Free Press

Hormony : Kortykoidy

1. Konstrukcja i produkcja
2. Odwrócenie
3. Glukokortykoidy
4. Mineralokortykoidy
5. Zaburzacze kortykoidów
6. Historia badań

Konstrukcja i produkcja

Kortykoidy są grupą chemicznie powiązanych hormonów steroidowych. Steroidy są specjalnym rodzajem cząsteczki tłuszczu z czteropierścieniowym, atom węgla szkielet lub rdzeń, jak ich poprzednik cholesterolu. Seria reakcji chemicznych, stymulowanych przez białka zwane enzymami, usuwa i dodaje grupy do wielopierścieniowego rdzenia cholesterolu. Działania te przekształcają go najpierw w steroid pregnenolon, następnie w 11-deoksykortykosteron lub 17-α-hydroksyprogesteron, a w końcu w hormony kortykosteroidowe: kortykosteron, kortyzol i aldosteron.
Zdjęcie: Wiele zmian chemicznych przekształca cholesterol w hormony kortykoidowe. CREDIT: Tulane University.

Nadnercza, zagnieżdżone na szczycie nerek, produkują glikokortykoidy i mineralokortykoidy u ludzi i innych ssaków. Ryby, płazy, gady i ptaki produkują je w podobnym narządzie zwanym gruczołem międzynerkowym.

Revving Up

ZAKŁADKA: Wiązanie receptora kortykoidowego. CREDIT: Tulane University.

Jak wszystkie hormony steroidowe, glikokortykoidy i mineralokortykoidy wytwarzają efekty poprzez dokowanie z receptorami na powierzchni błony komórkowej lub wewnątrz komórki w płynnej cytoplazmie. Wiązanie w obu miejscach uruchamia różne systemy sygnalizacji chemicznej.

Hormon jednoczący się z receptorem powierzchniowym uruchamia błyskawiczny przekaźnik chemiczny w cytoplazmie, który wyzwala zmiany w chemii komórkowej, aby zainicjować uwalnianie hormonu lub iskrę transmisji sygnału nerwowego. W przeciwieństwie do tego, kiedy hormony steroidowe idą do wnętrza komórki, mogą wiązać się z receptorem, aby utworzyć hormon / receptor jednostki, która przenosi się do jądra, dołącza bezpośrednio do specjalnych miejsc wiązania DNA i aktywuje geny produkujące białka. Białka wykonane podczas tego procesu napędzają zmiany w komórce, które koordynują równowagę jonową i energetyczną (Cato et al. 2002).
back to top

Glukokortykoidy

Glukokortykoidy są nazwane dla ich roli w uwalnianiu cukru glukozy. Ale nazwa tej grupy hormonów nie odzwierciedla ich szerokiego znaczenia. Hormony te wpływają na każdy system ciała i prowadzić podstawowe procesy związane z konwersją cukru, tłuszczu i zapasów białka do energii użytkowej; hamowanie obrzęk i stan zapalny; i tłumienia odpowiedzi immunologicznych.

Najbardziej znana jest ich rola w łagodzeniu stresu. Często nazywane „hormonami stresu”, glukokortykoidy lecą do akcji, aby zapewnić energię potrzebną do zwalczania stresu fizycznego lub emocjonalnego, w tym, ale nie tylko, gorączki, choroby, urazu lub zagrożenia bezpieczeństwa. Ich sygnały do wątroby, tłuszczu i mięśni przyspieszają rozkład chemiczny – lub metabolizm – przechowywanego cukru, tłuszczu i białka.

Do generowania energii, glukokortykoidy sygnał wątroby zarówno uwolnić własne przechowywane glukozy i nasiąknąć białek mięśniowych i tłuszczów z krwi i przekształcić je w glukozę. Rozbicie tego molekularnego jedzenia uwalnia zmagazynowaną energię, która jest następnie wyrzucana do krwiobiegu jako glukoza. Glukoza jest preferencyjnie dostarczane do mózgu i serca do paliwa walki-lub-flight odpowiedzi na postrzegane stresu.

Hydrokortyzon, zwany także kortyzol, kortykosteron, 11-deoxycortisol, i kortyzon są rodzaje glukokortykoidów znalezionych w większości kręgowców. Kortyzol jest najobficiej występującym i najsilniej działającym glukokortykoidem u ludzi i ryb. Kortykosteron jest najsilniejszy u płazów, gadów i ptaków.
Illness lub problemy zdrowotne są związane z nierównowagą glukokortykoidów. Na przykład, zbyt dużo kortyzolu może wywołać zespół Cushinga, podczas gdy zbyt mało przyczynia się do choroby Addisona. Nadmierne wydzielanie glikokortykoidów jest związane z niektórymi rodzajami cukrzycy. Ciągły stres podnosi poziom glikokortykoidów do poziomu, który może hamować wydzielanie innych hormonów steroidowych i utrudniać płodność.
back to top
Mineralcorticoids

Obecnie naukowcy nie zidentyfikowali związków w środowisku, które bezpośrednio naśladują lub blokują działania glukokortykoidów lub mineralokortykoidów. Jednak ekspozycja na polichlorowane bifenyle (PCB) jest związana z niezwykle niskim poziomem glukokortykoidów u niedźwiedzi polarnych (Oskam et al. 2004), ptaków (Love et al. 2003), ryb (Aluru et al. 2004) i żab (Glennemeler i Denver 2001), co sugeruje, że PCB mogą zakłócać równowagę energetyczną. Metal ciężki arsen, który naturalnie zanieczyszcza zasoby wodne na całym świecie i był szeroko stosowany jako środek do konserwacji drewna, może zakłócać kompleksy receptorów hormonów glukokortykoidów i hamować transkrypcję genów, mechanizm, który może wyjaśniać związek tego metalu z rakiem (Kaltreider i in. 2001).
back to top
Historia badań

W 1855 roku Thomas Addison po raz pierwszy opisał krytyczną rolę nadnerczy, kiedy udokumentował chorobę związaną z ich atrofią (Addison 1855). Pacjenci czuli się słabo, stracił na wadze, łaknął soli, miał niski poziom cukru we krwi, i bardzo niskie ciśnienie krwi. Późniejsze eksperymenty wykazały, nadnercza miał pewien wpływ na ilość soli wydalanej przez organizm i na metabolizm cukru i skrobi.

W 1945, cztery glikokortykoidy z największym wpływem na poziom cukru we krwi zostały wyodrębnione z nadnerczy i zidentyfikowane jako 11-deoxycortisol, kortykosteron, kortyzon i kortyzol. W 1952 roku James F. Tait, Sylvia A. Simpson i współpracownicy (Tait et al. 1952; Simpson et al. 1952) wyodrębnili steroid, który powodował zatrzymanie sodu i do 1954 roku zidentyfikowali go jako mineralokortykoid aldosteron (Hadley 2000; Simpson 1954).

back to top

• Addison T. 1855. On the Constitutional and Local Effects of Disease of the Supra-renal Capsules. London, UK: Samuel Highley.
• Aluru N, Jorgensen E, Maule A, and Vijayan M. 2004. PCB zaburzenie osi podwzgórze-przysadka-nadnercza obejmuje mózgu receptora glukokortykoidów downregulation w anadromous Arctic charr. American Journal of Physiology – Regulatory Integrative and Comparative Physiology 287:R787-793.
• Cato A, Nestl A, and Mink S. 2002. Rapid actions of steroid receptors in cellular signaling pathways. Science’s STKE 2002: re9; doi: 10.1126/stke.2002.138.re9; Dostępne: http://stke.sciencemag.org/cgi/content/full/sigtrans%3b2002/138/re9.
• Glennemeller K i Denver R. 2001. Sublethal effects of chronic exposure to an organochlorine compound on northern leopard frog (Rana pipiens) tadpoles. Environmental Toxicology 16:287-297.
• Hadley M. 2000. Endocrinology. Upper Saddle River, NJ:Prentice Hall.
• Kaltreider RC, Davis AM, Lariviere JP, and Hamilton JW. 2001. Arsen zmienia funkcję receptora glukokortykoidów jako czynnika transkrypcyjnego. Environmental Health Perspectives 109(marzec):245-251.
• Love O, Shutt L, Silfies J, Bortolotti G, Smits J, and Bird D. 2003. Wpływ diety narażenia PCB na funkcji kory nadnerczy w niewoli amerykańskich pustułek (Falco sparverius). Ecotoxicology 12:199-208.
• Oskam I, Ropstad E, Lie E, Derocher A, Wiig O, Dahl E, Larsen S, and Skaare J. 2004. Organochlorines wpływ hormonu steroidowego kortyzolu w wolnych niedźwiedzi polarnych (Ursus maritimus) w Svalbard, Norwegia. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A 67:959-977.
• Simpson SA, Tait JF, Wettstein A, Neher R, Von Euw J, Schindler O, and Reichstein T. 1954. Konstitution des Aldosterons, des neuen mineralocorticoids (Konstytucja aldosteronu, nowego mineralokortykoidu). Experientia 10(3):132-133.
• Simpson SA, Tait JF and, Bush IE. 1952. Secretion of a salt-retaining hormon by the mammalian adrenal cortex. Lancet 2(5):226-228.
• Tait JF, Simpson SA, and Grundy HM. 1952. Wpływ ekstraktu nadnerczy na metabolizm mineralny. Lancet 1(3):122-124.

back to top
.