Стероидный гормон
| Стероидный гормон | |
|---|---|
| Класс наркотиков | |
 Эстрадиол — важный эстрогеновый стероидный гормон как у женщин, так и у мужчин. | |
| Идентификаторы классов | |
| Синонимы | Стероид надпочечников; Стероид гонад |
| Использовать | Различный |
| Биологическая цель | Рецепторы стероидных гормонов |
| Химический класс | Стероидный ; Нестероидный |
| Правовой статус | |
| В Викиданных | |
Стероидный гормон — это стероид , который действует как гормон . Стероидные гормоны можно разделить на два класса: кортикостероиды (обычно вырабатываются в коре надпочечников , следовательно, кортико- ) и половые стероиды (обычно вырабатываются в гонадах или плаценте ). Внутри этих двух классов есть пять типов в зависимости от рецепторов , с которыми они связываются: глюкокортикоиды и минералокортикоиды (оба кортикостероиды) и андрогены , эстрогены и прогестагены (половые стероиды). [1] [2] Производные витамина D — это шестая тесно связанная гормональная система с гомологичными рецепторами. Они обладают некоторыми характеристиками истинных стероидов как лигандов рецепторов .
Стероидные гормоны помогают контролировать метаболизм , воспаление , иммунные функции , солевой и водный баланс , развитие половых признаков и способность противостоять травмам и болезням. Термин стероид описывает как гормоны, вырабатываемые организмом, так и искусственно производимые лекарства, которые дублируют действие естественных стероидов. [3] [4] [5]
Синтез
Естественные стероидные гормоны обычно синтезируются из холестерина в гонадах и надпочечниках . Эти формы гормонов являются липидами . Они могут проходить через клеточную мембрану, поскольку они жирорастворимы, [7] а затем связываться с рецепторами стероидных гормонов (которые могут быть ядерными или цитозольными в зависимости от стероидного гормона), вызывая изменения внутри клетки. Стероидные гормоны обычно переносятся кровью, связываясь 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.
| секс | половой гормон | Репродуктивная фаза | Скорость выработки крови | Скорость секреции гонад | Скорость метаболического клиренса | Референтный диапазон (уровни в сыворотке) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Единицы СИ | Единицы измерения, не входящие в систему СИ | ||||||
| Мужчины | Андростендион | – | 2,8 мг/день | 1,6 мг/день | 2200 л/сутки | 2,8–7,3 нмоль/л | 80–210 нг/дл |
| Тестостерон | – | 6,5 мг/день | 6,2 мг/день | 950 л/сутки | 6,9–34,7 нмоль/л | 200–1000 нг/дл | |
| Эстрон | – | 150 мкг/день | 110 мкг/день | 2050 л/сутки | 37–250 пмоль/л | 10–70 пг/мл | |
| Эстрадиол | – | 60 мкг/день | 50 мкг/день | 1600 л/сутки | <37–210 пмоль/л | 10–57 пг/мл | |
| Эстрон сульфат | – | 80 мкг/день | Незначительный | 167 л/день | 600–2500 пмоль/л | 200–900 пг/мл | |
| Женщины | Андростендион | – | 3,2 мг/день | 2,8 мг/день | 2000 л/день | 3,1–12,2 нмоль/л | 89–350 нг/дл |
| Тестостерон | – | 190 мкг/день | 60 мкг/день | 500 л/день | 0,7–2,8 нмоль/л | 20–81 нг/дл | |
| Эстрон | Фолликулярная фаза | 110 мкг/день | 80 мкг/день | 2200 л/сутки | 110–400 пмоль/л | 30–110 пг/мл | |
| лютеиновая фаза | 260 мкг/день | 150 мкг/день | 2200 л/сутки | 310–660 пмоль/л | 80–180 пг/мл | ||
| Постменопауза | 40 мкг/день | Незначительный | 1610 л/сутки | 22–230 пмоль/л | 6–60 пг/мл | ||
| Эстрадиол | Фолликулярная фаза | 90 мкг/день | 80 мкг/день | 1200 л/сутки | <37–360 пмоль/л | 10–98 пг/мл | |
| лютеиновая фаза | 250 мкг/день | 240 мкг/день | 1200 л/сутки | 699–1250 пмоль/л | 190–341 пг/мл | ||
| Постменопауза | 6 мкг/день | Незначительный | 910 л/сутки | <37–140 пмоль/л | 10–38 пг/мл | ||
| Эстрон сульфат | Фолликулярная фаза | 100 мкг/день | Незначительный | 146 л/день | 700–3600 пмоль/л | 250–1300 пг/мл | |
| лютеиновая фаза | 180 мкг/день | Незначительный | 146 л/день | 1100–7300 пмоль/л | 400–2600 пг/мл | ||
| прогестерон | Фолликулярная фаза | 2 мг/день | 1,7 мг/день | 2100 л/сутки | 0,3–3 нмоль/л | 0,1–0,9 нг/мл | |
| лютеиновая фаза | 25 мг/день | 24 мг/день | 2100 л/сутки | 19–45 нмоль/л | 6–14 нг/мл | ||
Примечания и источники Примечания: « Концентрация стероида в кровотоке определяется скоростью, с которой он секретируется железами, скоростью метаболизма предшественников или прегормонов в стероид и скоростью, с которой он извлекается тканями и метаболизируется. Скорость секреции стероида относится к общей секреции соединения из железы за единицу времени. Скорость секреции оценивалась путем отбора проб венозного оттока из железы с течением времени и вычитания артериальной и периферической венозной концентрации гормона. Скорость метаболического клиренса стероида определяется как объем крови, который был полностью очищен от гормона за единицу времени. Скорость продукции стероидного гормона относится к поступлению в кровь соединения из всех возможных источников, включая секрецию из желез и превращение прогормонов в интересующий стероид. В устойчивом состоянии количество гормона, поступающего в кровь из всех источников, будет равно скорости, с которой он очищается (скорость метаболического клиренса), умноженной на концентрацию в крови (скорость продукции = скорость метаболического клиренса × концентрация). Если вклад метаболизма прогормонов в циркулирующий пул стероидов невелик, то скорость продукции будет приблизительно равна скорости секреции». Источники: см. шаблон. | |||||||
Синтетические стероиды и стерины
Также были изобретены 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, чем натуральные стероиды, рецепторы которых они активируют. [8]
Некоторые примеры синтетических стероидных гормонов:
- Глюкокортикоиды : алклометазон , преднизолон , дексаметазон , триамцинолон , кортизон
- Минералокортикоиды : флудрокортизон
- Витамин D: дигидротахистерол
- Андрогены: оксандролон , оксаболон , нандролон (также известные как анаболические андрогенные стероиды или просто анаболические стероиды )
- Эстрогены: диэтилстильбэстрол (ДЭС) и этинилэстрадиол (ЭЭ)
- Прогестины: норэтистерон , медроксипрогестерона ацетат , гидроксипрогестерона капроат .
Некоторые антагонисты стероидов:
- Андрогены: ципротерона ацетат
- Прогестины: мифепристон , гестринон
Транспорт
Стероидные гормоны транспортируются через кровь, будучи связанными с белками-носителями — белками сыворотки, которые связывают их и увеличивают растворимость гормонов в воде. Некоторые примеры — глобулин, связывающий половые гормоны (ГСПГ), глобулин, связывающий кортикостероиды , и альбумин . [9] 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 белков, растворяющих кровь, и либо связаться с внеклеточными рецепторами, либо пассивно пересечь клеточную мембрану и связаться с ядерными рецепторами . Эта идея известна как гипотеза свободного гормона. Эта идея показана на рисунке 1 справа.
Одно исследование показало, что эти комплексы стероид-носитель связываются с мегалином , мембранным рецептором, и затем попадают в клетки посредством эндоцитоза . Один из возможных путей заключается в том, что, попав внутрь клетки, эти комплексы попадают в лизосому, где белок-носитель разрушается, а стероидный гормон высвобождается в цитоплазму целевой клетки. Затем гормон следует геномному пути действия. Этот процесс показан на рисунке 2 справа. [10] Роль эндоцитоза в транспорте стероидных гормонов изучена недостаточно и находится в стадии дальнейшего изучения.
Для того чтобы стероидные гормоны пересекли липидный бислой клеток, они должны преодолеть энергетические барьеры, которые помешали бы им войти или выйти из мембраны. Свободная энергия Гиббса здесь является важной концепцией. Эти гормоны, которые все получены из холестерина, имеют гидрофильные функциональные группы на обоих концах и гидрофобные углеродные остовы. Когда стероидные гормоны входят в мембраны, существуют барьеры свободной энергии, когда функциональные группы входят в гидрофобную внутреннюю часть мембраны, но для гидрофобного ядра этих гормонов энергетически выгодно войти в липидные бислои. Эти энергетические барьеры и колодцы меняются местами для гормонов, выходящих из мембран. Стероидные гормоны легко входят и выходят из мембраны в физиологических условиях. Экспериментально было показано, что они пересекают мембраны со скоростью, близкой к 20 мкм/с, в зависимости от гормона. [11]
Хотя для гормонов энергетически более выгодно находиться в мембране, чем в ECF или ICF, они фактически покидают мембрану, как только они в нее проникают. Это важное соображение, поскольку холестерин — предшественник всех стероидных гормонов — не покидает мембрану, как только он внедряется внутрь. Разница между холестерином и этими гормонами заключается в том, что холестерин находится в гораздо большем отрицательном колодце свободной энергии Гиббса, когда он находится внутри мембраны, по сравнению с этими гормонами. Это происходит потому, что алифатический хвост холестерина имеет очень благоприятное взаимодействие с внутренней частью липидных бислоев. [11]
Механизмы действия и эффекты
Существует множество различных механизмов, посредством которых стероидные гормоны воздействуют на свои целевые клетки. Все эти различные пути можно классифицировать как имеющие либо геномный эффект, либо негеномный эффект. Геномные пути медленные и приводят к изменению уровней транскрипции определенных белков в клетке; негеномные пути гораздо быстрее.
Геномные пути
Первыми выявленными механизмами действия стероидных гормонов были геномные эффекты. [12] В этом пути свободные гормоны сначала проходят через клеточную мембрану, поскольку они жирорастворимы. [7] В цитоплазме стероид может подвергаться или не подвергаться ферментативному изменению, такому как восстановление, гидроксилирование или ароматизация. Затем стероид связывается со специфическим рецептором стероидных гормонов , также известным как ядерный рецептор , который является крупным металлопротеином. После связывания стероида многие виды стероидных рецепторов димеризуются : две субъединицы рецептора объединяются, образуя одну функциональную ДНК -связывающую единицу, которая может проникать в ядро клетки. Попав в ядро, комплекс лиганда стероид-рецептора связывается со специфическими последовательностями ДНК и индуцирует транскрипцию своих целевых генов . [4] [13] [14] [12]
Негеномные пути
Поскольку негеномные пути включают любой механизм, который не является геномным эффектом, существуют различные негеномные пути. Однако все эти пути опосредованы каким-либо типом рецептора стероидных гормонов, обнаруженным на плазматической мембране. [15] Было показано, что ионные каналы, транспортеры, рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), и текучесть мембраны подвержены влиянию стероидных гормонов. [11] Из них наиболее распространенными являются белки, связанные с GPCR. Для получения дополнительной информации об этих белках и путях посетите страницу рецепторов стероидных гормонов .
Смотрите также
Ссылки
- ^ "Стероидные гормоны - Последние исследования и новости | Nature". www.nature.com . Получено 2021-12-06 .
- ^ "стероидный гормон | Определение, классификация и функции | Britannica". www.britannica.com . Получено 2021-12-06 .
- ^ Funder JW, Krozowski Z, Myles K, Sato A, Sheppard KE, Young M (1997). «Минералокортикоидные рецепторы, соль и гипертония». Recent Prog Horm Res . 52 : 247–260 . PMID 9238855.
- ^ ab Gupta BBP, Lalchhandama K (2002). "Молекулярные механизмы действия глюкокортикоидов" (PDF) . Current Science . 83 (9): 1103–1111 .
- ^ Frye CA (2009). «Стероиды, репродуктивная эндокринная функция и влияние. Обзор». Minerva Ginecol . 61 (6): 541–562 . PMID 19942840.
- ^ Häggström, Mikael; Richfield, David (2014). «Схема путей стероидогенеза человека». WikiJournal of Medicine . 1 (1). doi : 10.15347/wjm/2014.005 . ISSN 2002-4436.
- ^ ab Линда Дж. Хеффнер; Дэнни Дж. Шуст (2010). Репродуктивная система на первый взгляд . John Wiley and Sons. стр. 16–. ISBN 978-1-4051-9452-5. Получено 28 ноября 2010 г.
- ^ Nahar L, Sarker SD, Turner AB (2007). «Обзор синтетических и природных стероидных димеров: 1997-2006». Curr Med Chem . 14 (12): 1349– 1370. doi :10.2174/092986707780597880. PMID 17504217.
- ^ Адамс Дж. С. (2005). ««Связанный» с работой: пересмотр гипотезы свободного гормона». Cell . 122 (5): 647– 9. doi : 10.1016/j.cell.2005.08.024 . PMID 16143095.
- ^ Хаммес А (2005). «Роль эндоцитоза в клеточном поглощении половых стероидов». Cell . 122 (5): 751– 62. doi : 10.1016/j.cell.2005.06.032 . PMID 16143106.
- ^ abc Oren I (2004). «Свободная диффузия стероидных гормонов через биомембраны: симплексный поиск с расчетами неявной модели растворителя». Biophysical Journal . 87 (2): 768– 79. Bibcode :2004BpJ....87..768O. doi :10.1529/biophysj.103.035527. PMC 1304487 . PMID 15298886.
- ^ ab Rousseau G (2013). «Пятьдесят лет назад: поиск рецепторов стероидных гормонов». Молекулярная и клеточная эндокринология . 375 ( 1– 2): 10– 3. doi : 10.1016/j.mce.2013.05.005. PMID 23684885. S2CID 24346074.
- ^ Мур FL, Эванс SJ (1995). «Стероидные гормоны используют негеномные механизмы для управления функциями и поведением мозга: обзор доказательств». Brain Behav Evol . 54 (4): 41– 50. doi :10.1159/000006610. PMID 10516403. S2CID 1998076.
- ^ Marcinkowska E, Wiedłocha A (2002). «Трансдукция стероидного сигнала, активированная на клеточной мембране: от растений к животным». Acta Biochim Pol . 49 (9): 735–745 . doi : 10.18388/abp.2002_3782 . PMID 12422243.
- ^ Wang C, Liu Y, Cao JM (2014). «G-белок-связанные рецепторы: внеядерные медиаторы для негеномных действий стероидов». Международный журнал молекулярных наук . 15 (9): 15412– 25. doi : 10.3390/ijms150915412 . PMC 4200746. PMID 25257522 .
Дальнейшее чтение
- Brook CG (1999). «Механизм полового созревания». Horm. Res . 51 Suppl 3 (3): 52– 4. doi :10.1159/000053162. PMID 10592444. S2CID 33671883.
- Holmes SJ, Shalet SM (1996). «Роль гормона роста и половых стероидов в достижении и поддержании нормальной массы костей». Horm. Res . 45 ( 1– 2): 86– 93. doi :10.1159/000184765. PMID 8742125.
- Оттоленги К., Уда М., Криспони Л., Омари С., Цао А., Форабоско А., Шлессинджер Д. (январь 2007 г.). «Определенность и стабильность пола». Биоэссе . 29 (1): 15–25 . doi :10.1002/bies.20515. PMID 17187356. S2CID 23824870.
- 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. PMID 9660168. S2CID 6470903.
- McEwen BS (1992). «Стероидные гормоны: влияние на развитие и функционирование мозга». Horm. Res . 37 Suppl 3 (3): 1– 10. doi :10.1159/000182393. PMID 1330863.
- Саймонс (август 2008 г.). «физиологическое и фармакологическое действие стероидных гормонов». BioEssays . 30 (8): 744– 56. doi :10.1002/bies.20792. PMC 2742386. PMID 18623071 .
- Han, Thang S.; Walker, Brian R.; Arlt, Wiebke; Ross, Richard J. (17 декабря 2013 г.). «Лечение и результаты лечения взрослых с врожденной гиперплазией надпочечников». Nature Reviews Endocrinology . 10 (2): 115– 124. doi : 10.1038/nrendo.2013.239. PMID 24342885. S2CID 6090764Рисунок 2: Путь стероидогенеза надпочечников.
{{cite journal}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )
Внешние ссылки
- Анимированное и озвученное руководство по передаче сигналов ядерными рецепторами
- Виртуальный учебник по химии
- stedwards.edu
- Как работают стероидные гормоны
