Steroidni hormoni

Steroidni hormon (steron, adrenalni steroid, gonadni steroid) je steroid koji djeluje kao hormon. Steroidni hormoni mogu se grupirati u dve klase: kortikosteroidi (obično se proizvodi u kori nadbubrežne žlijezde, odatle kortiko- = korski) i spolni steroidi (obično se proizvodi u gonadama ili placenti). Prema receptorima, unutar te dvije klase nalazi se pet tipova, estrogena i progestogena (seksualni steroidi). Izvedenice vitamina D su šesti usko povezani hormonski sistem s homolognim receptorima. Oni imaju neke karakteristike pravih steroida kao ligandi receptora.

Steroidni hormoni pomažu u kontroli metabolizma, upale, imunske funkcije, ravnoteža soli i vode, razvoju spolnih obolježja, i sposobnosti da se izdrže bolest i povrede. Temin steroid opisuje i hormone koje proizvodi tijelo i umjetno proizvedene lijekove koji dupliraju djelovanje steroida koji se javljaju u prirodi.^[1]^[2]^[3]

Sinteza

Steroidogeneza. Označeni su enzimi i intermedijari

Prirodni steroidni hormoni općenito se sintetiziraju iz holesterola u gonadama i nadbubrežnim žlijezdama. Ovi hormoni su lipidne prirode, a mogu prolaziti kroz ćelijsku membranu^[4] budući da su rastvorni u mastima. Oni se zatim vežu za steroidne hormonske receptore, koji mogu da biti jedarni ili citosolni, u zavisnosti od steroidnog hormona, a na taj način izazivaju promene u ćeliji.

Sintetski steroidi i steroli

Razvijen je veliki broj raznih sintetskih steroida i sterola. Većina ih su steroidi, mada se neke nesteroidne molekule mogu interagirati sa steroidnim receptorima, zbog sličnosti molekulskog oblika. Neki sintetski steroidi su slabiji, dok su drugi jači od prirodnih steroida čije receptore aktiviraju.

Slijede primeri sintetskih steroidnih hormona:

Glukokortikoidi: prednizon, deksametazon, triamcinolon
Mineralokortikoid: fludrokortizon
Vitamin D: dihidrotahisterol
Androgeni: oksandrolon, nandrolon (poznati također i kao anabolički steroidi)
Estrogeni: dietilstilbestrol (DES)
Progestini: noretindron, medroksiprogesteron-acetat

Transport

Hipoteza 2 slobodnih hormona

Steroidni hormoni se općenito prenose krvotokom, gdje su vezani za specifične prenosne proteine, poput spolno-vezani globulin ili kortikosteroid-vezani globulin (SHBG) i albumin. Daljnja pretvaranja i katabolizam odvijaju se u jetri, perifernim i ciljnim tkivima.^[5]Prema većini studija, hormoni mogu uticati na ćelije samo ako nisu vezani proteinima u serumu. Da bi bili aktivni, steroidni hormoni moraju se osloboditi svojih proteina toplivih u krvi i vezati se na vanćelijske receptore ili pasivno prelaziti ćelijsku membranu i vezati se na jedarne receptore. Ova ideja je poznata kao hipoteza o slobodnom hormonu; prikazana je na slici 1 desno.

Ovo pokazuje mogući put kroz koji se steroidni hormoni endocitoziraju i nastavljaju da utiču na ćelije genomskim putem.

Jedno istraživanje je otkrilo da su ovi kompleksni nosači steroida vezani megalinskim membranskim receptorima, pa zatim unose u ćelije putem endocitoze. Jedan od mogućih puteva je da se unutar ćelije ovi kompleksi odvedu u lizosom, gdje se proteinski nosač razgradi, a steroidni hormon pusti u citoplazmu ciljne ćelije. Tada hormon slijedi genomski put djelovanja. Ovaj postupak je prikazan na slici 2 desno.^[6] Uloga endocitoze u transportu steroidnih hormona nije dobro poznata i podliježe daljnjem istraživanju.

Da bi steroidni hormoni prešli lipidni dvosloj ćelija, moraju prevladati energetske barijere koje bi spriječile njihov ulazak ili izlazak ikroz membrane. Gibbova slobodna energija je tu važan koncept. Ovi hormoni, koji svi potiču iz holesterola, imaju hidrofilne funkcijske grupe na bilo kojem kraju i hidrofobne ugljenične okosnice. Kada steroidni hormoni uđu u membrane, postoje prepreke za slobodne energije kada uđu u hidrofobnu unutrašnjost membrane, ali energetski je povoljno da hidrofobno jezgro ovih hormona uđe u lipidni sloj. Ove se energetske barijere i jažice preokreću za hormone koji izlaze iz membrane. Steroidni hormoni lahko ulaze i izlaze preko membrane u fiziološkim uvjetima. Eksperimentalno je pokazano da prelaze membrane brzinom blizu 20 µm/s, ovisno o hormonu.^[7]

Iako je energetski povoljnije da se hormoni nalaze u membrani nego u ECF ili ICF, oni u stvari napuštaju membranu nakon što su se unijeli u nju. Ovo je važno razmatranje, jer holesterol – prekursor svih steroidnih hormona – ne napušta membranu nakon što se ugradi unutra. Razlika između holesterola i ovih hormona je u tome što je holesterol u mnogo većoj negativnoj Gibbovoj slobodnoj energiji dobro unutar membrane u odnosu na ove hormone. To je zato što alifatski rep holesterola ima vrlo povoljnu interakciju s unutrašnjošću lipidnih dvoslojeva.

Mehanizmi i efekti djelovanja

Postoji mnogo različitih mehanizama kroz koje steroidni hormoni utiču na ciljane ćelije. Svi ovi različiti putevi mogu se klasificirati kao da imaju ili genomski ili negenomski efekat. Genski putevi su spori i rezultiraju mijenjanjem Rzine transkripcije određenih proteina u ćeliji; negenski putevi su mnogo brži.

Genomski putevi

Prvi prepoznati mehanizmi djelovanja steroidnih hormona bili su genomski efekti.^[8] Na tom putu slobodni hormoni prvo prolaze kroz ćelijsku membranu, jer su topljivi u masti.^[4] U citoplazmi steroid može ali ne mora pretrpjeti enzimski posredovanu promjenu poput redukcije, hidroksilacije ili aromatizacije. Tada se steroid veže za specifični receptor steroidnih hormona, također poznat kao jedarni receptor, koji je veliki metaloprotein. Nakon vezanja steroida, mnoge vrste steroidnih receptora dimerizira: dve segmenta receptora spajaju se u jednu funkcionalnu DNK-vezujuću jedinicu, koja može ući u ćelijsko jedro. U jedru, steroidni receptorski ligandni kompleks veže se za specifične sekvence DNK i inducira transkripciju ciljanih gena.^[9]^[10]

Negenomski putevi

Budući da nehenomski putevi uključuju bilo koji mehanizam koji nije genomski efekt, postoje različiti ovakvi putevi. Međutim, svi su posredovani nekom vrstom steroidnih hormonskih receptora koji se nalazi na plazma membrani.^[11] Pokazalo se da ionski kanali, transporteri, G-protein spregnuti receptori (GPCR) i fluidnost membrane, utiču na steroidne hormone.

Reference

^ Funder JW, Krozowski Z, Myles K, Sato A, Sheppard KE, Young M (1997). "Mineralocorticoid receptors, salt, and hypertension". Recent Prog Horm Res. 52: 247–260. PMID 9238855.
^ Gupta BBP, Lalchhandama K (2002). "Molecular mechanisms of glucocorticoid action" (PDF). Current Science. 83 (9): 1103–1111.
^ Frye CA (2009). "Steroids, reproductive endocrine function, and affect. A review". Minerva Ginecol. 61 (6): 541–562. PMID 19942840.
^ ^a ^b Heffner i Schust 2010, str. 16
^ Adams JS (2005). ""Bound" to work: The free hormone hypothesis revisited". Cell. 122 (5): 647–9. doi:10.1016/j.cell.2005.08.024. PMID 16143095.
^ Hammes A (2005). "Role of endocytosis in cellular uptake of sex steroids". Cell. 122 (5): 751–62. doi:10.1016/j.cell.2005.06.032.
^ Oren I (2004). "Free diffusion of steroid hormones across biomembranes: A simplex search with implicit solvent model calculations". Biophysical Journal. 87 (2): 768–79. doi:10.1529/biophysj.103.035527. PMC 1304487.
^ Rousseau G (2013). "Fifty years ago: The quest for steroid hormone receptors". Molecular and Cellular Endocrinology. 375 (1–2): 10–3. doi:10.1016/j.mce.2013.05.005. PMID 23684885.
^ Moore FL, Evans SJ (1995). "Steroid hormones use non-genomic mechanisms to control brain functions and behaviors: a review of evidence". Brain Behav Evol. 54 (4): 41–50. doi:10.1159/000006610. PMID 10516403.
^ Marcinkowska E, Wiedłocha A (2002). "Steroid signal transduction activated at the cell membrane: from plants to animals". Acta Biochim Pol. 49 (9): 735–745. PMID 12422243.
^ Wang C, Liu Y, Cao JM (2014). "G protein-coupled receptors: Extranuclear mediators for the non-genomic actions of steroids". International Journal of Molecular Sciences. 15 (9): 15412–25. doi:10.3390/ijms150915412. PMC 4200746. PMID 25257522.

Dopunska literatura

Brook CG (1999). "Mechanism of puberty". Hormone Research. 51 Suppl 3: 52–4. PMID 10592444.
Holmes SJ, Shalet SM (1996). "Role of growth hormone and sex steroids in achieving and maintaining normal bone mass". Hormone Research. 45 (1–2): 86–93. PMID 8742125.
Ottolenghi C, Uda M, Crisponi L, Omari S, Cao A, Forabosco A, Schlessinger D (2007). "Determination and stability of sex". BioEssays : News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology. 29 (1): 15–25. doi:10.1002/bies.20515. PMID 17187356.
Couse JF, Korach KS (1998). "Exploring the role of sex steroids through studies of receptor deficient mice". Journal of Molecular Medicine (Berlin, Germany). 76 (7): 497–511. PMID 9660168. Arhivirano s originala, 31. 10. 2000. Pristupljeno 30. 3. 2011.
McEwen BS (1992). "Steroid hormones: effect on brain development and function". Hormone Research. 37 Suppl 3: 1–10. PMID 1330863.
Simons SS (2008). "What goes on behind closed doors: physiological versus pharmacological steroid hormone actions". BioEssays : News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology. 30 (8): 744–56. doi:10.1002/bies.20792. PMC 2742386. PMID 18623071.

Vanjski linkovi

[https://web.archive.org/web/20090407060724/http://www.nursa.org/template.cfm?threadId=11320

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Steroidni hormoni

[1] Funder JW, Krozowski Z, Myles K, Sato A, Sheppard KE, Young M (1997). "Mineralocorticoid receptors, salt, and hypertension". Recent Prog Horm Res. 52: 247–260. PMID 9238855.

[gup-2] Gupta BBP, Lalchhandama K (2002). "Molecular mechanisms of glucocorticoid action" (PDF). Current Science. 83 (9): 1103–1111.

[3] Frye CA (2009). "Steroids, reproductive endocrine function, and affect. A review". Minerva Ginecol. 61 (6): 541–562. PMID 19942840.

[HeffnerSchust2010-4] Heffner i Schust 2010, str. 16

[5] Adams JS (2005). ""Bound" to work: The free hormone hypothesis revisited". Cell. 122 (5): 647–9. doi:10.1016/j.cell.2005.08.024. PMID 16143095.

[6] Hammes A (2005). "Role of endocytosis in cellular uptake of sex steroids". Cell. 122 (5): 751–62. doi:10.1016/j.cell.2005.06.032.

[Oren2004-7] Oren I (2004). "Free diffusion of steroid hormones across biomembranes: A simplex search with implicit solvent model calculations". Biophysical Journal. 87 (2): 768–79. doi:10.1529/biophysj.103.035527. PMC 1304487.

[Rousseau2013-8] Rousseau G (2013). "Fifty years ago: The quest for steroid hormone receptors". Molecular and Cellular Endocrinology. 375 (1–2): 10–3. doi:10.1016/j.mce.2013.05.005. PMID 23684885.

[9] Moore FL, Evans SJ (1995). "Steroid hormones use non-genomic mechanisms to control brain functions and behaviors: a review of evidence". Brain Behav Evol. 54 (4): 41–50. doi:10.1159/000006610. PMID 10516403.

[10] Marcinkowska E, Wiedłocha A (2002). "Steroid signal transduction activated at the cell membrane: from plants to animals". Acta Biochim Pol. 49 (9): 735–745. PMID 12422243.

[11] Wang C, Liu Y, Cao JM (2014). "G protein-coupled receptors: Extranuclear mediators for the non-genomic actions of steroids". International Journal of Molecular Sciences. 15 (9): 15412–25. doi:10.3390/ijms150915412. PMC 4200746. PMID 25257522.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]