Гормоны коры надпочечников

     ГОУ ВПО «СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

     ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА»  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Реферат

     по  нормальной физиологии

     на  тему:

     «Гормоны  коры надпочечников» 
 

     Выполнил:

     Студент МИ гр.31-02а

     Курасов Д.Е.

     Проверила преподаватель:

     Юрина Марина

     Анатольевна 
 
 
 
 
 
 

     Сургут 2011г.

     Содержание: 

1. Введение……………………………………………………………………3
2. Надпочечники: морфо-функциональные особенности коры надпочечников…………………………………………………….................................4
•    Клубочковая зона
•    Пучковая зона
•    Сетчатая зона
3. Стероидогенез в коре надпочечников …………………………………6
4. Гормоны коры надпочечников:
• Глюкокортикоиды…………………………………………………9
• Минералокортикоиды……………………………………….......11
• Андрогены…………………………………………………………13
5. Патологии коркового вещества надпочечников. Изменение метаболизма при гипо- и гипер- секреции…………………………………………..14
6. Регуляция секреции……………………………………………………..19
7. Заключение……………………………………………………………….22
8. Список литературы

     Введение: 

     Кора  надпочечников человека синтезирует более 40 различных стероидных гормонов. Биологически активные кортикостероиды объединяют в 3 основных класса стероидных гормонов, которые обладают широким спектром физиологических функций. Они включают глюкокортикоиды, минералокортикоиды и адренальные андрогены. Эти гормоны образуются в различных слоях надпочечников из холестерола, липопротеинов низкой плотности или ацетил коэнзима А, или эфиров холестерина из внутриклеточных депо. В клубочковом слое коры надпочечников синтезируются гормоны, участвующие в регуляции обмена натрия и воды (альдостерон), пучковая и сетчатые зоны секретируют глюкокортикоиды и андрогены. Спектр и количество гормонов, синтезируемых корой надпочечников и половыми железами, различаются и зависят от активности определенных ферментных систем стероидогенеза, например, ферменты 11β-гидроксилаза и 21-гидроксилаза присутствуют только в надпочечниках, синтезируя стероиды, специфичные для надпочечников. Утилизация происходит через образование в печени водорастворимых конъюгатов с серной и глюкуроновой кислотой и экскрецию их с мочой.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Надпочечники: морфо-функциональные особенности коры надпочечников 

     Надпочечники - парные эндокринные железы, расположенные ретроперитонеально над верхними полюсами почек на уровне Тh12 и L1 позвонков. У взрослого человека надпочечник имеет треугольную форму размером 4x2x0,3 см. Масса одного надпочечника 4-5 г. Надпочечники состоят из двух частей: коркового вещества - коры (на долю которой приходится около 80% массы железы) и мозгового вещества. В коре надпочечников синтезируются стероидные гормоны (минералокортикоиды, глюкокортикоиды и андрогены), в хромаффинной ткани мозгового слоя - катехоламины (дофамин, норадреналин, адреналин).

     Кора  надпочечника формируется на 5-й  неделе внутриутробного периода из мезодермальных клеток, расположенных вблизи зачатка половых желез и почек. Мозговое вещество является производным эктодермальных клеток нервного гребешка. На 8-й неделе мезодермальные клетки начинают интенсивно размножаться, и формируется 2 зоны коры: наружная - дефинитивная и эмбриональная (фетальная), расположенная на границе с мозговым веществом. На 10-20-й неделе фетальная кора быстро растёт, к 30-й неделе объём этой зоны увеличивается вдвое. В плодном периоде на долю фетальной зоны приходится большая часть коры надпочечника. Незадолго до рождения начинается дегенерация этой зоны и к концу первого года жизни фетальная кора полностью исчезает. Фетальная кора синтезирует преимущественно кортизол и дегидроэпиандростерон (ДГА). Последний в печени плода преобразуется в 18α-производные, из которых в плаценте образуется большая часть эстрогенов материнского организма (эстриол, эстрадиол и эстрон). Объём дефинитивной коры к 30-й неделе значительно увеличивается. В течение первого года жизни в дефинитивной коре определяются клубочковая, пучковая и сетчатая зоны. Дифференцировка корковой части надпочечника завершается к третьему году жизни. В дальнейшем кора продолжает увеличиваться в объёме (особенно в период полового созревания), достигая окончательных размеров к 20 годам.

     Клубочковая зона (15% толщины коры). Представлена мелкими эпителиоидными клетками, содержащими небольшое количество цитоплазмы. Здесь же встречаются крупные, богатые липидами, а также вакуолизированные клетки и синцитий, образующие скопления типа клубочков. В этой зоне синтезируются минералокортикоиды, главным образом альдостерон, стимулятором синтеза которого являются ангиотензин II и в незначительной степени адренокортикотропный гормон (АКТГ). Минералокортикоиды синтезируются только в клубочковой зоне.

     Пучковая  зона (75% толщины коры). Тяжи эндокринных клеток и находящиеся между ними кровеносные капилляры расположены параллельно друг другу (в виде пучков). Это крупные кубические и полигональные клетки; некоторые из них имеют по два ядра. Цитоплазма клеток вакуолизирована и содержит большое количество липидов. Холестерин, которым богаты надпочечники, содержится в основном в клетках этой зоны в большем количестве, чем в любой другой ткани организма. Здесь синтезируются глюкокортикоиды (преимущественно кортизол, который метаболизируется, в основном в печени и почках, в менее активный кортизон -дегидрокортикостерон), а также андрогены. Синтез глюкокортикоидов регулирует тропный гормон аденогипофиза - АКТГ.

     Сетчатая  зона (10% толщины коры). Наиболее глубокая часть коры надпочечника, прилегающая к мозговому слою. Состоит из переплетающихся между собой неправильной формы тяжей клеток небольшого размера, содержащих пигмент, небольшое количество капель липидов и хорошо окрашиваемую цитоплазму. В сетчатой зоне синтезируются андрогены (дегидроэпиандростерон и андростендион), следовые количества эстрогенов, а также отчасти прогестерон и глюкокортикоиды. Тропный гормон - АКТГ.

     Формирование  зон коркового вещества продолжается до 11-14 лет. К этому периоду соотношение ширины клубочковой, пучковой и сетчатой зон составляет 1:1:1. В дальнейшем (третье-пятое десятилетие) сетчатая зона и особенно пучковая несколько расширяются, в связи с чем соотношение зон составляет 1:2:2, а к 50 годам -1:3:2. Если масса надпочечника у взрослых существенно не зависит от возраста, то типичное деление их на зоны характерно для людей молодого возраста. Впоследствии пучковая зона утрачивает свойственную ей колончатую структуру, между ней и сетчатой зоной появляются многочисленные выросты, доходящие, с одной стороны, до капсулы, с другой - до мозгового вещества. Инволюции сетчатой зоны с возрастом не наблюдается, клубочковая же зона определяется в отдельных участках. 
 
 

     Стероидогенез в коре надпочечников 

     Надпочечники секретируют кортикостероиды, являющиеся производными циклопентанопергидрофенантрена (в основе их химической структуры лежит стероидное кольцо из 17 атомов углерода). К настоящему времени известно около 100 соединений, но лишь немногие из них являются биологически активными соединениями, которые разделяются на четыре группы: глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены и эстрогены.

     Исходным  продуктом синтеза кортикостероидов является холестерин. Большая часть  холестерина (80-90%) связана с жирными  кислотами и только 10% приходится на свободный холестерин, который в надпочечниках содержится главным образом в эндоплазматических мембранах и митохондриях, а эфиры холестерина сосредоточены в липидных каплях цитоплазмы. Холестерин поступает в надпочечники из плазмы или синтезируется из ацетил-КоА. Пополнение запасов холестерина находится под контролем АКТГ, под действием которого ускоряется поступление свободного холестерина из плазмы, усиливается внутриклеточный синтез холестерина de novo и стимулируется внутриклеточный гидролиз эфиров холестерина в самих надпочечниках. АКТГ регулирует скорость стероидогенеза в надпочечниках, изменяя метаболизм холестерина и его перераспределение как внутри клетки, так и в митохондриях. Внеклеточные липопротеиды являются важным регулятором синтеза холестерина в надпочечниках, и при достаточном количестве внеклеточного холестерина наблюдается угнетение внутриклеточного его синтеза.

     Процессы  стероидогенеза обеспечивают ферменты, локализованные в митохондриях и  гладкой эндоплазматической сети. Биосинтез кортикостероидов начинается в митохондриях, где от поступающего холестерина под влиянием P450_SCC (20,22 десмолазы) происходит отщепление боковой цепи холестерина и образование прегненолона, который является предшественником для большинства кортикостероидов, секретирующихся в надпочечниках человека.

     Рис.Стероидогенез в коре надпочечников 

     Главные продукты стероидогенеза выделены жирным шрифтом. Первостепенные метаболические пути показаны сплошными толстыми стрелками, второстепенные - сплошными тонкими  стрелками. Действие гормонов обозначено пунктирными стрелками. P450_SCC - 20,22-десмолаза, Р450с17 – 17 3-гидро-ксилаза, 3-HSD - 11-гидроксистероиддегидрогеназа, Р450с21 - 21-гидроксилаза, Р450с11 - 11-гидроксилаза, Р450с18 - 18-гидроксилаза, Р450с19 - ароматаза, 17-HSD - 17-гидро-ксистероиддегидрогеназа

     Глюкокортикоиды образуются в гладкой эндоплазматической сети из прегненолона при участии  фермента Р450с17 через промежуточные  продукты - 17 -гидроксипрегненолон и 17-гидроксипрогестерон. В результате последующей реакции при участии Р450с21 происходит гидро-ксилирование в 21-м положении с образованием 11-дезоксикортизола, который в митохондриях подвергается дополнительному гидроксилированию в 11-м положении при участии Р450с11, и в результате двух реакций гидроксилирования образуется кортизол, который, как и дегидроэпиандростерон, представлен в пучковой и частично в сетчатой зонах коры надпочечников. В этих зонах отсутствует фермент P450aldo (альдос-теронсинтаза, Р450), необходимый для синтеза альдостерона.

     Минералокортикоиды (альдостерон) образуются в клетках клубочковой зоны, функции которых лишь частично находятся под контролем АКТГ. Все три последних этапа синтеза альдостерона, а именно образование кортикостерона из 11-дезоксикортикостерона, 18-гидроксикорти-костерона и альдостерона, находятся под контролем фермента P450aldo.

     Образование андрогенов в коре надпочечников  осуществляется в её сетчатом слое и отчасти в пучковой зоне конверсией 17 -гидроксипрегненолона в С-19 стероиды, к которым относится дегидроэпиандростерон и дегидроэпиандростерон сульфат. Андростендион образуется из 17-гидроксипрогестерона при участии фермента 17,20-десмолазы. Андростендион может конвертироваться в тестостерон. У мужчин тестостерон надпочечникового происхождения является лишь небольшой частью от общего уровня тестостерона, циркулирующего в крови и экскретируемого с мочой.

     Характер  стероидогенеза определяется ферментными  системами, активность которых зависит  от АКТГ. Комплексирование АКТГ с рецептором инициирует серию последовательных реакций и активирование цАМФ-зависимой протеинкиназы, которая в свою очередь приводит к фосфорилированию белков рибосом, образованию и повышению активности ферментов (холестеринэстеразы, P450_SCC и др.), определяющих скорость стероидогенеза.

     В тканях надпочечника под влиянием АКТГ отмечается повышение синтеза ДНК и РНК, увеличиваются размеры клеток, объем ядер, гипертрофируется ядрышко и пластинчатый комплекс, возрастает число липидных клеток в цитоплазме митохондрий, увеличивается гладкая эндоплазматическая сеть. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Гормоны коры надпочечников: 

     Глюкокортикоиды - С21-стероиды

     Самым биологически активным глюкокортикоидом, секретируемым надпочечниками, является кортизол (на его долю приходится 80%). Остальные 20% в порядке убывания активности составляют кортизон, кортикостерон, 11-дезоксикортизол и 11-дезоксикортикостерон. В сутки надпочечниками секретируется 15-30 мг кортизола. Более 90 % кортизола циркулирует в крови связанным с белками - преимущественно с - глобулином (кортикоидсвязывающим глобулином илитранскортином) и небольшая часть связана с альбуминами, обладающими к нему низкой аффинностью по сравнению с транскортином. Около 8% кортизола плазмы является свободной фракцией, осуществляющей биологический эффект.

     Дефицит инсулина и эстрогены повышают содержание транскортина, что приводит к увеличению кортизола, связанного с белками, в результате чего увеличивается общая концентрация кортизола в плазме. Однако уровень свободного кортизола, по-видимому, остается нормальным, а признаки и симптомы избытка глюкокортикоидов отсутствуют.

     Большинство синтетических аналогов глюкокортикоидов связываются с транскортином  менее эффективно (примерно 70% связывания). Это может объяснить способность  некоторых из них уже в низких дозах вызывать побочные эффекты.

     Заболевания печени и почек, а также длительный приём глюкокортикоидов сопровождаются снижением содержания транскортина и уменьшением фракции кортизола, связанного с этим белком, что приводит к клиническим признакам избытка  глюкокортикоидов.

     Время циркуляции кортизола определяется прочностью связывания с транскортином (период полураспада кортизола составляет 80-120 мин, кортикостерона - менее 60 мин).

     Экскреция. Основным местом обмена кортизола является печень, но почки, кишечник и легкие также принимают участие в обмене кортикостероидов. В печени под влиянием ферментов 5- и 5α-редуктаз происходит удаление кетоновой группы в кольце А и присоединение 4 атомов водорода с превращением кортизола в тетрагидрокортизол и окисление гидроксильной группы у С11 в кетоновую группу с превращением в тетрагидрокортизон. Эти метаболиты образуют парные соединения с глюкуроновой и серной кислотами, а так как эфиры этих соединений (глюкорониды) хорошо растворяются и плохо связываются с белками крови, они экскретируются с мочой.

     Свободный кортизол фильтруется в клубочках  почек, однако, 80-90% его реабсорбируется в канальцах и лишь незначительная часть экскретируется с мочой в течение суток. Из выделенных с мочой продуктов метаболизма кортизола тетрагидропроизводные составляют 50-60%, кортол и кортолон - 25-35%, 17-кетостероиды - 5-8% и 1-3% составляет неизмененный гормон.

     Конъюгированные формы глюкокортикоидов секретируются  с жёлчью в ЖКТ, из них 20% теряется с калом, 80% всасывается в кишечнике.

     Функции глюкокортикоидов разнообразны - от регуляции метаболизма до модификации иммунологического и воспалительного ответов.

     Углеводный  обмен. Глюкокортикоиды повышают концентрацию глюкозы в крови за счет увеличения скорости глюконеогенеза в печени (влияние на синтез ключевых ферментов), снижения утилизации глюкозы на периферии (периферический антагонизм действию инсулина), стимуляции освобождения аминокислот (субстратов глюконеогенеза) в мышцах и тем самым усиления неоглюкогенеза.

     Белковый  обмен. Глюкокортикоиды являются катаболическими гормонами (увеличивают распад белка и тормозят его синтез).

     Липидный  обмен. Липолиз усиливается в области верхних и нижних конечностей, липогенез - в других частях тела (туловище и лицо). Эти дифференциальные эффекты придают больным (например, при синдроме Иценко-Кушинга) характерный внешний вид.

     Действие  глюкокортикоидов на обмен кальция выражается в негативном балансе из-за уменьшения всасывания кальция и усиления его выделения, так как подавляется активность витамина D.

     Иммунная  система. В высоких дозах глюкокортикоиды выступают как иммунодепрессанты (применяют для предупреждения отторжения трансплантированных органов) за счет подавления активности нейтрофилов и моноцитов, способности вызывать лимфопению и депрессию клеточных иммунологических реакций.

     Воспаление. Глюкокортикоиды обладают выраженным противовоспалительным эффектом (играют большую роль в стабилизации клеточных мембран и органелл). В значительной степени противовоспалительные и антитоксические эффекты объясняются стабилизацией лизосомальных мембран, причем предотвращается выделение ферментов, повреждающих клетки. Благодаря снижению проницаемости капиллярного эндотелия улучшается микроциркуляция и уменьшается экссудация лейкоцитов и тучных клеток. Универсальным механизмом противовоспалительной и антидеструктивной активности глюкокортикоидов является подавление транскрипции генов ферментов, участвующих в образовании липидных медиаторов и влияние на метаболизм воспалительных медиаторов.

     Синтез  коллагена. Глюкокортикоиды при длительном применении ингибируют синтетическую активность фибробластов и остеобластов, в результате развиваются истончение кожи и остеопороз.

     Скелетные мышцы. Длительное применение глюкокортикоидов поддерживает катаболизм мышц, что приводит к их атрофии и мышечной слабости.

     Рецептор глюкокортикоидов (ген GCCR, 138040, 5q31-q32) - фактор транскрипции, полипептид из семейства онкогенов erb-A. По аутосомно-доминантному типу наследуется несколько мутаций, приводящих к развитию нечувствительности мишеней к глюкокортикоидам.

     Основной регулятор синтеза глюкокортикоидов - АКТГ, который синтезируется и накапливается в клетках передней доли гипофиза. Секреция АКТГ и родственных пептидов контролируется кортикотропин-рилизинг-гормоном (КРГ), секретируемым в срединном возвышении гипоталамуса. КРГ через портальный кровоток поступает в переднюю долю гипофиза, где вызывает в свою очередь секрецию АКТГ.

     Также, к факторам, регулирующим секрецию АКТГ, относят концентрацию свободного кортизола в плазме, стресс и цикл сон-бодрствование. Кортизол снижает чувствительность кортикотрофов гипофиза к КРГ и ингибирует его секрецию. Торможение секреции АКТГ, приводящее к атрофии надпочечников при длительной терапии глюкокортикоидам, связано в основном с подавлением секреции КРГ на уровне гипоталамуса, поскольку в этих условиях экзогенное введение КРГ продолжает вызывать подъем уровня АКТГ в плазме.

     Для синтеза и секреции кортиколиберина, АКТГ и кортизола характерна выраженная суточная периодичность (т.н. циркадианный ритм). Увеличение секреции кортизола наступает после засыпания и достигает максимума при пробуждении. 

     Минералокортикоиды – С21 стероиды

     Биологически  активными минералокортикоидами в  порядке убывания активности являются алъдостерон, дезоксикортикостерон, 18-оксикортикостерон и 18-оксидезоксикортикостерон. Основная функция минералокортикоидов - поддержание баланса электролитов жидкостей организма, осуществляемая посредством, в первую очередь, увеличения реабсорбции ионов натрия в почечных канальцах, что приводит к увеличению содержания воды в организме и повышению АД. Кроме этого, минералокортикоиды увеличивают реабсорбцию хлора и бикарбонатов, а также увеличивают экскрецию ионов калия (приводящее к гипокалиемии) и ионов водорода.

     Секретируемый надпочечниками альдостерон с кровотоком достигает почек, где проникает в эпителиальные клетки дистальных отделов канальцев и связывается со специфическим цитоплазматическим рецептором. Альдостеронрецепторный комплекс затем перемещается в ядро и связывается с рецепторами, вызывая стимуляцию мРНК и синтез соответствующего белка (фермента), который и осуществляет повышенное выделение калия и задержку натрия (обмен ионов натрия на калий в дистальных отделах канальцев).

     Метаболизм. Альдостерон практически не связывается с белками плазмы крови, по этой причине время его циркуляции в крови (время полужизни) не превышает 15 мин. Альдостерон в печени трансформируется в тетрагидроальдостерон-3-глюкоронид и в этом виде экскретируется почками.

     Секреция альдостерона в организме контролируется следующими факторами: 1) активностью ренин-ангиотензинной системы; 2) концентрацией ионов натрия и калия в сыворотке крови; 3) уровнем АКТГ; 4) простагландинами и кинин-калликреиновой системой. 

     Таблица. Факторы, регулирующие секрецию ренина и альдостерона 

     Ренин-ангиотензинная система представлена набором компонентов, взаимодействующих в строгой последовательности. Ангиотензиноген, образующийся в печени под влиянием ренина, местом секреции которого является юкстагломерулярный аппарат кортикальных нефронов, конвертируется в ангиотензин I. Последний в легких под влиянием «конвертирующих ферментов» (киназы II) превращается в ангиотензин II (биологически активный октапептид), который стимулирует секрецию альдостерона и вызывает сужение артериол. Таким образом, увеличение секреции ренина является необходимым условием для усиления секреции альдостерона.

     Считается, что скорость образования ренина зависит от: снижения давления в  юкстагломерулярном аппарате почки (барорецепторная гипотеза); состояния симпатической нервной системы (адренергическая гипотеза); снижения концентрации натрия в области плотного пятна-«macula densa» (гипотеза темного пятна). Факторы, регулирующие секрецию ренина, представлены в таблице.

     Ионы  калия стимулируют секрецию альдостерона непосредственно в клубочковой зоне коры надпочечника. Имеются многочисленные данные о контроле секреции альдостерона АКТГ. Об этом свидетельствует и тот факт, что суточный ритм секреции альдостерона (максимум высвобождения его в утренние часы) совпадает с ритмом секреции АКТГ.

     Уровень альдостерона в плазме изменяется при  трансфузии простагландинов; кроме  того, ингибитор синтеза простагландинов  индометацин прерывает влияние  натрия и увеличения внутрисосудистого  объема на секрецию альдостерона. Не исключено, что действие осуществляется совместно с кининовой системой на уровне образования ренина или непосредственно альдостерона.

     Секреция  альдостерона в сутки у практически  здоровых лиц при свободной диете  и нормальном содержании в ней хлорида натрия (поваренной соли) составляет от 100 до 500 нмоль/сут (30-150 мкг/сут) при концентрации его в сыворотке крови от 15 до 400 нмоль/л (5-15 нг/100 мл).

     Рецептор  альдостерона (ген MCR, 264350, 4q31.1) - внутриклеточный полипептид с молекулярной массой 107 кД, связывает альдостерон (также кортизол, но не кортизон) и активирует транскрипцию генов. Дефекты рецептора ведут к развитию псевдогипоальдостеронизма (задержка калия, потеря натрия, артериальная гипертензия при нормальной или даже повышенной секреции альдостерона). 

     Андрогены- С19-стероиды