Источник стероидных гормонов. Стероидные гормоны

Стероидные гормоны надпочечников образуются из холестерола, который главным образом поступает из крови, но в небольшом количестве синтезируется in situ из ацетил-СоА через промежуточное образование мевалоната и сквалена. Значительная часть холестерола подвергается в надпочечниках этерификации и накапливается в цитоплазме в липидных капельках. При стимуляции надпочечников посредством АКТГ (или сАМР) происходит активация эстеразы и образующийся свободный холестерол транспортируется в митохондрии, где фермент цитохром Р-450, отщепляющий боковую цепь превращает его в прегненолон. Отщепление боковой цепи включает в себя две реакции гидроксилирования: сначала при С-22, затем при С-20; последующее расщепление боковой связи (удаление 6-углеродного фрагмента изокапроальдегида) приводит к образованию 21-углеродного стероида (рис. 48.2). АКТГ-зависимый белок может связывать и активировать холестерол или Р-450. Мощным ингибитором и биосинтеза стероидов является аминоглутэтимид.

У млекопитающих все стероидные гормоны синтезируются из холестерола через промежуточное образование прегненолона в ходе последовательных реакций, которые протекают в митохондриях либо эндоплазматическом ретикулуме клеток надпочечников. Важную роль в стероидогенезе играют гидроксилазы, катализирующие реакции с участием молекулярного кислорода и NADPH; в определенных этапах процесса участвуют дегидрогеназы, изомераза и лиаза. В отношении стероидогенеза клетки проявляют определенную специфичность. Так, -гидроксилаза и -гидроксистероид-дегидрогена-за - ферменты, необходимые для синтеза альдо-стерона, - присутствуют только в клетках клубочковой зоны и потому только они продуцируют этот минералокортикоид. На рис. 48.3 схематически изображены пути синтеза трех основных классов стероидов надпочечников. Названия ферментов заключены в рамочки, превращения на каждом из этапов выделены цветом.

Синтез минералокортикоидов

Синтез альдостерона протекает по специфичному для минералокортикоидов пути и локализован в клубочковой зоне надпочечников. Превращение прегненолона в прогестерон происходит в результате действия двух ферментов гладкого эндоплазматического ретикулума -Зр-гидроксистеро иддегидрогеназы (Зр-ОН-СД) и Д5-4-изомеразы. Далее прогестерон подвергается гидроксилированию по положению и образуется -дезоксикортикосгерон (ДОК), являющийся активным минералокортикоидом (задерживает Na+). Следующее гидроксилирование (по С-11) приводит к образованию кортикостерона, обладающего глюкокортикоидной активностью и в малой степени-минералокортикоидной (менее 5% от активности альдостерона). У некоторых видов (например, у грызунов) кортикостероид- самый мощный глюкокортикоидный гормон. Гидроксилирование по необходимо для проявления как глюко-, так и минералокортикоидной активности, но наличие гидроксильной группы при С-17 ведет в большинстве случаев к тому, что стероид

Рис. 48.2. Отщепление боковой цеии холестерола и основные структуры стероидных гормонов.

обладает в большей мере глюкокортикоидной активностью и в меньшей степени-минералокортикоидной. В клубочковой зоне фермент гладкого эндоплазматического ретикулума -гидроксилаза отсутствует, но есть митохондриальная 18-гидроксилаза. Под действием этого последнего ферменга кортикостерон превращается в 18-гидроксикортикостерон, из которого далее образуется альдостерон - путем окисления спиртовой группы при С-18 в альдегидную. Уникальный набор ферментов в кчубочковой зоне и специфический характер ее регуляции (см. ниже) позволили ряду ученых не только рассматривать надпочечники как две эндокринные железы, но и кору надпочечников - как два фактически разных органа.

Синтез глюкокортикоидов

Для синтеза кортизола необходимы три гидроксилазы, воздействующие последовательно на положения Первые две реакции идут очень быстро тогда как гидроксилирование по относительно медленно. Если сначала происходит гидроксилирование по то это создает препятствие для действия -гидроксилазы и синтез стероидов направляется по минералокортикоидному пути (образование альдостерона или кортикостерона в зависимости от типа клеток). -Гидроксилаза-фермент гладкого эндоплазматического ретикулума, воздействующий либо на прогестерон, либо (чаще) на прегненолон. Продукт реакции - -гидроксипрогестерон-далее гидроксилируется по с образованием -дезокси-кортизола. Гидроксилирование последнего по дает кортизол - самый мощный из природных глюкокортикоидных гормонов человека. -Гидроксилаза - фермент гладкого эндоплазматического ретикулума, а -гидроксилаза-митохондриальный фермент. Из этого следует, что во время стероидогенеза в клетках клубочковой и пучковой зон происходит челночное движение субстратов: их вход в митохондрии и выход из них (рис. 48.4).

Синтез андрогенов

Основной андроген или, точнее, предшественник андрогенов, вырабатываемый корой надпочечников, - это дегадроэпиандростерон (ДЭА). Большая часть 17-гидроксипрегненолона направляется на синтез глюкокортикоидов, но небольшая его доля подвергается окислению с отщеплением двухуглеродной боковой цепи под действием 17,20-лиазы. Этот фермент выявлен в надпочечниках и гонадах; его субстратом служат только 17а-гидрокси-соединения. Продукция андрогенов заметно возрастает, если нарушается биосинтез глюкокортикоидов из-за недостаточности одной из идроксилаз (см. ниже, адреногенитальный синдром). Большая часть

(см. скан)

Рис. 48.3. Последовательности реакций, обеспечивающие синтез трех основных классов стероидных гормонов. Участвующие ферменты обведены рамкой; произошедшие на каждом этапе модификации выделены цветом. (Slightly modified and reproduced, with permission from Harding B. W. Page 1135 in Endocrinology v.2, Debroot L. Y. , Grune and Stratton. 1979.)

Рис. 48.4. Внутриклеточная локализация последовательных этапов биосинтеза i люкортикоидов. В ходе стероидогенеза в клетках надпочечников происходит челночное движение предшественников гормонов между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом. Участвующие ферменты: 1) С20_22-лиаза, 2) 3(3 i идроксистероид-дегид-рогеназа и Д54-изомераза, 3) 17а-гидроксилаза, 4) 21-гид-роксилаза, 5) 11Р-гидроксилаза. (Slightly modified and reproduced, with permission from Hardind B.W. Page 1135 in Endocrinology v.2, Debroot L. Y . Crune and Stratton, 1979.)

ДЭА быстро модифицируется путем присоединения сульфата, причем примерно половина ДЭА сульфатируется в надпочечниках, а остальная часть в печени. Сульфатированный ДЭА биологически неактивен, но удаление сульфатной группы восстанавливает активность. ДЭА - это в сущности прогормон, поскольку под действием ЗР-ОН-СД и Д5-4-изомеразы этот слабый андроген превращается в более активный андростендион. В небольшом количестве андростендион образуется в надпочечниках и при воздействии лиазы на -гидроксипрогес-терон. Восстановление андростендиона по положению С-17 приводит к образованию тестостерона - самого мощного андрогена надпочечников. Однако по этому механизму в надпочечниках синтезируется лишь малое количество тестостерона, а в основном это превращение протекает в других тканях.

Из венозной крови, оттекающей от надпочечников, можно выделить в небольших количествах и другие стероиды, в том числе -дезок-сикортикостерон, прогестерон, прегненолон, -гидроксипрогестерон и очень немного эстрадиола, образованного путем ароматизации тестостерона. Продукция этих гормонов надпочечниками столь низка, что не играет существенной роли на фоне продукции дргих желез.

Стероидные гормоны - биологически активные вещества, которые вырабатываются в различных эндокринных железах. Они имеют сходное строение, поскольку производятся из общего предшественника - холестерина. А также для них характерен одинаковый принцип действия на клетки-мишени.

К этой группе относятся кортикостероиды и половые гормоны. Они регулируют обмен веществ, влияют на репродуктивную функцию, поддерживают постоянство внутренней среды организма. Препараты, содержащие стероиды, применяют во многих сферах медицины.

• Показать всё

  Характеристика и биохимия стероидных гормонов

  Стероидные гормоны вырабатываются в эндокринных клетках человека. Источником для их синтеза служит холестерин. После производства вещества поступают в кровоток и доставляются в удаленные ткани-мишени, где выполняют роль регуляторов разнообразных процессов, происходящих в организме.

  Классификация стероидов и место их продукции:

  Стероидные гормоны в коре надпочечников и половых железах синтезируются по одинаковой схеме. Путь, по которому идет превращение холестерина в этих органах, зависит от активности присутствующих в них ферментов. При их дефектах выработка стероидов нарушается, что приводит к гормональному дисбалансу и развитию патологии.

  Производство стероидов находится под контролем вышележащих структур - гипоталамуса и гипофиза. Они вырабатывают рилизинг-факторы и тропные гормоны, которые стимулируют работу эндокринных желез. Существуют также обратные связи. Чаще всего они носят отрицательный характер - при повышении концентрации кортикостероидов, андрогенов или эстрогенов снижается продукция веществ-регуляторов в гипофизе и гипоталамусе, а при уменьшении уровня стероидных гормонов - их синтез и секреция увеличивается.

  В крови большая часть стероидов находится в связи с транспортными белками, специфическими для каждой группы, и с альбуминами. Эта фракция является биологически неактивной и представляет собой некий резерв. Эффекты на периферии способны осуществлять свободные формы гормонов.

  Стероиды обладают ядерным механизмом действия, свойственным только эукариотам - живым организмам, клетки которых содержат ядро. Они легко проникают через клеточные мембраны внутрь, где связываются с чувствительными к ним рецепторами. Образуемый комплекс поступает в ядро, где взаимодействует с участками ДНК и инициирует ряд процессов, способствующих синтезу определенных белков. Таким образом, под воздействием стероидных гормонов происходит длительная и глубокая метаболическая перестройка.

  Биохимия стероидных гормонов

  

  Половые стероиды

  Условно половые гормоны разделяют на мужские и женские. Однако и те и другие синтезируются в организме обоих полов, но в разном количестве. Основным местом их производства являются гонады - тестикулы и яичники. В меньшей степени они продуцируются корой надпочечников. Отдельные виды стероидов образуются в периферических тканях под действием специфических ферментов.

  К андрогенам относятся:

  • дегидроэпиандростерон;
  • андростендион;
  • тестостерон;
  • дигидротестостерон;
  • андростендиол.

  Женские половые гормоны:

  • прогестерон;
  • эстрадиол;
  • эстрон;
  • эстриол.

  Выработка стероидов в половых железах находится под контролем гонадотропин-рилизинг фактора гипоталамуса и лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормонов гипофиза. Производство надпочечниковых андрогенов регулируется кортиколиберином и адренокортикотропным гормоном (АКТГ).

  

  Мужские гормоны

  Главным андрогеном у мужчин является тестостерон. Основная его часть вырабатывается в клетках Лейдига яичек, и лишь незначительная доля гормона (около 5%) имеет надпочечниковое происхождение. В коже, печени и тестикулах из тестостерона образуется более активная форма - дегидротестостерон. Этот процесс осуществляется под действием фермента 5-альфа редуктазы.

  У женщин мужские гормоны и их предшественники продуцируются в периферических тканях, надпочечниках и гонадах. Основным андрогеном является андростендион, из которого в дальнейшем синтезируются эстрогены.

  Роль андрогенов в организме:

  • формирование мужского пола у плода;
  • инициация и регуляция пубертатного периода;
  • развитие вторичных половых признаков;
  • накопление мышечной массы;
  • улучшение углеводного обмена путем повышения чувствительности тканей к инсулину;
  • стимуляция образования эритроцитов;
  • сосудорасширяющий эффект;
  • усиление либидо, повышение настроение, влияние на поведение и мозговую активность;
  • источники эстрогенов у женщин.

  

  Женские гормоны

  Наиболее активный эстроген - эстрадиол. Он синтезируется в яичниках из андростендиона и в жировой ткани из тестостерона под действием фермента ароматазы. Прогестерон образуется в надпочечниках и кровяном русле из прегненолона и прегненолон-сульфата, а во вторую фазу менструального цикла основным местом его производства является желтое тело. Во время беременности источником гормонов также служит плацента.

  

  Схема синтеза эстрогенов из андрогенов

  Биологическое значение женских стероидов:

  • половое развитие в пубертатный период;
  • регуляция менструального цикла;
  • возникновение и пролонгирование беременности;
  • замедление процессов старения;
  • сохранение костной массы;
  • поддержание нормальной структуры кожи;
  • влияние на свертывающую систему крови;
  • снижение риска ишемической болезни сердца;
  • антидепрессивное действие;
  • улучшение памяти и мозговых процессов.

  Кортикостероиды

  Кортикостероиды вырабатываются в коре надпочечников. В клубочковой зоне образуются минералокортикоиды, а в пучковой - глюкокортикоиды. Их продукцию регулирует АКТГ гипофиза и кортиколиберин, производимый гипоталамусом. Важную роль в контроле их секреции играют и другие факторы - стресс, инфекции, объем жидкости в сосудах, концентрация гормона вазопрессина и содержание калия и натрия в крови.

  Основной представитель группы глюкокортикоидов - кортизол. Его эффекты в организме заключаются в следующем:

  • поддержание достаточного уровня глюкозы в крови;
  • противовоспалительное действие;
  • противостояние стрессу;
  • сохранение водно-солевого баланса.

  Главным минералокортикоидом является альдостерон. Его секреция в большей степени регулируется ренин-ангиотензиновой системой, чем АКТГ. При снижении почечного кровотока и уменьшении уровня натрия усиливается продукция ренина в почках. Запускается цепь реакций, которая в итоге стимулирует выработку альдостерона. Гормон способствует задержке натрия и воды в организме и увеличивает выведение калия с мочой. Таким образом, его физиологическая роль заключается в сохранении нормальной концентрации электролитов и достаточного объема жидкости в кровяном русле.

  Стероидные препараты

  В фармакологии используются препараты стероидной природы. Существуют лекарства, содержащие эфиры тестостерона, производные эстрогенов и прогестерона, глюкокортикоидные и минералокортикоидные средства. Все они имеют широкое применение во многих сферах медицины.

  Синтетические стероиды выпускают в различных формах, что делает их прием удобным. Выпускают также местные препараты, которые оказывают локальное воздействие и практически не вызывают побочных явлений. При попадании лекарственного вещества в кровоток говорят о его системных эффектах. В этом случае терапевтическое действие более выражено, однако нередко возникают нежелательные реакции.

  Лекарства, содержащие тестостерон

  

  Тестостерон в виде пластыря Андродерм

  Тестостерон выпускается в виде растворов, имплантатов, гелей, пластырей, защечных форм и таблеток. Наиболее распространены средства для внутримышечного введения, поскольку они обладают длительным действием, что позволяет использовать их раз в 1–2 недели, месяц. На фоне приема поддерживается более стабильная концентрация гормона в крови. Таблетированные формы назначают реже. Их эффект является кратковременным и менее предсказуемым. А также при их применении возможно токсическое поражение печени.

  Показания для назначения тестостерона:

  • лечение гипогонадизма - состояния, связанного с недостаточной секрецией андрогенов в организме;
  • задержка полового развития;
  • возрастной андрогенодефицит;
  • ангионевротический отек;
  • микропенис (у новорожденных).

  Перечень препаратов:

  Анаболические стероиды

  Анаболические стероиды усиливают синтез белковых молекул в организме. На фоне их приема увеличивается работоспособность, выносливость, нарастает мышечная масса. Препараты способствуют ускорению регенеративных процессов, улучшают доставку кислорода к тканям. Они выпускаются в растворах, предназначенных для внутримышечного введения.

  Лекарства этой группы назначают в восстановительный период после тяжелых заболеваний, истощенным и онкологическим больным (кроме рака простаты и грудных желез), при обширных ожогах. Иногда их используют в спорте для достижения лучших результатов. Но такое применение незаконно и может сопровождаться побочными реакциями - поражением печени, нарушением репродуктивной функции.

  К анаболическим средствам относятся:

  • Метандростенолон (Данабол, Неробол);
  • нандролона деканоат (Ретаболил);
  • нандролона фенилпропионат.

  Препараты женских половых гормонов

  Существуют следующие виды лекарств, содержащих женские половые гормоны:

  • эстрогены;
  • гестагены;
  • комбинированные препараты.
  
  

  Гормональные средства используют для предохранения от нежелательной беременности, профилактики и лечения гиперпластических процессов в эндометрии, проявлений гиперандрогении, в качестве заместительной терапии. Гестагены, содержащие синтетические производные прогестерона, также применяют при недостаточности лютеиновой фазы менструального цикла, для пролонгирования беременности. Они выпускаются в таблетках и в виде местных форм - внутриматочных спиралей, пластырей, кремов, влагалищных систем.

  Современные препараты содержат минимальные дозы эстрогенов и высокоселективные гестагены. Это позволяет добиться выраженного терапевтического воздействия и снизить количество нежелательных реакций. Ряд лекарств обладает дополнительными преимуществами - способствуют выведению лишней жидкости из организма, снижению повышенного давления, эффективно лечат акне.

  Список лекарств, в состав которых входят женские половые гормоны:

  Группа препаратов	Название	Форма выпуска
  Низкодозированные комбинированные оральные контрацептивы (КОК)	Диане-35, Ярина, Белара, Жанин, Регулон, Марвелон	Таблетки
  Микродозированные КОК	Джес, Новинет, Логест, Мерсилон
  КОК, содержащие аналоги натурального эстрадиола	Клайра, Зоэли
  Другие КОК	НоваРинг	Влагалищная рилизинговая система
  Гестагены	Дюфастон, Норколут, Утрожестан, Чарозетта	Таблетки
  	Импланон НКСТ	Подкожный имплантат
  	Мирена	Внутриматочная рилизинговая система
  Комбинированные препараты для заместительной терапии	Климонорм, Фемостон 1/10 (2/10, 1/5), Анжелик, Климодиен, Цикло-Прогинова,	Таблетки
  Эстрогены	Эстрофем, Прогинова, Овестин	Таблетки
  	Дивигель, Эстрожель Гель	Гель
  	Климара	Пластырь
  	Овестин	Крем, свечи

  Кортикостероидные средства

  Глюкокортикоиды используют для лечения воспалительных, аллергических, системных, аутоиммунных патологий, заболеваний органов кроветворения. Они обладают следующими эффектами:

  

  Кортикостероиды, применяемые для лечения заболеваний ЛОР-органов

  • глюкокортикоидный;
  • противовоспалительный;
  • антиаллергический;
  • противошоковый;
  • иммуннодепрессивный.

  В офтальмологии лекарства применяются для терапии болезней глаз и их придатков, в дерматологии - для устранения аллергических реакций по типу крапивницы, дерматитов различной природы, псориаза. ЛОР-врачи назначают кортикостероиды при заболеваниях носа и придаточных пазух. Внутрисуставное введение средств показано при остеоартрозе, псориатическом и ревматоидном артритах, анкилозирующем спондилоартрите. Существуют ректальные свечи с глюкокортикоидами, которые используют при геморрое.

  Для лечения обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы широко распространены ингаляционные формы, которые пациенты вдыхают с помощью ингаляторов. Это позволяет минимизировать побочные действия, связанные с системным приемом стероидов. Таблетированные препараты применяются для коррекции надпочечниковой недостаточности, при тяжелом течении легочной патологии, неспецифическом язвенном колите, болезни Крона, системных поражениях соединительной ткани, после пересадки органов. Внутривенные формы препаратов незаменимы при острых шоковых состояниях.

  Список препаратов кортикостероидов, сферы применения и формы выпуска:

  Область применения	Название	Форма выпуска
  Местные формы
  Офтальмология	Гидрокортизон, Дексаметазон, Софрадекс, Аллергоферон, Макситрол, Тобразон, Максидекс	Глазные капли, мази
  ЛОР-болезни	Софрадекс, Полидекса, Назонекс, Беконазе, Насобек	Назальные спреи, назальные и ушные капли
  Дерматология	Белодерм, Адвантан, Локоид, Фторокорт, Гиоксизон, Акридерм, Тридерм, Кандид Б	Мази, кремы, эмульсии, спреи для наружного применения
  Ревматология	Дипроспан, Гидрокортизон, Депо-Медрол, Триамцинолон	Суспензии для внутрисуставного и околосуставного введения
  Проктология	Проктосерил, Релиф Ультра	Ректальные свечи
  Пульмонология	Будесонид, Беклазон, Ингакорт, Форадил Комби, Серетид, Пульмикорт, Фостер, Симбикорт Турбухалер	Порошки, суспензии, аэрозоли и растворы для ингаляций
  Препараты, оказывающие системное воздействие
  Неотложная медицина, аллергические реакции, эндокринология, пульмонология, лечение аутоиммунных и системных болезней, заболеваний органов пищеварения, патология кроветворения, профилактика реакции отторжения трансплантата и другие состояния	Преднизолон, Кортизон, Гидрокортизон, Кортеф, Метипред, Дексазон, Солу-кортеф, Солу-медрол, Солю-декортин, ДОКСА, Полькортолон, Кортинефф	Таблетки, растворы для внутримышечного и внутривенного введения

  Минералокортикоиды - Кортинефф, ДОКСА, используют для заместительной терапии при надпочечниковой недостаточности, гипотензии и гиповолемии, адреногенитальных расстройствах.

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:

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:

1. Освобождение холестерина из запасающих структур, переход его в митохондрии (органеллы клетки), образование комплексов с белками мембраны этих органелл.
2. Образование прегненолона – предшественника стероидных гормонов, который покидает митохондрии.
3. 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 . 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. 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:

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.

• 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.

9544 0

Синтез стероидных гормонов осуществляется под ферментативным контролем в клетках стероидогенных желез главным образом мезодермального происхождения. У позвоночных животных к ним относятся кора надпочечников, клетки Лейдига семенников, фолликулы и желтое тело яичников, а также плацента млекопитающих. Гормональная форма витамина D3 достраивается из экзогенного витамина в печени и почках. Экдизоны насекомых образуются в большинстве случаев в проторакальных железах, а у представителей некоторых видов — в кольцевой железе личинок. Крустэкдизоны ракообразных синтезируются в Y-органах.

Биосинтез стероидных гормонов происходит из общего для них предшественника холестерина — С27-А5-стероида, который поступает в стероидогенные клетки из крови в составе липопротеидов разной плотности или синтезируется в них из ацетата. Большая часть холестерина в эндокринных клетках содержится в составе липидных капель, локализованных в цитоплазме, в форме эфиров с жирными кислотами. Липидные капли представляют собой депо холестерина, откуда он может быть мобилизован с помощью специфических эстераз.

Биогенез главных стероидных гормонов позвоночных (кортикостероидов;, прогестинов, андрогенов и эстрогенов) характеризуется множественностью путей, варьирующихся у животных разных видов (Юдаев и др., 1976). Схематически его можно представить в виде трех общих и начальных этапов: 1) освобождения холестерина из липидных капель и перехода его в митохондрии, где неэстерифицированный холестерин образует комплексы с белками внутренней митохондриальной мембраны; 2) укорочения боковой цепи холестерина на 6 углеродных атомов (С27 -С21) с образованием С21Д5-стероида прегненолона — ключевого предшественника гормонов, покидающего митохондрии; 3) переброски двойной связи из кольца В в кольцо А (Д5-»Д4) и отщепления водорода у С3 с обрзованием Д4-3-кетостероидов типа прогестерона, осуществляемых в микросомах клетки. Общие начальные этапы биосинтеза стероидных гормонов представлены далее.

Рис 27. Предшественники инсулина. А — превращения препроинсулина в проинеулин и проинсулина в инсулин; Б первичная структура проинсулина свиньи:
ам. ост. — аминокислотные остатки; заштихомны аминокислотные остатки, выщеплаемые из пептида

Очевидно, указанные процессы — лимитирующие биосинтез стероидных гормонов.

Уже на стадии прегненолона или вслед за 3 в-ол-дегидрогеназной реакцией происходит ветвление общего русла биосинтеза стероидных гормонов на основные две линии. Одна из них, начинающаяся с 17 а-гидроксилирования субстратов, приводит к образованию кортизола, андрогенов и эстрогенов. Прогестины (С21) могут быть одними из предшественников представителей всех других групп стероидов данной линии, а андрогены (С 19), в свою очередь, становятся обязательными предшественниками эстрогенов (С18).

Другая линия стероидного биосинтеза, начинающаяся с 21-гидроксилирования субстратов, приводит к образованию кортикостерона и альдостерона, причем кортикостерон может быть предшественником альдостерона. Наличие того или иного пути стероидогенеза в клетках стероидпродуцирующих желез, а следовательно, и структура конечного продукта определяются присутствием в этих клетках соответствующих ферментных систем. Следует отметить, что гидроксилирование в 21-м и 17-м положениях может осуществляться и на стадии холестерина

Характерная особенность биосинтеза стероидных гормонов — ряд последовательно протекающих процессов гидроксилирования молекул стероидов. Они происходят в митохондриях (20а- и 22в-гидроксилирование холестерина, 11в- и 18-гидроксилирование предшественников кортикостероидов) и микросомах (17 а- и 21-гидроксилирование прегненолона и прогестерона, 19-гидроксилирова-ние андрогенов). Эти процессы осуществляются специальными ферментными системами стероидогенных клеток, относящихся к гидррксилазам или оксидазам смешанного типа (Мэсон, 1957). Гидроксилазы обеспечивают недыхательный, гидроксилирующий транспорт электронов от восстановленного кофактора НАДФН к кислороду, который приводит в конечном счете к включению одного из его атомов в гидроксильную группу, присоединяемую к стероиду.

Стероидные гормоны легко проникают внутрь клетки через поверхностную плазмати­ческую мембрану в силу своей липофильности и взаимодействуют в цитозоле со специфи­ческими рецепторами. В цитозоле образуется комплекс «гормон - рецептор», который

движется в ядро. В ядре комплекс распадается и гормон взаимодействует с ядерным хрома­тином. В результате этого происходит взаимодействие с ДНК, а затем - индукция матрич­ной РНК. В ряде случаев стероиды, например, стимулируют в одной клетке образование 100-150 тыс. молекул мРНК, в которых закодирована структура лишь 1-3 белков. Итак, первый этап действия стероидных гормонов - активация процесса транскрипции. Одно­временно происходит активация РНК-полимеразы, которая осуществляет синтез рибосо-мальной РНК (рРНК). За счет этого образуется дополнительное количество рибосом, кото­рые связываются с мембранами эндоплазматического ретикулюма и образуют полисомы. Вследствие всего комплекса событий (транскрипции и трансляции) спустя 2-3 часа после воздействия стероида наблюдается усиленный синтез индуцированных белков. В одной клет­ке стероид влияет на синтез не более 5-7 белков. Известно также, что в одной и той же клетке стероид может вызвать индукцию синтеза одного белка и репрессию синтеза другого белка. Это объясняется тем, что рецепторы данного стероида неоднородны.

2. Механизм действия тиреоидных гормонов.

Рецепторы находятся в цитоплазме и в ядре. Тиреоидные гормоны (а точнее - трийод-тиронин, так как тироксин должен отдать один атом йода и превратиться в трийодтиронин, прежде чем оказать свой эффект) связываются с ядерным хроматином и индуцируют синтез 10-12 белков - это происходит за счет активации механизма транскрипции. Тиреоидные гормоны активируют синтез многих белков-ферментов, регуляторных белков-рецепторов. Тиреоидные гормоны индуцируют синтез ферментов, участвующих в метаболизме, и акти­вируют процессы энергообразования. Одновременно тиреоидные гормоны повышают транс­порт аминокислот и глюкозы через мембраны клеток, усиливают доставку аминокислот в рибосомы для нужд синтеза белка.

3. Механизм действия белковых гормонов, катехоламниов, серотонина, гистамина.

Эти гормоны взаимодействуют с рецепторами, расположенными на поверхности клет­ки, а конечный эффект действия этих гормонов может быть - сокращение, усиление фер­ментных процессов, например, гликогенолиза, повышение синтеза белка, повышение сек­реции и т. д. Во всех этих случаях лежит процесс фосфорилирования белков-регуляторов, перенос фосфатных групп от АТФ к гидроксильным группам серина, треонина, тирозина, белка. Этот процесс внутри клетки осуществляется с участием ферментов-протеинкиназ. Протеинкиназы - это АТФ-фосфотрансферазы. Их много разновидностей, для каждого белка - своя протеинкиназа. Например, для фосфорилазы, участвующей в расщеплении гликоге­на, протеинкиназа носит название «киназа фосфорилазы».

В клетке Протеинкиназы находятся в неактивном состоянии. Активация протеинкиназ осуществляется за счет гормонов, действующих на поверхностно расположенные рецепто­ры. При этом сигнал от рецептора (после взаимодействия гормона с этим рецептором) к протеинкиназе передается с участием специфического посредника, или вторичного мес-сенджера. В настоящее время выяснено, что таким мессенджером могут быть: а) цАМФ, б) ионы Са, в) диацилглицерин, г) какие-то другие факторы (вторичные посредники неизве­стной природы). Таким образом, Протеинкиназы могут быть цАМФ-зависимые, Са-зависи-мые, диацилглицерин-зависимые.

Известно, что в роли вторичного посредника цАМФ выступает при действии таких гор­монов как АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, хорионический гонадотропин, МСГ, АДГ, катехоламины (бета-адренорецепторный эффект), глюкагон, паратирин (паратгормон), кальцитонин, сек­ретин, гонадотропин,тиролиберин,липотропин.

Группа гормонов, для которых мессенджером является кальций: окситоцин, вазопрессин, гастрин, холецистокинин, ангиотензин, катехоломины (альфа-эффект).

Для некоторых гормонов пока не идентифицированы посредники: например, СТГ, пролактин, хорионический соматомамматропин (плацентарный лактоген), соматостатин, ин­сулин, инсулиноподобные факторы роста и т. п.

Рассмотрим работу цАМФ как мессенджера: цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) образуется в клетке под влиянием фермента аденилатциклазы из молекул АТФ,

АТФ цАМФ. Уровень цАМФ в клетке зависит от активности аденилатциклазы и от ак­тивности фермента, разрушающего цАМФ (фосфодиэстеразы). Гормоны, действующие за счет цАМФ, как правило, вызывают изменение активности аденилатциклазы. Этот фер­мент имеет регуляторную и каталитическую субъединицы. Регуляторная субъединица тем или иным образом связана с гормональным рецептором, например, за счет G-белка. При воздействии гормона происходит активация регуляторной субъединицы (в «покое» эта субъ­единица связана с гуанизиндифосфатом, а под влиянием гормона она связывается с гуанизинтрифосфатом и потому активируется). В результате повышается активность каталити­ческой субъединицы, которая расположена на внутренней стороне плазматической мемб­раны, и поэтому повышается содержание цАМФ. Это, в свою очередь, вызывает активацию протеинкиназы (точнее, цАМФ-зависимой протеинкиназы), что в дальнейшем вызывает фосфорилирование, которое приводит к конечному физиологическому эффекту, например, под влиянием АКТГ клетки надпочечников продуцируют в больших количествах глюкорортикоиды, а под влиянием адреналина в ГМК, содержащих бета-адренорецепторы, происходит активация кальциевого насоса и расслабление ГМК.

Итак: гормон + рецептор активация аденилатциклазы активация протеинкиназы фосфорилирование белка (например, АТФ-азы).

Мессенджер - ионы кальция. Под влиянием гормонов (например, окситоцина, АДГ, га-стрина) происходит изменение содержания в клетке ионов кальция. Это может происходит за счет повышения проницаемости мембраны клетки для ионов кальция или за счет освобождения свободных ионов кальция из внутриклеточных депо. В дальнейшем кальций может вызвать ряд процессов, например, повышение проницаемости мембраны для ионов кальция, натрия, может взаимодействовать с микротубулярно-ворсинчатой системой клетки, наконец, может вызвать активацию протеинкиназ, зависимых от ионов кальция. Процесс активации протеинкиназ связан прежде всего со взаимодействием ионов кальция с регуляторным белком клетки - кальмодулином. Это высокочувствительный по отношению к кальцию белок (наподобие тропонина С в мышцах), содержащий 148 аминокислот, имеющий 4 места связывания кальция. Все ядросодержащие клетки имеют в своем составе этот универсальный кальций-связывающий белок. В условиях «покоя» кальмодулин находится в неактивном состоянии и потому не способен оказывать свое регулирующее воздействие на ферменты, в том числе на протеинкиназы. В присутствии кальция происходит активация кальмодулина, в результате чего активируются протеинкиназы, а в дальнейшем происходит фосфорилирование белков. Например, при взаимодействии адреналина с адренорецепторами (бета-АР) в клетках печени происходит активация гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы). Этот процесс начинается под влиянием фосфорилазы А, которая в клетке находится в неактивном состоянии. Цикл событий здесь таков: адреналин + бета-АР повышение внутриклеточной концентрации кальция -> активация кальмодулина -> активация киназы фосфорилазы (активация протеинкиназы) -> активация фосфорилазы В, пре­вращение ее в активную форму - фосфорилазу А -> начало гликогенолиза.

В случае, когда имеет место другой процесс, последовательность событий такова: гормон + рецептор -> повышение уровня кальция в клетке -> активация кальмодулина -> активация протеинкиназы -> фосфорилирование белка-регулятора -> физиологический акт.

Мессенджер-диацилглицерин. В мембранах клетки имеются фосфолипиды, в частности фосфатидилинозитол - 4,5-бифосфат. При взаимодействии гормона с рецептором этот фосфолипид разрывается на два осколка: диацилглицерин и инозитолтрифосфат. Оба этих рпсолка являются мессенджерами. В частности, диацилглицерин в дальнейшем активирует протеинкиназу, что приводит к фосфорилированию белков клетки и соответствующему аналогическому эффекту.

Другие мессенджеры. В последнее время ряд исследователей полагает, что в роли мессенджеров могут выступать простагландины и их производные. Предполагается, что каскад реакций таков: рецептор + гормон -> активация фосфолипазы А2 -> разрушение фосфолипидов мембраны с образованием арахидоновой кислоты -> образование простагландинов типа ПГЕ, ПГФ, тромбоксанов, простациклинов, лейкотриенов -> физиологический эффект.

РЕГУЛЯЦИЯ СЕКРЕЦИИ ГОРМОНОВ

Существуют различные способы эндогенной регуляции секреции гормонов,

1. Гормональная регуляция. В гипоталамусе вырабатываются 6 либеринов и 3 статина (кортиколиберин, тиролиберин, гонадолиберин, меланолиберин, пролактолиберин, сома-толиберин, соматостатин, меланостатин, пролактостатин), которые через портальную сис­тему гипофиза из гипоталамуса попадают в аденогипофиз и усиливают (либерины) или тор­мозят (статины) продукцию соответствующих гормонов. Гормоны аденогипофиза - АКТГ, ЛГ, СТГ, ТТГ - в свою очередь вызывают изменение продукции гормонов. Например, ТТГ повышает продукцию тиреоидных гормонов. В эпифизе вырабатывается мелатонин, кото­рый модулирует функцию надпочечников, щитовидной железы, половых желез.

2. Регуляция продукции гормона по типу обратной отрицательной связи. Продукция тире­оидных гормонов щитовидной железы регулируется тиролиберином гипоталамуса, воздей­ствующего на аденогипофиз, продуцирующий ТТГ, который повыш ает продукцию тиреоид­ных гормонов. Выйдя в кровь, Т3 и Т4 воздействуют на гипоталамус и аденогипофиз и тор­мозят (если уровень тиреоидных гормонов высокий) продукцию тиролиберина и ТТГ.

Существует и вариант положительной обратной связи: например, повышение продук­ции эстрогенов вызывает рост продукции ЛГ в гипофизе. В целом принцип обратной связи получил название принцип «плюс-минус-взаимодействие» (по М. М. Завадскому).

3. Регуляция с участием структур ЦНС. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы вызывают изменение в продукции гормонов. Например, при активации симпатиче­ской нервной системы повышается продукция адреналина в мозговом слое надпочечников. Структуры гипоталамуса (и все, что влияет на них) вызывают изменение в продукции гор­монов. Например, активность супрахиазматического ядра гипоталамуса вместе с активнос­тью эпифиза обеспечивают существование биологических часов, в том числе - для гормо­нальной секреции. Например, известно, что продукция АКТГ максимальна в период с 6 до 8 час. и минимальна в вечерние часы - с 19 до 2-3 час. Эмоциональные, психические воздействия через структуры лимбической системы, через гипоталамические образования способны существенно влиять на деятельность клеток, продуцирующих гормоны.