STEROID HORMONLAR: YAPI, SENTEZ, ETKI MEKANIZMASI - BIYOLOJI - 2025

Steroid hormonlar endokrin bezleri tarafından üretilen maddeler ve dokulara açar fizyolojik etkiler ortaya dolaşım akımı, doğrudan tahliye edilir. Genel adı, temel yapısında steroidal bir çekirdeğe sahip olmasından kaynaklanmaktadır.

Kolesterol, progestajenler (örneğin progesteron), östrojenler (estron), androjenler (testosteron), glukokortikoidler (kortizol) olarak gruplanan tüm steroid hormonlarının sentezlendiği öncü maddedir. mineralokortikoidler (aldosteron) ve D vitamini.

Bir steroid hormonunun (kortizol) yapısının aynı kimyasal yapıdaki bir molekülle (D3 vitamini) karşılaştırılması (Kaynak: Orijinal yükleyici, İngilizce Wikipedia'da Palladius'du. Via Wikimedia Commons)

Farklı steroid hormonlarının aralarında moleküler farklılıkları olmasına rağmen, onlara farklı fonksiyonel özelliklerini veren şey, kendileri için ortak olan ve 17 karbon atomunun siklopentaneperhidrofenantren ile temsil edilen temel bir yapıya sahip oldukları söylenebilir.

Steroidlerin yapısı

Steroidler, altı karbon atomlu üç halka (sikloheksanlar) ve beş karbon atomundan birinin (siklopentan) füzyonundan oluşan bir ana çekirdek olarak kabul edilebilecek bir ana çekirdeğe sahip olan çok çeşitli doğaya sahip organik bileşiklerdir.

Bu yapı aynı zamanda "siklopentaneperhidrofenantren" olarak da bilinir. Halkalar birbirine bağlı olduğundan, onu oluşturan karbon atomlarının toplam sayısı 17'dir; bununla birlikte, çoğu doğal steroid, sırasıyla 18 ve 19'u temsil eden karbon 13 ve 10'da metil gruplarına sahiptir.

Siklopentaneperhidrofenantren'in dört halkalı polisiklik yapısının şeması (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla NEUROtiker)

Doğal steroidal bileşiklerin çoğu, halka yapısında alkollü işlevi olan bir veya daha fazla gruba sahiptir ve bu nedenle sterol olarak adlandırılır. Bunların arasında, karbon 3'te bir alkol işlevi ve karbon 17'ye bağlı 8 karbon atomlu bir yan hidrokarbon zinciri olan kolesterol; 20'den 27'ye kadar numaralandırılmış atomlar.

Bir steroidin yapısı. MarcoTolo / CC BY-SA'dan (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5) değiştirilen resim

Bu 17 karbona ek olarak, steroid hormonların yapılarında bu atomlardan 1, 2 veya 4 daha fazla olabilir ve bunlar için üç tip steroid tanınır: C21, C19 ve C18.

C21

C21'ler, progesteron ve adrenal kortikosteroidler (glukokortikoidler ve mineralokortikoidler) gibi, "pregnan" dan türetilir. 21 karbon atomuna sahiptir, çünkü bazik halkanın 17'sine, 13 ve 10 karbonlu metil gruplarından ikisi ve orijinal olarak kolesterolde 8 karbon olan C17'ye bağlı yan zincirin iki karbonu eklenir. .

C19

C19'lar androjenik aktiviteye sahip seks hormonlarına karşılık gelir ve gebelik C17 yan zincirinin iki karbonunu kaybettiğinde kalan yapı olan ve hidroksil veya hidroksil ile değiştirilen "androstan" dan (19 karbon atomu) türetilir. bir keton grubu.

C 18

C18 steroidleri, esas olarak dişi gonadlarda sentezlenen ve diğer iki tip steroid ile ilgili olarak göze çarpan özelliği, 10. pozisyonda karbona bağlı olan ikincisinde mevcut olan metilin olmaması olan kadın hormonları veya östrojenleridir.

Kolesterolden sentez sırasında, karbon sayısını değiştiren ve yapının spesifik karbonlarının dehidrojenasyonlarını ve hidroksilasyonlarını destekleyen enzimatik modifikasyonlar üretilir.

sentez

Steroid hormon üreten hücreler, esas olarak, kortizol gibi glukokortikoidlerin, aldosteron gibi mineralokortikoidlerin ve dehidroepiandrosteron ve androstenedion gibi erkek seks hormonlarının üretildiği adrenal bezlerin korteksinde bulunur.

Erkek cinsel gonadlar, daha önce bahsedilen hormonlar ve testosteron dahil olmak üzere androjenlerin üretiminden sorumluyken, olgunlaşmaya ulaşan yumurtalık folikülleri progesteron ve östrojen üretir.

Tüm steroid hormonların sentezi kolesterolden başlar. Bu molekül, steroid hormon üreten hücreler tarafından sentezlenebilir, ancak çoğunlukla bu hücreler tarafından dolaşımdaki plazmada bulunan düşük yoğunluklu lipoproteinlerden (LDL) elde edilir.

Adrenal hormonların sentezi (Kaynak: Endokrin doktoru, Wikimedia Commons)

- Adrenal korteks seviyesinde sentez

Adrenal kortekste, dışarıdan sırasıyla glomerüler, fasiküler ve retiküler bölgeler olarak bilinen üç katman ayırt edilir.

Glomerülerde, mineralokortikoidler (aldosteron) esas olarak, kortikosteron ve kortizol gibi fasiküler glukokortikoidlerde ve dehidroepiandrosteron ve androstenedion gibi retiküler androjenlerde sentezlenir.

Glukokortikoid sentezi

Sentezin ilk adımı mitokondride meydana gelir ve sitokrom P450 süper ailesine ait olan ve aynı zamanda "P450scc" veya "CYP11A1" olarak da bilinen kolesterol desmolaz adlı bir enzimin hareketinden oluşur. C17'ye bağlı yan zincirin karbon atomları.

Desmolazın etkisi ile kolesterol (27 karbon atomu), 21 karbon atomlu bir bileşik olan ve C21 tipi steroidlerin ilkini temsil eden pregnenolona dönüştürülür.

Pregnenolon, 3p-hidroksisteroid dehidrojenaz enziminin etkisiyle, karbon 3'ün alkol grubunun hidroksilinde dehidrojenasyona uğradığı ve progesteron haline geldiği düz endoplazmik retikuluma hareket eder.

"P450C21" veya "CYP21A2" olarak da adlandırılan 21β-hidroksilazın etkisiyle progesteron, karbon 21'de hidroksillenir ve mitokondriye dönen ve 11β-hidroksilaz enziminin (" P450C11 "veya" CYP11B1 ") kortikosteron'a dönüşür.

Fasiküler bölgedeki ve kortikosteronla değil, kortizolde biten başka bir sentez hattı, pregnenolon veya progesteronun 17a-hidroksilaz ("P450C17" veya "CYP17") ile 17. pozisyonda hidroksillenmesi ve 17-hidroksipregnolon veya 17-hidroksiprogesteron.

Daha önce bahsedilen aynı enzim, pregnenolonu progesterona dönüştüren 3p-hidroksisteroid dehidrojenaz da 17-hidroksipregnolonu 17-hidroksiprogesterona dönüştürür.

İkincisi, sırasıyla, deoksikortizol ve kortizole kortikosteron (21p-hidroksilaz ve 11p-hidroksilaz) üreten yolun son iki enzimi tarafından art arda taşınır.

Glukokortikoid eylemler

Adrenal korteksin zona fasikülerinde üretilen ana glukokortikoidler kortikosteron ve kortizoldür. Her iki madde, ama özellikle kortizol, metabolizmayı, kanı, savunma ve yara iyileşme tepkilerini, kemik mineralizasyonunu, sindirim sistemini, dolaşım sistemini ve akciğerleri etkileyen geniş bir etki yelpazesi sergiler.

Metabolizma ile ilgili olarak, kortizol, karaciğerde keton cisimciklerinin ve düşük yoğunluklu proteinlerin (LDL) oluşumu için kullanılabilen lipolizi ve yağ asitlerinin salınımını uyarır; Yağ dokusunda glikoz alımını ve lipogenezi, kasta glikoz alımını ve kullanımını azaltır.

Aynı zamanda periferde protein katabolizmasını teşvik eder: bağ dokusu, kas ve kemik matriksinde, böylece karaciğerde plazma proteinlerinin sentezi ve glukoneogenez için kullanılabilen amino asitleri serbest bırakır. Ayrıca SGLT1 taşıyıcılarının üretimini artırarak bağırsakta glikoz emilimini uyarır.

Hızlandırılmış bağırsak glukoz emilimi, artmış karaciğer üretimi ve bu karbonhidratın kas ve yağ dokusunda kullanımının azalması, plazma glukoz seviyelerinde bir yükselmeyi destekler.

Kana gelince kortizol pıhtılaşma sürecini destekler, nötrofil granülositlerin oluşumunu uyarır ve eozinofil, bazofil, monosit ve T lenfosit oluşumunu inhibe eder.Ayrıca prostaglandinler, interlökinler, lenfokinler, histamin gibi inflamatuar aracıların salınımını da inhibe eder. ve serotonin.

Genel olarak, glukokortikoidlerin bağışıklık tepkisine müdahale ettiği söylenebilir, bu nedenle bu tepkinin abartıldığı veya uygunsuz olduğu durumlarda, örneğin otoimmün hastalıklarda veya organ nakillerinde azaltılmak üzere terapötik olarak kullanılabilirler. reddi.

- Androjen sentezi

Adrenal korteks seviyesinde androjen sentezi, esas olarak retiküler bölge seviyesinde ve 17-hidroksipregnolon ve 17-hidroksiprogesterondan meydana gelir.

Az önce bahsedilen iki maddeyi üreten aynı 17α-hidroksilaz enzimi ayrıca C17 yan zincirinin iki karbonunu ortadan kaldıran ve bunları bir keto grubu (= O) ile değiştiren 17,20 liyaz aktivitesine sahiptir.

Bu son eylem, karbon sayısını ikiye düşürür ve C19 tipi steroidler üretir. Etki 17-hidroksipregnenolon üzerindeyse, sonuç dehidroepiandrosterondur; Aksine, etkilenen madde hidroksiprogesteron ise, ürün androstenedion olacaktır.

Her iki bileşik de, karbon 17'de bir keton grubuna sahip oldukları için 17-ketosteroidlerin bir parçasıdır.

3β-hidroksisteroid dehidrojenaz, dehidroepiandrosteronu androstenedion'a dönüştürür, ancak en yaygın olanı, birincisinin, neredeyse sadece retiküler bölgede bulunan bir sülfokinaz tarafından dehidroepiandrosteron sülfata dönüştürülmesidir.

Mineralokortikoidlerin (Aldosteron) Sentezi

Zona glomerularis, 17a-hidroksilaz enziminden yoksundur ve kortizol ve seks hormonlarının 17-hidroksisteroid öncüllerini sentezleyemez. Ayrıca 11β-hidroksilaz içermez, ancak art arda kortikosteron, 18-hidroksikortikosteron ve mineralokortikoid aldosteron üretebilen aldosteron sentetaz adı verilen bir enzime sahiptir.

Mineralokortikoidlerin etkileri

En önemli mineralokortikoid, adrenal korteksin zona glomerularis'inde sentezlenen aldosteron'dur, ancak glukokortikoidler ayrıca mineralokortikoid aktivite gösterir.

Aldosteronun mineralokortikoid aktivitesi, distal nefronun tübüler epitelyumu seviyesinde gelişir, burada sodyum (Na +) yeniden emilimini ve potasyum (K +) salgılanmasını teşvik eder, böylece bu iyonların seviyelerinin korunmasına katkıda bulunur. vücut sıvısı.

- Testislerde erkek seks steroidlerinin sentezi

Testis androjen sentezi Leydig hücreleri seviyesinde gerçekleşir. Testosteron, testislerde üretilen ana androjen hormonudur. Sentezi, adrenal korteks seviyesinde androjenlerin sentezi için daha önce tarif edildiği gibi androstenedionun ilk üretimini içerir.

Androstenedion, karbon 17 üzerindeki keton grubunu bir hidroksil grubu (OH) ile değiştiren 17β-hidroksisteroid dehidrojenaz enziminin etkisiyle testosterona dönüştürülür.

Testosteron için hedef görevi gören bazı dokularda, 5α-redüktaz ile daha büyük androjenik güçle dihidrotestosterona indirgenir.

- Yumurtalıklarda kadın seks steroidlerinin sentezi

Bu sentez, kadın cinsel döngüsü sırasında meydana gelen değişikliklere döngüsel olarak eşlik eder. Sentez, her döngüde bir yumurtayı serbest bırakmak için olgunlaşan ve ardından karşılık gelen korpus luteumu üreten folikülde gerçekleşir.

Östrojenler, olgun folikülün granüler hücrelerinde sentezlenir. Olgun folikülün onluk kısmında androstenedion ve testosteron gibi androjen üreten hücreler bulunur.

Bu hormonlar, onları estron (E1) ve 17β-estradiole (E2) dönüştüren aromataz enzimine sahip komşu granüloza hücrelerine yayılır. Her ikisinden de estriol sentezlenir.

Seks steroidlerinin etkileri

Androjenler ve östrojenler, ana işlevi olarak sırasıyla erkek ve dişi cinsel özelliklerin gelişimine sahiptir. Östrojenler kemikleşme sürecini desteklerken, androjenler yapısal proteinlerin sentezini teşvik ederek anabolik etkilere sahiptir.

Kadın cinsel döngüsü sırasında salınan östrojenler ve progesteronun, kadının vücudunu yumurtlama sırasında salınan olgun yumurtanın döllenmesinin bir sonucu olarak nihai hamileliğe hazırlaması amaçlanır.

Hareket mekanizması

Hormonların etki mekanizması hakkında hafızanızı tazelemeniz gerekiyorsa, daha fazla okumadan önce aşağıdaki videoyu izlemeniz önerilir.

Steroid hormonların etki mekanizması hepsinde oldukça benzerdir. Lipofilik bileşikler söz konusu olduğunda, lipid membranında zorluk çekmeden çözülürler ve yanıt vermeleri gereken hormon için spesifik sitoplazmik reseptörlere sahip hedef hücrelerinin sitoplazmasına nüfuz ederler.

Hormon-reseptör kompleksi oluştuğunda, nükleer zarı geçer ve genomda bir transkripsiyon faktörü şeklinde bir hormon yanıt öğesi (HRE) veya birincil yanıt geni ile bağlanır, bu da sırayla bunun yerine diğer sözde ikincil tepki genlerini düzenleyebilir.

Sonuç, transkripsiyonun teşvik edilmesi ve hormon tarafından indüklenen proteinleri sentezleyen kaba endoplazmik retikulumun ribozomlarında çevrilen haberci RNA'ların sentezidir.

Örnek olarak Aldosteron

Aldosteron molekülü

Aldosteronun etkisi, esas olarak, distal tüpün son kısmı seviyesinde ve hormonun Na + yeniden emilimini ve K + salgılanmasını teşvik ettiği toplama kanallarında uygulanır.

Bu bölgenin ana tübüler hücrelerinin lümen membranında epitel Na + kanalları ve “ROMK” tipi (Renal Dış Medüller potasyum Kanalı) K + kanalları bulunur.

Bazolateral membran, Na + / K + ATPase pompalarına sahiptir ve bu pompalar hücreden Na + 'yı bazolateral interstisyel boşluğa sürekli olarak çeker ve hücreye K + katar. Bu aktivite hücre içi Na + konsantrasyonunu çok düşük tutar ve tübülün lümeni ile hücre arasında bu iyon için bir konsantrasyon gradyanı yaratılmasına yardımcı olur.

Bu gradyan, Na + 'nın epitel kanalından hücreye doğru hareket etmesine izin verir ve Na + tek başına geçtiğinden, hareket eden her iyon için tübülün lümeninin interstisyuma göre negatif olmasına neden olan telafi edilmemiş bir negatif yük kalır. Yani negatif ışıkla transepitelyal bir potansiyel farkı yaratılır.

Işığın bu olumsuzluğu, hücre içindeki daha yüksek konsantrasyonuyla hareket eden K + çıkışına yardımcı olur ve ışığın olumsuzluğu, nihayetinde atılacak tübülün lümenine doğru salgılanır. Aldosteronun etkisi ile düzenlenen bu Na + yeniden emilimi ve K + salgılama aktivitesidir.

Kanda bulunan ve anjiyotensin II'nin etkisine veya hiperkalemiye yanıt olarak zona glomerularisten salınan Aldosteron, ana hücrelere nüfuz eder ve intrasitoplazmik reseptörü ile bağlanır.

Bu kompleks, çekirdeğe ulaşır ve ekspresyonu, Na + / K + pompalarının, epitel Na + kanallarının ve ROMK K + kanallarının yanı sıra diğer proteinlerin sentezini ve aktivitesini artıracak olan genlerin transkripsiyonunu destekler. Na + 'nın vücutta tutulması ve idrarda K + atılımında artışa global bir etkisi olacak yanıt.

Referanslar

1. Ganong WF: Adrenal Medulla ve Adrenal Korteks, 25. baskı. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Adrenokortikal Hormonlar, Textbook of Medical Physiology, 13th ed, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormone, in Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 inci baskı, RF Schmidt ve diğerleri (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Voigt K: Endokrines System, İçinde: Physiologie, 6. baskı; R Klinke ve diğerleri (editörler). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H ve Strang KT: Kadın Üreme Fizyolojisi, Vander'in İnsan Fizyolojisi: Vücut Fonksiyonunun Mekanizmaları, 13. baskı; EP Widmaier ve diğerleri (editörler). New York, McGraw-Hill, 2014.