Steroïde hormonenstructuur, synthese, werkingsmechanisme

De Steroïde hormonen Het zijn stoffen gemaakt door interne secretieklieren en die rechtstreeks in de bloedsomloopstroom dumpen, die hen naar de weefsels leidt waar ze hun fysiologische effecten uitoefenen. De generieke naam komt voort uit het feit dat hij een steroïde kern in zijn basisstructuur bezit.

Cholesterol is de voorloper -substantie waaruit alle steroïde hormonen worden gesynthetiseerd, die zijn gegroepeerd in progesting (bijvoorbeeld progesteron), oestrogenen (stronatie), androgenen (testosteron), glucocorticoïden (cortisol), mineralocorticoids (aldosteron) en vitamine -dias. 

Vergelijking van de structuur van een steroïde hormoon (cortisol) met een molecuul van dezelfde chemische aard (vitamine D3) (bron: de originele uploader was Palladius bij Engelse Wikipedia. [Public Domain] Via Wikimedia Commons)

Hoewel de verschillende steroïde hormonen onder hen moleculaire verschillen aanwezig zijn die die zijn die hun verschillende functionele eigenschappen verlenen, kan worden gezegd dat ze een basisstructuur hebben die voor hen gemeenschappelijk is en die wordt weergegeven door de cyclopentanoperhydrofenantreno van 17 koolstofatomen.

[TOC]

Steroïde structuur

Steroïden zijn organische verbindingen van zeer diverse aard die gemeen hebben wat kan worden beschouwd als een voorloper -kern bestaande uit de fusie van drie ringen van zes koolstofatomen (cyclohexan) en een van de vijf koolstofatomen (cyclopentano).

Deze structuur staat ook bekend als "cyclopentanoperhydrofenantreno". Omdat de ringen wederzijds verenigd zijn, zijn de totale koolstofatomen die het vormen 17; Echter, de meest natuurlijke steroïde.

Schema van de vier ringen van cyclopentanoperhidrofenantreno cycropische structuur (bron: neurotokeker [public domein] via Wikimedia Commons)

Veel van de natuurlijke steroïde verbindingen hebben ook een of meer groepen met een alcoholische functie en ontvangen daarom de naam van sterolen. Onder hen is cholesterol, dat een alcoholfunctie heeft in koolstof 3 en een laterale koolwaterstofketen van 8 koolstof -aangetaste koolstofatomen 17; atomen die genummerd zijn van 20 tot 27.

Structuur van een steroïde. Gemodificeerd beeld van Marcotolo/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5)

Naast deze 17 koolstofatomen kunnen steroïde hormonen in hun structuur 1, 2 of 4 meer van deze atomen bezitten, dus drie soorten steroïden worden herkend, namelijk: C21, C19 en C18.

C21

C21, zoals progesteron en bijniercorticosteroïden (glucocorticoïde en mineralocorticoïden), zijn afgeleid van "zwanger". Dit heeft 21 koolstofatomen omdat bij 17 van de basisring de twee van de methylgroepen van koolstofatomen 13 en 10 worden toegevoegd, en twee koolstofatomen van de zijketen bevestigd aan de C17 die oorspronkelijk, in het cholesterol.

C19

De C19 komen overeen met geslachtshormonen met androgene activiteit en ontstaan ​​uit de "Androstano" (19 koolstofatomen), de structuur die overblijft wanneer de zwangerschap de twee koolstofatomen van de zijketen van de C17 verliest, die wordt vervangen door een hydroxyl of hydroxyl een ketonische groep.

C18

De C18 -steroïden zijn vrouwelijke of oestrogeenhormonen die voornamelijk worden gesynthetiseerd in vrouwelijke gonaden en wiens prominent kenmerk, met betrekking tot de andere twee soorten steroïden, is de afwezigheid van de methyl aanwezig in de laatste gebonden aan koolstof in positie 10.

Tijdens de synthese van cholesterol worden enzymatische modificaties geproduceerd die het aantal koolstofatomen veranderen en dehydrogenering en hydroxilaties van specifieke koolstofatomen van de structuur bevorderen.

Synthese

Steroïde hormoonproducerende cellen bevinden zich voornamelijk in de schors van de bijnieren, waar glucocorticoïden zoals cortisol, mineralocorticoïden zoals aldosteron en mannelijke geslachtshormonen zoals dehydroepiandrosteron en Andrrosteda.

Seksuele gonaden van mannelijke zijn verantwoordelijk voor de productie van androgenen die de reeds genoemde hormonen en testosteron omvatten, terwijl eierstokfollikels die rijping bereiken progesteron en oestrogeen produceren.

Kan u van dienst zijn: de helft van mij: wat is, fundering, voorbereiding, gebruik

De synthese van alle steroïde hormonen begint vanuit cholesterol. Dit molecuul kan worden gesynthetiseerd door steroïde hormonen die cellen produceren, maar meestal verkrijgen deze cellen van lipoproteïnen met lage dichtheid (LDL) aanwezig in het circulerende plasma.

Synthese van bijnierhormonen (Bron: Endocrine Doctor [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

- Synthese op het bijnierschorsniveau

Drie lagen worden onderscheiden in de bijnierschors, van buiten bekend als respectievelijk glomerulaire, fasciculaire en reticulaire gebieden.

In de glomerulaire zijn ze fundamenteel gesynthetiseerde mineralocorticoïden (aldosteron), in de fasciculaire glucocorticoïden zoals corticosteron en cortisol, en in de reticulaire androgenen zoals dehydroepiandrosteron en androStene.

Glucocorticoïde synthese

De eerste stap in de synthese vindt plaats in de mitochondria en bestaat uit de werking van een enzym genaamd cholesterol demollase, behorend tot de superfamilie van de cytochroom p450 en ook bekend als "p450scc" of "cyp11a1", die de eliminatie van 6 van de 6 Koolstofatomen van de zijketen bevestigd aan C17.

Met de werking van het semolase wordt cholesterol (27 koolstofatomen) een zwanganolon, een verbinding met 21 koolstofatomen en vertegenwoordigt de eerste van de steroïden van type C21.

De zwangereenolon gaat naar het gladde endoplasmatische reticulum, waarbij door werking van het enzym 3p-hydroxiesteroïde dehydrogenase.

Door de werking van het 21β-hydroxylase, ook wel "P450C21" of "CYP21A2" genoemd, is het progesteron hydroxyle in koolstof 21 en transformeert in 11-dexicorticosteron, die terugkeert naar de mitochondria, en waaraan het enzym 11β-hydroase ("" "" " P450C11 "of" CYP11B1 ") converteert naar corticosteron.

Een andere lijn van synthese in de fasciculaire zone en die eindigt niet in corticosteron, maar in cortisol, treedt op wanneer de zwanganolon of progesteron in positie 17 gehydroxyleerd is door het 17a-hydroxylase ("P450C17" of "CYP17") en wordt omgezet in 17-hydroxipnenolon of 17-hydroxiprgesterone.

Hetzelfde enzym al genoemd, dehydrogenase van 3p-hydroxiesteroïden, die zwangerschap omzetten in progesteron, converteert ook 17-hydroxipnenolon in 17-hydroxiprgesteron.

De laatste wordt achtereenvolgens gedragen, door de laatste twee enzymen van de weg die corticosteron produceren (21β-hydroxylase en 11β-hydroxylase) naar respectievelijk deoxyxicortisol en cortisol.

Glucocorticoïde acties

De belangrijkste glucocorticoïden geproduceerd in de fasciculaire zone van de bijnierschors zijn corticosteron en cortisol. Beide stoffen, maar vooral cortisol, vertonen een breed spectrum van acties die van invloed zijn op het metabolisme, bloed, verdediging en wondgenezingsreacties, botmineralisatie, spijsverteringskanaal, bloedsomloop en longen.

Wat het metabolisme betreft, stimuleert cortisol de lipolyse en de afgifte van vetzuren die in de lever kunnen worden gebruikt voor de vorming van ketonlichamen met lage dichtheid (LDL); vermindert glucose -verzameling en lipogenese in vetweefsel en het verzamelen en gebruiken van glucose in de spier.

Het bevordert ook het eiwitcatabolisme in de periferie: in het connectorweefsel, de spier en de botmatrix, die aminozuren vrijgeven die in de lever kunnen worden gebruikt voor de synthese van plasma -eiwitten en voor gluconeogenese. Bovendien stimuleert de intestinale glucose -absorptie door de productie van SGLT1 -transporters te verhogen.

Versnel de glucose -darmabsorptie, verhoogde leverproductie en verminderd gebruik van dit koolhydraat in spier- en vetweefsel zijn voorstander van een verhoging van plasmaglucosespiegels.

Wat het bloed betreft, cortisol bevordert het coagulatieproces, stimuleert de vorming van neutrofielen en remt die van eosinofielen, basofielen, monocyten en lymfocyten T. Het remt ook de bevrijding van ontstekingsmediatoren zoals prostaglandines, interleukines, lymfocines, histamine en serotonine.

Kan u van dienst zijn: chemiorreceptor

Over het algemeen kan worden gezegd dat glucocorticoïden de immuunrespons interfereren, zodat ze therapeutisch kunnen worden gebruikt in die gevallen waarin deze respons overdreven of ongepast is, zoals in het geval van auto -immuunziekten of in orgaantransplantaties om de afwijzing te verminderen.

- Androgeensynthese

Androgene synthese op het bijniercortexniveau bevindt zich voornamelijk op het niveau van de reticulaire zone en van 17-hydroxipregneolon en 17-hydroxiprgesteron.

Hetzelfde enzym 17a-hydroxylase, dat de twee vers genoemde stoffen produceert, heeft ook 17.20 Liasa-activiteit, die de twee koolstofatomen van de zijketen van de C17 onderdrukt en vervangt door een keto-groep (= O).

Deze laatste actie vermindert het aantal koolstofatomen en produceert steroïden van type C19. Als de actie plaatsvindt op de 17-hydroxipnenolon, is het resultaat dehydroepiandrosteron; Als de aangetaste substantie daarentegen hydroxiprgesteron is, dan is het product de Androsteen.

Beide verbindingen maken deel uit van de zogenaamde 17-zosteroïden, omdat ze een ketongroep in koolstof 17 hebben.

3β-hydroxisteroïde dehygenase converteert ook dehydroepiandrosteron in Androstene.

Mineralocorticoid -synthese (aldosteron)

De glomerulaire zone mist het enzym 17a-hydroxylase en kan de 17-hydroxiesteroïde voorlopers van cortisol en geslachtshormonen niet synthetiseren. Noch bezit het 11β-hydroxylase, maar een enzym genaamd aldosteronsynthesase dat opeenvolgend corticosteron, 18-hydroxychorisch en het aldosteron mineralocorticoïde kan produceren.

Mineralocorticoïde acties

Het belangrijkste mineralocorticoïde is het gesynthetiseerde aldosteron in het glomerulaire gebied van de bijnierschors, maar glucocorticoïden vertonen ook mineralocorticoïde activiteit.

De aldosteron mineralocorticoïde activiteit wordt ontwikkeld op het niveau van het buisvormige epitheel van de distale nefron -lichaamsvloeistoffen.

- Synthese van mannelijke geslachtssteroïden in de testikels

Androgen testiculaire synthese treedt op op het niveau van Leydig -cellen. Testosteron is het belangrijkste androgene hormoon dat in de testikels wordt geproduceerd. De synthese ervan impliceert de initiële productie van andRostenediona zoals eerder beschreven voor de synthese van androgenen op het niveau van de bijniercortex.

Androsteneciona wordt omgezet in testosteron door werking van het enzym 17β-hydroxiesteroid dehydrogenase, dat de ketongroep van koolstof 17 vervangt door een hydroxylgroep (OH).

In sommige weefsels die dienen als een doelstelling voor testosteron, wordt dit verminderd door een 5α-reductase tot dihydrotestosteron, met grotere androgene kracht.

- Synthese van vrouwelijke geslachtssteroïden in de eierstokken

Deze synthese vindt plaats cyclisch bij de veranderingen die optreden tijdens de vrouwelijke seksuele cyclus. De synthese treedt op in de follikel dat gedurende elke volwassen cyclus een ei af te geven en vervolgens het overeenkomstige luteumlichaam produceert.

Oestrogenen worden gesynthetiseerd in de korrelige cellen van de volwassen follikel. De volwassen follikel heeft cellen in zijn teak die androgenen produceren zoals Andrrostenediona en testosteron.

Deze hormonen verspreiden zich naar de aangrenzende korrelige cellen, die het aromatase-enzym hebben dat hen stronatie maakt (E1) en 17β-stradiol (E2). Van beiden wordt Striol gesynthetiseerd.

Acties van sekssteroïden

Andogenen en oestrogenen hebben als hoofdfunctie de ontwikkeling van respectievelijk mannelijke en vrouwelijke seksuele karakters. Andogenen hebben anabole effecten die de synthese van structurele eiwitten bevorderen, terwijl oestrogenen de voorkeur geven aan het ossificatieproces.

Oestrogenen en progesteron vrijgegeven tijdens de vrouwelijke seksuele cyclus zijn gericht.

Kan u van dienst zijn: Flora en Fauna van Baja California Sur

Werkingsmechanisme

Als u het geheugen over het mechanisme van hormoonactie moet vernieuwen, wordt het aanbevolen om de volgende video te visualiseren voordat u doorgaat.

Het werkingsmechanisme van steroïde hormonen is in alle. In het geval van lipofiele verbindingen lossen ze zonder problemen op in het lipidemembraan en penetreren ze het cytoplasma van hun witte cellen, die specifieke cytoplasmatische receptoren hebben voor het hormoon waarop ze moeten reageren.

Zodra het hormoon-ontvanger-complex is gevormd, kruist het het nucleaire membraan en sluit zich aan bij het genoom, op de manier van een transcriptiefactor, met een element van respons op het hormoon (HRE) of primaire responsgen, die u kunt reguleren Andere secundaire responsgenen.

Het uiteindelijke resultaat is de bevordering van transcript en synthese van RNA -boodschappers die worden vertaald in de ribosomen van het ruwe endoplasmatische reticulum dat uiteindelijk de door hormoon geïnduceerde eiwitten synthetiseert.

Aldosteron als voorbeeld

Aldosteron molecuul

De werking van het aldosteron wordt voornamelijk uitgeoefend op het niveau van het uiteindelijke deel van de distale buis en in de verzamelkanalen, waarbij het hormoon de reabsorptie van Na+ en de secretie van K bevordert+.

In het luminale membraan van de belangrijkste tubulaire cellen van deze regio zijn er epitheliale kanalen van Na+ en K+ -kanalen van het Engelse type (van het Engels Renale buitenste medullaire kaliumkanaal)).

Het basolaterale membraan heeft Na+/K+ ATPASA -pompen die continu Na+ van de cel naar de basolaterale interstitiële ruimte brengen en K+ in het interieur van de cel introduceren. Deze activiteit houdt de intracellulaire concentratie van Na+ zeer laag en bevordert het creëren van een concentratiegradiënt voor dit ion tussen het licht van de buis en de cel.

Met deze gradiënt kan de Na+ door het epitheliale kanaal naar de cel bewegen en naarmate de Na+ alleen passeert, is er voor elke ion die beweegt een niet -gecompenseerde negatieve belasting waardoor het licht van de tubulus negatief wordt met betrekking tot het interstitium. Dat wil zeggen, een transepiteliaal potentieelverschil wordt gecreëerd met het negatieve licht.

Deze negativiteit van het licht bevordert de uitgang van K+ die wordt bewogen door zijn grotere concentratie in de cel en de negativiteit van het licht wordt uitgescheiden naar het licht van de tubule om uiteindelijk te worden uitgescheiden. Het is deze Na+ -resorptie -activiteit en secretie van K+ die wordt gereguleerd door de actie van het aldosteron.

Het aldosteron aanwezig in bloed en vrijgegeven uit de glomerulaire zone in reactie op de werking van angiotensine II, of tot hyperkaliëmie, dringt door in de hoofdcellen en sluit zich aan bij zijn intracitoplasmatische receptor.

Dit complex bereikt de kern en bevordert de transcriptie van de genen waarvan de expressie uiteindelijk de synthese en activiteit van de Na+/K+-pompen zal vergroten, van de Na+Epitheliale kanalen en de ROMK -kanalen van K+, evenals andere eiwitten meer. Antwoord dat de behoud van Na+ in het organisme en de toename van de urinaire uitscheiding van K zal hebben+.

Referenties

1. Ganong WF: De bijnier Medulla & bijnier Cortex, 25e ed. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Adrenocortical Hormones, in Leerboek van medische fysiologie , 13e ed, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormone, In Physiologie des Menschen Mite Pathophysiologie, 31 e ed, RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Voigt K: Endokrines System, in: Physiologie, 6e ed; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H en Strang KT: vrouwelijke reproductieve fysiologie, in Vander's Human Physiology: The Mechanismen of Body Function, 13e ed; EP Widmaier et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2014.