Struktur hormon steroid, sintesis, mekanisme aksi

Itu Hormon steroid Mereka adalah zat yang dibuat oleh kelenjar sekresi internal dan yang membuang langsung ke dalam torrent peredaran darah, yang membawa mereka ke jaringan di mana mereka memberikan efek fisiologis mereka. Nama generiknya berasal dari fakta memiliki inti steroid dalam struktur dasarnya.

Kolesterol adalah zat prekursor dari mana semua hormon steroid disintesis, yang dikelompokkan menjadi progestaging (misalnya, progesteron), estrogen (stronasi), androgen (testosteron), glukokortikoid (kortisol), mineralokortikoid (aldosteron) dan vitisol. 

Perbandingan struktur hormon steroid (kortisol) dengan molekul dengan sifat kimia yang sama (vitamin D3) (sumber: pengunggah asli adalah paladius di wikipedia Inggris. [Domain Publik] Melalui Wikimedia Commons)

Meskipun hormon steroid yang berbeda hadir di antara mereka perbedaan molekuler yang merupakan yang memberikan sifat fungsional yang berbeda, dapat dikatakan bahwa mereka memiliki struktur dasar yang umum bagi mereka dan yang diwakili oleh siklopentanoperhidrofenantreno dari 17 atom karbon dari 17 karbon.

[TOC]

Struktur steroid

Steroid adalah senyawa organik dari sifat yang sangat beragam yang memiliki kesamaan apa yang dapat dianggap sebagai nukleus nenek moyang yang terdiri dari fusi tiga cincin enam atom karbon (sikloheksan) dan satu dari lima atom karbon (cyclopentano).

Struktur ini juga dikenal sebagai "Cyclopentanoperhydrofenantreno". Karena cincin disatukan bersama, total atom karbon yang menebusnya adalah 17; Namun, sebagian besar steroid alami.

Skema dari empat cincin struktur sikropik siklopentanoperhidrofenantreno (Sumber: Neurotokeker [domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Banyak senyawa steroid alami juga memiliki satu atau lebih kelompok dengan fungsi alkohol dan karenanya menerima nama sterol. Di antara mereka adalah kolesterol, yang memiliki fungsi alkohol dalam karbon 3 dan rantai hidrokarbon lateral dari 8 atom karbon yang dilengkapi karbon 17; atom yang diberi nomor dari 20 hingga 27.

Struktur steroid. Gambar yang dimodifikasi dari Marcotolo/CC BYS-S (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/2.5)

Selain 17 karbon ini, hormon steroid dapat dimiliki dalam strukturnya 1, 2 atau 4 lebih dari atom -atom ini, sehingga tiga jenis steroid diakui, yaitu: C21, C19 dan C18.

C21

C21, seperti progesteron dan kortikosteroid adrenal (glukokortikoid dan mineralokortikoid), berasal dari "hamil". Ini memiliki 21 atom karbon karena pada 17 cincin dasar, dua gugus metil karbon 13 dan 10 ditambahkan, dan dua karbon dari rantai samping yang melekat pada C17 yang awalnya, dalam kolesterol, itu adalah 8 karbon.

C19

C19 sesuai dengan hormon seks dengan aktivitas androgenik dan berasal dari "androstano" (19 atom karbon), yang merupakan struktur yang tersisa ketika hamil kehilangan dua karbon dari rantai samping C17, yang digantikan oleh hidroksil atau hidroksil kelompok ketonik.

C18

Steroid C18 adalah hormon betina atau estrogen yang terutama disintesis dalam gonad betina dan yang karakteristiknya yang menonjol, sehubungan dengan dua jenis steroid lainnya, adalah tidak adanya metil yang ada di yang terakhir terikat dengan karbon pada posisi 10.

Selama sintesis dari kolesterol, modifikasi enzimatik dihasilkan yang mengubah jumlah karbon dan meningkatkan dehidrogenasi dan hidroksilasi karbon spesifik dari struktur.

Perpaduan

Sel -sel penghasil hormon steroid terutama terletak di kulit kelenjar adrenal, di mana glukokortikoid seperti kortisol, mineralokortikoid seperti aldosteron dan hormon seks pria seperti dehidroepiandrosteron dan androstenenenda.

Gonad seksual pria bertanggung jawab atas produksi androgen yang mencakup hormon yang telah disebutkan dan testosteron, sementara folikel ovarium yang mencapai pematangan menghasilkan progesteron dan estrogen.

Dapat melayani Anda: setengah dari saya: apa itu, fondasi, persiapan, penggunaan

Sintesis semua hormon steroid dimulai dari kolesterol. Molekul ini dapat disintesis dengan hormon steroid yang menghasilkan sel, tetapi sebagian besar sel ini diperoleh dari lipoprotein kepadatan rendah (LDL) yang ada dalam plasma yang bersirkulasi.

Sintesis hormon adrenal (Sumber: Dokter Endokrin [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

- Sintesis di tingkat korteks adrenal

Tiga lapisan dibedakan di korteks adrenal, yang diketahui dari luar sebagai daerah glomerulus, fasikular dan reticular, masing -masing.

Dalam glomerular mereka pada dasarnya disintesis mineralokortikoid (aldosteron), dalam glukokortikoid fasikular seperti kortikosteron dan kortisol, dan dalam androgen reticular seperti dehydroepiandrosterone dan androstene.

Sintesis glukokortikoid

Langkah pertama dalam sintesis terjadi di mitokondria dan terdiri dari aksi enzim yang disebut demolase kolesterol, milik superfamili dari sitokrom P450 dan juga dikenal sebagai "p450scc" atau "cyp11a1, yang mempromosikan eliminasi 6 dari tersebut Atom karbon dari rantai samping yang melekat pada C17.

Dengan aksi demolase, kolesterol (27 atom karbon) menjadi kehamilan, yang merupakan senyawa dengan 21 atom karbon dan mewakili steroid pertama tipe C21.

Hamil hamil bergerak ke retikulum endoplasma halus, di mana dengan aksi enzim 3β-hidroksiesteroid dehidrogenase.

Dengan aksi 21β-hydroxylase, juga disebut "P450C21" atau "CYP21A2", progesteron adalah hidroksil dalam karbon 21 dan berubah menjadi 11-deksikortikosteron, yang kembali ke mitokondria, dan ke mana enzim 11β-hydroxylase ("" P450C11 "atau" CYP11B1 ") dikonversi menjadi kortikosteron.

Garis sintesis lain di zona fasikuler dan itu berakhir bukan pada kortikosteron, tetapi pada kortisol, terjadi ketika hamilon atau progesteron dihidroksilasi pada posisi 17 oleh 17α-hidroksilase ("P450C17" atau "CYP17") dan dikonversi menjadi 17-hidroksipnokipnan atau 17-hydroxiprgesterone.

Enzim yang sama yang telah disebutkan, dehidrogenase 3β-hydroxiesteroids, yang mengubah kehamilan menjadi progesteron, juga mengubah 17-hydroxipnenolone dalam 17-hydroxipresterone.

Yang terakhir ini dilakukan secara berturut-turut, dengan dua enzim terakhir jalan yang menghasilkan kortikosteron (21β-hydroxylase dan 11β-hydroxylase) untuk masing-masing deoksisikortisol dan kortisol.

Tindakan glukokortikoid

Glukokortikoid utama yang diproduksi di zona fasik korteks adrenal adalah kortikosteron dan kortisol. Kedua zat, tetapi terutama kortisol, menampilkan spektrum tindakan yang luas yang mempengaruhi metabolisme, darah, pertahanan dan respons penyembuhan luka, mineralisasi tulang, saluran pencernaan, sistem peredaran darah dan paru -paru.

Adapun metabolisme, kortisol merangsang lipolisis dan pelepasan asam lemak yang dapat digunakan di hati untuk pembentukan tubuh keton kepadatan rendah (LDL); mengurangi pengumpulan glukosa dan lipogenesis dalam jaringan adiposa dan pengumpulan dan penggunaan glukosa pada otot.

Ini juga mempromosikan katabolisme protein di pinggiran: dalam jaringan konektor, otot dan matriks tulang, yang dilepaskan asam amino yang dapat digunakan di hati untuk sintesis protein plasma dan untuk glukoneogenesis. Selain itu merangsang penyerapan glukosa usus dengan meningkatkan produksi transporter SGLT1.

Akselerate Glukosa Penyerapan Usus, Augmented Hati dan Penurunan Penggunaan Karbohidrat ini dalam Otot dan Jaringan Adiposa Menyukai peningkatan kadar glukosa plasma.

Sedangkan untuk darah, kortisol mendukung proses koagulasi, merangsang pembentukan neutrofil dan menghambat eosinofil, basofil, monosit dan limfosit t. Ini juga menghambat pembebasan mediator peradangan seperti prostaglandin, interleukin, limfokin, histamin dan serotonin.

Dapat melayani Anda: chemiorreceptor

Secara umum, dapat dikatakan bahwa glukokortikoid mengganggu respon imun, sehingga mereka dapat digunakan secara terapeutik dalam kasus -kasus di mana respons ini berlebihan atau tidak sesuai, seperti dalam kasus penyakit autoimun atau dalam transplantasi organ untuk mengurangi penolakan penolakan.

- Sintesis Androgen

Sintesis androgenik pada tingkat korteks adrenal terutama pada tingkat zona reticular dan dari 17-hydroxipregneolone dan 17-hydroxiprgesterone.

Enzim 17α-hidroksilase yang sama, yang menghasilkan dua zat yang baru disebutkan, juga memiliki 17,20 aktivitas liasa, yang menekan dua karbon dari rantai samping C17 dan menggantinya dengan kelompok keto (= O).

Tindakan terakhir ini mengurangi jumlah karbon dan menghasilkan steroid tipe C19. Jika tindakan terjadi pada 17- hydroxipnenolone, hasilnya adalah dehydroepiandrosterone; Jika, sebaliknya, zat yang terkena adalah hidroksiprgesteron, maka produknya akan menjadi androsten.

Kedua senyawa itu adalah bagian dari apa yang disebut 17-zosteroid, karena mereka memiliki gugus keton dalam karbon 17.

3β-hydroxisteroid dehygenase juga mengubah dehydroepiandrosterone dalam androstene.

Sintesis mineralokortikoid (aldosteron)

Zona glomerulus tidak memiliki enzim 17α-hidroksilase, dan tidak dapat mensintesis prekursor 17-hidroksiesteroid kortisol dan hormon seks. Juga tidak memiliki 11β-hydroxylase, tetapi enzim yang disebut aldosteron sintesase yang dapat menghasilkan kortikosteron secara berurutan, 18-hidroksychoric dan aldosteron mineralokortikoidoid.

Tindakan mineralokortikoid

Mineralokortikoid yang paling penting adalah aldosteron yang disintesis di area glomerular korteks adrenal, tetapi glukokortikoid juga menampilkan aktivitas mineralokortikoid mineralokortikoid juga.

Aktivitas aldosteron mineralokortikoid dikembangkan pada tingkat epitel tubular cairan tubuh nefron distal.

- Sintesis steroid seks pria di testis

Sintesis testis androgen terjadi pada level sel Leydig. Testosteron adalah hormon androgenik utama yang diproduksi di testis. Sintesisnya menyiratkan produksi awal androstenediona seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk sintesis androgen pada tingkat korteks adrenal.

Androsteneciona dikonversi menjadi testosteron dengan aksi enzim 17β-hidroksiesteroid dehidrogenase, yang menggantikan kelompok keton karbon 17 dengan gugus hidroksil (OH).

Dalam beberapa jaringan yang berfungsi sebagai tujuan untuk testosteron, ini dikurangi oleh 5α-reductase menjadi dihidrotestosteron, dengan daya androgenik yang lebih besar.

- Sintesis steroid seks wanita di ovarium

Sintesis ini terjadi secara siklis menyertai perubahan yang terjadi selama siklus seksual wanita. Sintesis terjadi pada folikel yang selama setiap siklus dewasa untuk melepaskan telur dan kemudian menghasilkan tubuh luteum yang sesuai.

Estrogen disintesis dalam sel -sel kasar folikel dewasa. Folikel dewasa memiliki sel dalam jati yang menghasilkan androgen seperti androstenediona dan testosteron.

Hormon-hormon ini menyebar ke sel-sel granulous tetangga, yang memiliki enzim aromatase yang membuat mereka stronasi (E1) dan 17β-stradiol (E2). Dari mereka berdua, striol disintesis.

Tindakan Steroid Seks

Andogen dan estrogen memiliki fungsi utama masing -masing pengembangan karakter seksual pria dan wanita. Andogen memiliki efek anabolik yang mempromosikan sintesis protein struktural, sedangkan estrogen mendukung proses osifikasi.

Estrogen dan progesteron yang dilepaskan selama siklus seksual wanita ditujukan.

Dapat melayani Anda: Flora dan Fauna dari Baja California Sur

Mekanisme aksi

Jika Anda perlu menyegarkan memori tentang mekanisme aksi hormon, disarankan untuk memvisualisasikan video berikut sebelum melanjutkan.

Mekanisme aksi hormon steroid sangat mirip di dalamnya. Dalam kasus senyawa lipofilik mereka larut tanpa kesulitan dalam membran lipid dan menembus sitoplasma sel putih mereka, yang memiliki reseptor sitoplasma spesifik untuk hormon yang harus mereka tanggapi.

Setelah kompleks hormon-penerima terbentuk, ia melintasi membran nuklir dan bergabung dalam genom, dengan cara faktor transkripsi, dengan elemen respons terhadap hormon (HRE) atau gen respons primer, yang dapat Anda atur Gen respons sekunder lainnya.

Hasil akhirnya adalah promosi transkrip dan sintesis utusan RNA yang diterjemahkan ke dalam ribosom retikulum endoplasma kasar yang akhirnya mensintesis protein yang diinduksi hormon.

Aldosteron sebagai contoh

Molekul aldosteron

Tindakan aldosteron dilakukan terutama pada tingkat bagian akhir tabung distal dan di saluran pengumpulan, di mana hormon mempromosikan reabsorpsi Na+ dan sekresi k+.

Dalam membran luminal sel tubular utama di wilayah ini ada saluran epitel saluran Na+ dan K+ dari jenis bahasa Inggris (dari bahasa Inggris Saluran kalium meduler luar ginjal).

Membran basolateral memiliki pompa Na+/K+ ATPASA yang terus -menerus mengambil Na+ dari sel ke ruang interstitial basolateral dan memperkenalkan K+ ke dalam bagian dalam sel sel. Aktivitas ini menjaga konsentrasi intraseluler Na+ sangat rendah dan mendukung penciptaan gradien konsentrasi untuk ion ini antara cahaya tubulus dan sel.

Gradien ini memungkinkan Na+ untuk bergerak ke arah sel melalui saluran epitel, dan saat Na+ lewat saja, untuk setiap ion yang bergerak ada beban negatif yang tidak dikompensasi yang menyebabkan cahaya tubulus menjadi negatif sehubungan dengan interstitium. Yaitu, perbedaan potensial transepitelial dibuat dengan cahaya negatif.

Negativitas cahaya ini mendukung keluarnya K+ yang bergerak dengan konsentrasi yang lebih besar di dalam sel dan negativitas cahaya disekresikan ke arah cahaya tubulus yang akhirnya dikeluarkan. Aktivitas resorpsi Na+ inilah sekresi K+ yang diatur oleh tindakan aldosteron.

Aldosteron hadir dalam darah dan dilepaskan dari zona glomerulus sebagai respons terhadap aksi angiotensin II, atau ke hiperkalemia, menembus di dalam sel -sel utama dan bergabung dengan reseptor intracitoplasmicnya.

Kompleks ini mencapai nukleus dan mempromosikan transkripsi gen yang ekspresinya akan berakhir meningkatkan sintesis dan aktivitas pompa Na+/K+, dari saluran epitel Na+dan saluran ROMK K+, serta protein lainnya. Jawaban yang akan memiliki retensi Na+ dalam organisme dan peningkatan ekskresi kikul k+.

Referensi

1. Ganong WF: Adrenal Medulla & Adrenal Cortex, ed ke -25. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Hormon adrenokortikal, IN Buku Teks Fisiologi Medis , Ed 13th Ed, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormon, IN Physiologie des Menschen Mite Pathophysiologie, 31 ed, RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Voigt K: Sistem Endokrines, dalam: Physiologie, edisi ke -6; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H dan Strang KT: Fisiologi Reproduksi Wanita, dalam Fisiologi Manusia Vander: Mekanisme Fungsi Tubuh, edisi ke -13; EP Widmaier et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2014.