Биохимия

Доброго дня, уважаемые читатели.

Сегодня позволю себе выложить небольшой кусочек семинара «Спортивная фармакология», речь в котором пойдет о половых гормонах, точнее их биохимии.

Итак, начнем.

Если разговор пойдет о стероидах, то разумно дать определение классу веществ, под названием «Стероиды».

Стероиды – биоактивные вещества животного, реже растительного (Ех: сердечные гликозиды, экдистен, сапонины) происхождения, имеющие в центре своей структуры конденсированную тетрациклическую группу (стеран или гонан)

Номенклатурное название – Циклопентанпергидрофенантрен. Рассмотрим его подробнее и выделим атомы углерода №1, №3, №5, №17, №19.

Первый представитель стероидов в организме человека, который мы рассмотрим – холестерин.

Холестерин – полициклический липофильный и, соответственно, гидрофобный спирт. Он играет важную роль в синтезе эндогенных стероидов.

Содержит 27 атомов углерода.

Образует эфиры с жирными кислотами.

Холестерин нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80% холестерина вырабатывается самим организмом человека: (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20% поступают с пищей.

Холестерин обеспечивает устойчивость клеточных мембран в широком интервале температур.

Далее, в заинтересованных клетках, в их митохондриях, при помощи фермента, отщепляющего боковую цепь холестерина, последний превращается в Прегненолон.

Прегненолон имеет в своей структуре уже только 21 атом углерода и это дает нам право говорить об этих превращениях, как о химической биодеградации холестерола, так как в дальнейших рассматриваемых реакциях сохраниться тенденция потери атомов углерода.

Прегненолон — стероидный гормон, первый метаболит в цепочке стероидогенеза. Образуется из холестерина и служит прекурсором прогестерону, который, в свою очередь, преобразуется в другие стероиды. Помимо участия в гормональной системе, прегненолон воздействует на процессы центральной нервной системы, являясь нейростероидом.

Далее действие разворачивается в ГЭПР клеток и в игру вступает фермент 3-бэта-гидроксистероиддегидрогеназа. Прегненолон превращается в Прогестерон.

Прогестерон несет в себе все те же 21 атом углерода.

Прогестерон — эндогенный стероид и прогестогенный половой гормон, оказывающий влияние на менструальный цикл, беременность и эмбриональное развитие у человека и других видов. Он принадлежит к группе стероидных гормонов, называющихся прогестогенами, и является главным прогестогеном в организме.

Прогестерон также ключевое метаболическое промежуточное звено в производстве других эндогенных стероидов, включая половые гормоны и кортикостероиды, и играет ключевую роль в функционировании мозга как нейростероид.

Прогестерон через его нейростероидные активные метаболиты, такие как 5α-дигидропрогестерон и аллопрегнанолон, действует опосредованно в качестве положительного аллостерического модулятора ГАМКА-рецептора.

Прогестерон имеет ряд физиологических эффектов, которые усиливаются в присутствии эстрогенов. Эстрогены через эстрогенные рецепторы (ERs) стимулируют или активируют выработку PR. Одним из примеров этого является ткань молочных желез, где эстроген позволяет прогестерону посредничать в лабуальвеолярном развитии.

Повышение уровня прогестерона потенциально уменьшает активность альдостерона, удерживающего натрий, что приводит к натрийурезу и уменьшению объёма межклеточной жидкости.

С другой стороны, изъятие прогестерона связано с временным увеличением содержания натрия (уменьшение натрийуреза, повышение объёма межклеточной жидкости) из-за компенсирующего повышения выработки альдостерона, который борется с блокадой минералкортикоидного рецептора, ранее повышенной уровнем прогестерона.

Так же в ГЭПР, Прогестерон превращается в Глюкокортикоиды, Минералкортикоиды, Половые гормоны – Тестостерон и Эстрадиол.

Путь превращения зависит от типа ткани, в которой оно происходит и, соответственно, от наибольшей активности того или иного фермента.

Например, в надпочечниках, в их корковом веществе-

— в клубочковой зоне Прогестерон подвергнется действию Альдостеронсинтазы митохондрий и превратится, в конечном счете, в Альдостерон.

-в пучковой зоне превращение пойдет по пути синтеза Глюкокортикоидов, под действием 11-бэта-гидролазы митохондрий, и закончится синтезом Кортизола.

— в сетчатой зоне, под действием 17-20-лиазы, а затем 17-бэта –гидроксистероиддегидрогеназы ГЭПР Прогестерон превратится в Тестостерон.

Тестостерон в своем составе несет лишь 19 атомов углерода.

Тестостерон основной мужской половой гормон, андроген. Синтезируется клетками Лейдига семенников у мужчин, а также в небольших количествах яичниками у женщин и корой надпочечников и у мужчин, и у женщин. Является продуктом периферического метаболизма, отвечает за вирилизацию и андрогенизацию.

Тестостерон участвует в развитии мужских половых органов, вторичных половых признаков; регулирует сперматогенез и половое поведение, а также оказывает влияние на азотистый и фосфорный обмен. Биологическое действие тестостерона наиболее специфично проявляется в тканях-мишенях, где происходит его избирательное накопление: в клетках семенных канальцев, придатке яичка, предстательной железе, семенных пузырьках, гипоталамусе, матке, овариальных фолликулах. Синтез и секреция тестостерона регулируются лютеинизирующим гормоном гипофиза.

В целевых клетках, например простаты, под действием 5-альфа-редуктазы ГЭПР, Тестостерон будет конвертирован в Дигидротестостерон – конечный продукт синтеза андрогенов, не подвергающийся действию Ароматазы

Как и у Тестостерона углеродный скелет Дигидротестостерона несет в себе 19 атомов углерода.

Дигидротестостерон — биологически активная форма тестостерона, образующаяся из него в клетках органов-мишеней под воздействием фермента 5α-редуктазы.

Дигидротестостерон гораздо сильнее связывается с андрогенными рецепторами тканей, чем исходное соединение (тестостерон).

С повышенным образованием дигидротестостерона из тестостерона в ткани простаты связывают гипертрофию и гиперплазию простаты, развитие аденомы простаты и, возможно, повышение вероятности развития рака простаты.

С повышенным образованием дигидротестостерона в волосяных фолликулах связывают чрезмерное оволосение тела и/или «мужской» тип облысения на голове у обоих полов. Увеличивается жирность кожи, что ведёт к образованию угрей.

С пониженным или нулевым образованием дигидротестостерона из тестостерона связывают одну из форм синдрома тестикулярной феминизации — нечувствительность тканей к тестостерону. Дигидротестостерон подавляет выработку ЛГ-гормона сильнее тестостерона.

В клетках с высокой активностью фермента Ароматазы, например клетках печени, плаценты, клетках жировой ткани в ГЭПР, тестостерон ароматизируется и превращается в Эстрадиол и другие Эстрогены.

Эстрадиол несет в себе лишь 18 молекул углерода.

Эстрадиол — основной и наиболее активный для человека женский половой гормон; эстроген. Вырабатывается фолликулярным аппаратом яичников у женщин. Небольшие количества эстрадиола вырабатываются также корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин. По химическому строению является стероидным гормоном.

У мужчин основным источником эстрадиола является не синтез в яичках, а конверсия (ароматизация) андрогенов (таких, как тестостерон и андростендион) в эстрогены в периферических тканях, происходящая при участии фермента P450-ароматазы.

У человека выделяют три типа эстрогенов: эстрадиол, эстриол и эстрон.

Они образуются в организме путём сложной ферментативной реакции из андрогенов: эстрадиол образуется из тестостерона, а эстрон из андростендиона под воздействием фермента ароматазы.

Эстрон по эффективности имеет более слабый эффект, чем эстрадиол и после менопаузы его уровень преобладает над эстрадиолом.

В клетках органов-мишеней эстрогены образуют комплекс со специфическими рецепторами (обнаружены в различных органах — в матке, влагалище, мочеиспускательном канале, молочной железе, печени, гипоталамусе, гипофизе).

Эстрогены оказывают сильное феминизирующее влияние на организм. Они стимулируют развитие матки, маточных труб, влагалища, стромы и протоков молочных желез, пигментацию в области сосков и половых органов, формирование вторичных половых признаков по женскому типу, рост и закрытие эпифизов длинных трубчатых костей. Оказывают прокоагулянтное действие, индуцируют синтез в печени витамин К-зависимых факторов свертывания крови (II, VII, IX, X), снижают концентрацию антитромбина III.

Эстрогены повышают концентрации в крови тироксина, железа, меди. Оказывают антиатеросклеротическое действие, увеличивают содержание ЛПВП, уменьшает ЛПНП и холестерина (уровень триглицеридов возрастает).

Эстрогены модулируют чувствительность рецепторов к прогестинам и симпатическую регуляцию тонуса гладкой мускулатуры, стимулируют переход внутрисосудистой жидкости в ткани и вызывают компенсаторную задержку натрия и воды.

После менопаузы в организме женщин образуется только незначительное количество эстрогенов (при угасании функции яичников эстрогены образуются в периферических тканях из дигидроэпиандростерона, синтезируемого надпочечниками). Снижение содержания эстрогенов сопровождается у многих женщин сосудодвигательной и терморегулирующей нестабильностью («приливы» крови к коже лица), расстройствами сна, а также прогрессирующей атрофией органов мочеполовой системы.

Вследствие дефицита эстрогенов в постменопаузном периоде у женщин развивается остеопороз (главным образом позвоночника)

Инактивация

Инактивация стероидов проис¬ходит в основном в печени и заключается в восстановлении кольца А и конъюгировании восстановленных продуктов с глюкуроновой кислотой по С-3-положению с образованием водорастворимых соединений.

Здоровья, Знаний и Успеха!

С уважением, Сергей Александров.

 

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *