dan hidroksilasi karbon tertentu struktur.

Sintesis

Sel -sel penghasilan hormon steroid terutamanya terletak di kulit kelenjar adrenal, di mana glucocorticoids seperti kortisol, mineralocorticoids seperti aldosteron dan hormon seks lelaki seperti dehydroepiandrosterone dan androsteneda.

Gonad seks lelaki bertanggungjawab untuk pengeluaran androgen yang termasuk hormon yang telah disebutkan dan testosteron, manakala folikel ovari yang mencapai kematangan menghasilkan progesteron dan estrogen.

Boleh melayani anda: separuh saya: apa, asas, penyediaan, kegunaan

Sintesis semua hormon steroid bermula dari kolesterol. Molekul ini boleh disintesis oleh hormon steroid yang menghasilkan sel, tetapi kebanyakannya sel -sel ini diperolehi dari lipoprotein ketumpatan rendah (LDL) yang terdapat dalam plasma yang beredar.

Sintesis hormon adrenal (Sumber: Doktor Endokrin [CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)] melalui Wikimedia Commons)

- Sintesis di peringkat korteks adrenal

Tiga lapisan dibezakan dalam korteks adrenal, yang dikenali dari luar sebagai kawasan glomerular, fascicular dan reticular,.

Dalam glomerular mereka secara asasnya disintesis mineralocorticoids (aldosteron), dalam glucocorticoids fascicular seperti kortikosteron dan kortisol, dan dalam androgen reticular seperti dehydroepiandrosterone dan androstene.

Sintesis glucocorticoid

Langkah pertama dalam sintesis berlaku dalam mitokondria dan terdiri daripada tindakan enzim yang dipanggil kolesterol demollase, milik superfamili cytochrome P450 dan juga dikenali sebagai "p450scc" atau "cyp11a1", yang mempromosikan penghapusan 6 dari 6 dari Atom karbon rantai sampingan yang dilampirkan pada C17.

Dengan tindakan demolase, kolesterol (27 atom karbon) menjadi hamil, yang merupakan sebatian dengan 21 atom karbon dan mewakili yang pertama dari steroid jenis C21.

Hammeenolone bergerak ke retikulum endoplasma yang licin, di mana dengan tindakan enzim 3β-hydroxiesteroid dehydrogenase.

Dengan tindakan 21β-hidroksilase, juga dikenali sebagai "P450C21" atau "CYP21A2", progesteron adalah hidroksy dalam karbon 21 dan berubah menjadi 11-dexicorticosterone, yang kembali ke mitokondria, dan yang mana enzim 11β-hydroxylase ("" P450c11 "atau" cyp11b1 ") bertukar menjadi kortikosteron.

Satu lagi garis sintesis di zon fascicular dan yang tidak berakhir dalam kortikosteron, tetapi dalam kortisol, berlaku apabila hamil atau progesteron adalah hidroksilat dalam kedudukan 17 oleh 17α-hidroksilase ("P450C17" atau "CYP17") dan ditukar menjadi 17-hydroxipnenoloneoloneolone ke 17-hydroxipnenoloneolonolone ("P450C17" atau "CYP17") atau 17-hydroxiprgesterone.

Enzim yang sama yang telah disebutkan, dehidrogenase 3β-hydroxiesteroids, yang menukarkan hamenolon menjadi progesteron, juga menukarkan 17-hydroxipnenolone dalam 17-hydroxiprgesterone.

Yang terakhir dibawa secara berturut-turut, oleh dua enzim terakhir jalan yang menghasilkan kortikosteron (21β-hidroksilase dan 11β-hidroksilase) kepada deoxyxicortisol dan kortisol, masing-masing.

Tindakan glucocorticoid

Glucocorticoid utama yang dihasilkan di zon fascicular korteks adrenal adalah kortikosteron dan kortisol. Kedua -dua bahan, tetapi terutamanya kortisol, memaparkan spektrum tindakan yang luas yang mempengaruhi metabolisme, darah, pertahanan dan tindak balas penyembuhan luka, mineralisasi tulang, saluran pencernaan, sistem peredaran darah dan paru -paru.

Bagi metabolisme, kortisol merangsang lipolisis dan pelepasan asid lemak yang boleh digunakan di hati untuk pembentukan badan ketone rendah (LDL); mengurangkan pengumpulan glukosa dan lipogenesis dalam tisu adiposa dan pengumpulan dan penggunaan glukosa dalam otot.

Ia juga menggalakkan katabolisme protein di pinggir: dalam tisu penyambung, otot dan matriks tulang, yang dikeluarkan asid amino yang boleh digunakan di hati untuk sintesis protein plasma dan untuk glukoneogenesis. Selain itu merangsang penyerapan glukosa usus dengan meningkatkan pengeluaran pengangkut SGLT1.

Mempercepat penyerapan usus glukosa, pengeluaran hati yang lebih tinggi dan penurunan penggunaan karbohidrat ini dalam tisu otot dan adiposa nikmat tahap glukosa plasma.

Bagi darah, kortisol nikmat proses pembekuan, merangsang pembentukan neutrofil dan menghalang eosinofil, basofil, monosit dan limfosit t. Ia juga menghalang pembebasan mediator keradangan seperti prostaglandin, interleukin, limfosin, histamin dan serotonin.

Boleh melayani anda: chemiorreceptor

Secara umum, boleh dikatakan bahawa glucocorticoids mengganggu tindak balas imun, jadi ia boleh digunakan secara terapeutik dalam kes -kes di mana tindak balas ini dibesar -besarkan atau tidak sesuai, seperti dalam kes penyakit autoimun atau dalam pemindahan organ untuk mengurangkan penolakan.

- Sintesis Androgen

Sintesis Androgenik di peringkat korteks adrenal terutamanya pada tahap zon reticular dan dari 17-hydroxipregneolone dan 17-hydroxiprgesterone.

Enzim yang sama 17α-hydroxylase, yang menghasilkan dua bahan yang disebutkan baru, juga mempunyai 17.20 aktiviti Liasa, yang menindas dua karbon rantai sampingan C17 dan menggantikannya dengan kumpulan keto (= O).

Tindakan terakhir ini mengurangkan bilangan karbon dan menghasilkan steroid jenis C19. Sekiranya tindakan berlaku pada 17-Hydroxipnenolone, hasilnya adalah dehydroepiandrosterone; Jika, sebaliknya, bahan yang terjejas adalah hidroksiprgesteron, maka produk itu akan menjadi androstene.

Kedua-dua sebatian adalah sebahagian daripada yang disebut 17-zosteroid, kerana mereka mempunyai kumpulan keton dalam karbon 17.

3β-hydroxisteroid dehygenase juga menukarkan dehydroepiandrosterone dalam androstene.

Sintesis mineralocorticoid (aldosteron)

Zon Glomerular tidak mempunyai enzim 17α- hydroxylase, dan tidak dapat mensintesis prekursor 17-hydroxiesteroid kortisol dan hormon seks. Ia juga tidak mempunyai 11β-hydroxylase, tetapi enzim yang dipanggil aldosteron synthesase yang boleh menghasilkan kortikosteron secara berurutan, 18-hydroxychoric dan aldosteron mineralocorticoid.

Tindakan mineralocorticoid

Mineralocorticoid yang paling penting ialah aldosteron yang disintesis di kawasan glomerular korteks adrenal, tetapi glucocorticoid juga memaparkan aktiviti mineralocorticoid.

Aktiviti mineralocorticoid aldosteron dibangunkan pada tahap epitel tiub cecair badan nefron distal.

- Sintesis steroid seks lelaki dalam buah zakar

Sintesis testis Androgen berlaku di peringkat sel Leydig. Testosteron adalah hormon androgenik utama yang dihasilkan dalam buah zakar. Sintesisnya membayangkan pengeluaran awal androstenediona seperti yang digambarkan sebelumnya untuk sintesis androgen pada tahap korteks adrenal.

Androsteneciona ditukar menjadi testosteron dengan tindakan enzim 17β- hydroxiesteroid dehydrogenase, yang menggantikan kumpulan keton karbon 17 dengan kumpulan hidroksil (OH).

Dalam sesetengah tisu yang berfungsi sebagai objektif untuk testosteron, ini dikurangkan oleh 5α-reductase kepada dihydrotestosterone, dengan kuasa androgenik yang lebih besar.

- Sintesis steroid seks wanita di ovari

Sintesis ini berlaku secara kitaran mengiringi perubahan yang berlaku semasa kitaran seksual wanita. Sintesis berlaku dalam folikel yang pada setiap kitaran matang untuk melepaskan telur dan kemudian menghasilkan badan luteum yang sepadan.

Estrogen disintesis dalam sel -sel kasar dari folikel matang. Folikel matang mempunyai sel -sel di jati yang menghasilkan androgen seperti androstenediona dan testosteron.

Hormon ini tersebar ke sel-sel granulous yang berdekatan, yang mempunyai enzim aromatase yang menjadikan mereka stronasi (E1) dan 17β-stradiol (E2). Dari kedua -dua mereka, striol disintesis.

Tindakan steroid seks

Andogens dan estrogen mempunyai fungsi utamanya perkembangan watak seks lelaki dan wanita masing -masing. Andogens mempunyai kesan anabolik yang mempromosikan sintesis protein struktur, sementara estrogen memihak kepada proses ossifikasi.

Estrogen dan progesteron yang dikeluarkan semasa kitaran seksual wanita ditujukan.

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Baja California Sur

Mekanisme tindakan

Sekiranya anda perlu menyegarkan ingatan mengenai mekanisme tindakan hormon, disarankan untuk memvisualisasikan video berikut sebelum meneruskan.

Mekanisme tindakan hormon steroid agak serupa di dalamnya. Dalam kes sebatian lipophilic mereka larut tanpa kesukaran dalam membran lipid dan menembusi sitoplasma sel -sel putih mereka, yang mempunyai reseptor sitoplasma tertentu untuk hormon yang mereka mesti bertindak balas.

Sebaik sahaja kompleks penerima hormon terbentuk, ia melintasi membran nuklear dan bergabung dalam genom, dengan cara faktor transkripsi, dengan elemen tindak balas terhadap hormon (HRE) atau gen tindak balas utama, yang mana anda dapat mengawal selia gen tindak balas sekunder lain.

Hasil akhir adalah promosi transkrip dan sintesis utusan RNA yang diterjemahkan ke dalam ribosom dari retikulum endoplasma kasar yang akhirnya mensintesis protein yang disebabkan oleh hormon.

Aldosteron sebagai contoh

Molekul aldosteron

Tindakan aldosteron dilaksanakan terutamanya pada tahap bahagian akhir tiub distal dan di saluran pengumpulan, di mana hormon mempromosikan reabsorpsi Na+ dan rembesan k+.

Dalam membran luminal sel -sel tiub utama rantau ini terdapat saluran epitelium saluran Na+ dan K+ jenis Inggeris (dari bahasa Inggeris Saluran Potassium Medullary Luar Renal).

Membran basolateral mempunyai pam Na+/K+ Atpasa yang terus mengambil Na+ dari sel ke ruang interstitial basolateral dan memperkenalkan K+ ke dalam sel sel. Aktiviti ini mengekalkan kepekatan intraselular Na+ sangat rendah dan nikmat penciptaan kecerunan kepekatan untuk ion ini antara cahaya tubulus dan sel.

Kecerunan ini membolehkan Na+ bergerak ke arah sel melalui saluran epitel, dan sebagai Na+ berlalu sahaja, untuk setiap ion yang bergerak ada beban negatif yang tidak dikompensasi yang menyebabkan cahaya tubulus menjadi negatif berkenaan dengan interstitium. Iaitu, perbezaan potensi transpitelial dibuat dengan cahaya negatif.

Negatif cahaya ini memihak kepada keluar dari K+ yang dipindahkan oleh kepekatannya yang lebih besar dalam sel dan negativiti cahaya dirembes ke arah cahaya tubul. Ini adalah aktiviti resorpsi Na+ dan rembesan K+ yang dikawal oleh tindakan aldosteron.

Aldosteron yang terdapat dalam darah dan dibebaskan dari zon glomerular sebagai tindak balas terhadap tindakan angiotensin II, atau ke hiperkalemia, menembusi sel -sel utama dan bergabung dengan reseptor intracitoplasmicnya.

Kompleks ini mencapai nukleus dan menggalakkan transkripsi gen yang ekspresinya akan meningkatkan sintesis dan aktiviti pam Na+/K+, saluran epitel Na+dan saluran ROMK K+, serta protein lain. Jawapan yang akan mempunyai pengekalan Na+ dalam organisma dan peningkatan perkumuhan kencing k+.

Rujukan

1. Ganong WF: Korteks Medulla & Adrenal Adrenal, ed ke -25. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Hormon Adrenokortikal, IN Buku teks fisiologi perubatan , Ed ke -13, AC Guyton, Je Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormon, IN Physiologie des Menschen Mite Pathophysiologie, 31 ed, RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Voigt K: Sistem Endokrines, dalam: Physiologie, 6th ed; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H dan Strang KT: Fisiologi Pembiakan Perempuan, dalam Fisiologi Manusia Vander: Mekanisme Fungsi Badan, ed ke -13; Ep Widmaier et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2014.