Структура, функции и механизм действия стероидных гормонов. Их роль в регуляции полового цикла

Стероидные гормоны — группа физиологически активных веществ (половые гормоны, кортикостероиды и др.), регулирующих процессы жизнедеятельности у животных и человека. У позвоночных стероидные гормоны синтезируются из холестерина в коре надпочечников, клетках Лейдига семенников, в фолликулах и желтом теле яичников, а также в плаценте. стероидные гормоны содержатся в составе липидных капель адипоцитов и в цитоплазме в свободном виде. В связи с высокой липофильностью стероидных гормонов относительно легко диффундируют через плазматические мембраны в кровь, а затем проникают в клетки-мишени.

Стероидные гормоны обычно синтезируются из холестерола и не депонируются. Химическая структура стероидных гормонов подобна холестеролу, в большинстве случаев они из него и синтезируются.

Стероидные гормоны жирорастворимы и состоят из трех циклогексановых и одного циклопентанового колец, объединенных в единую структуру. Обычно очень небольшие количества гормонов хранятся в стероид-продуцирующих эндокринных клетках, имеющих существенные запасы эфиров холестерола в вакуолях цитоплазмы. Но эти эфиры могут быть быстро мобилизованы для синтеза стероидов после стимуляции. Большое количество холестерола поступает в стероид-продуцирующие клетки из плазмы крови, хотя в этих клетках возможен синтез холестерола заново. Стероиды обладают высокой растворимостью в липидах, поэтому они легко диффундируют через мембраны клеток и попадают в интерстициальное пространство, а затем в кровь.

Механизм действия стероидных (жирорастворимых) гормонов

1. Проникновение стероида (С) в клетку;

2. Образование комплекса СР. Все Р стероидных гормонов представляют собой глобулярные белки примерно одинакового размера, с очень высоким сродством связывающие гормоны;

3. Трансформация СР в форму, способную связываться ядерными акцепторами [СР] Любая клетка содержит всю генетическую информацию. Однако при специализации клетки большая часть ДНК лишается возможности быть матрицей для синтеза иРНК. Это достигается путем сворачивания вокруг белков гистонов, что ведет к препятствию транскрипции. В связи с этим генетический материал клетки можно разделить на ДНК 3-х видов:

• транскрипционно-неактивная;

• постоянно экспрессируемая;

• индуцируемая гормонами или другими сигнальными молекулами.

4. Связывание [СР] с хроматиновым акцептором. Следует отметить, что этот этап действия полностью не изучен и имеет ряд спорных моментов. Считается что [СР] взаимодействует со специфическими участками ДНК так, что это дает возможность РНК-полимеразе вступить в контакт к определенным доменам ДНК.

Интересным является опыт, который показал, что период полужизни иРНК при стимуляции гормоном увеличивается. Это приводит к многим противоречиям: становится непонятно увеличение количества иРНК свидетельствует ли это, о том что [СР] повышает скорость транскрипции или увеличивает период полужизни иРНК; в то же время увеличение полужизни иРНК объясняется наличием большого числа рибосом в гормон-стимулированной клетке, которые стабилизируют иРНК или другим действием [СР] неизвестным для нас на сегодняшний момент.

5. Избирательная инициация транскрипции специфических иРНК;

6. Координированный синтез тРНК и рРНК. Можно полагать, что основной эффект [СР] состоит в разрыхлении конденсированного хроматина, что ведет к открыванию доступа к нему молекул РНК-полимеразы. Повышение количества иРНК приводит к увеличению синтеза тРНК и рРНК.

7. Процессинг первичных РНК;

8. Транспорт мРНК в цитоплазму;

9. Синтез белка;

10. Посттрансляционная модификация белка.

Однако, как показывают исследования, это основной, но не единственно возможный механизм действия гормонов. Например, андрогены и эстрогены вызывают увеличение в некоторых клетках цАМФ что дает возможность предположить, что для стероидных гормонов имеются также мембранные рецепторы. Это показывают что стероидные гормоны действуют на некоторые чувствительные клетки как водорастворимые гормоны.

Характеристика состояний, связанных с нарушением функций гипофиза (карликовость, акромегалия). Применение лекарственных препаратов, созданных на основе гормонов гипофиза в медицине.

Размер гипофиза у взрослого человека составляет в среднем 10 х 3 х 6 мм, его масса – 0,5 г. Гипофиз находится на основании мозга в полости турецкого седла и отделяется от головного мозга частью твердой мозговой оболочки (диафрагма турецкого седла), через отверстие которой ножка гипофиза соединяет его с гипоталамусом.

Передняя доля гипофиза под влиянием гипоталамических нейропептидов и нейромедиаторов контролирует периферические железы путем секреции тройных гормонов: тиреотропного (ТТГ), адренокортикотропного (АКТГ), соматотропного (СТГ), фолликулостимулирующего (ФСГ), лютеинизирующего (ЛГ) и пролактина.

Задняя доля, или нейрогипофиз, является производным нервной ткани и местом депонирования гипоталамических октапептидов (вазопрессина и окситоцина).

Клинические синдромы, связанные с поражением аденогипофиза, можно разделить на синдромы, обусловленные избытком тех или иных гормонов, а также их недостатком. Это разделение весьма искусственно, так как нередко избыток одних гормонов (например, пролактина) сочетается с недостатком других (например, гонадотропинов).

АКРОМЕГАЛИЯ И ГИГАНТИЗМ – нейроэндокринные синдромы, возникающие вследствие избыточной продукции и/или повышенной биологической активности гормона роста (СТГ).

У детей и подростков избыток СТГ ведет преимущественно к патологическому увеличению линейного роста; у взрослых, поскольку после окостенения эпифизарных хрящей дальнейший рост невозможен, формируется акромегалия – непропорциональное периостальное увеличение костей скелета и спланхномегалия. Как при гигантизме, так и при акромегалии длительный избыток гормона не только изменяет внешность, но и вызывает нарушения обмена веществ.

Этиология и патогенез. По современным представлениям, под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды происходит мутация в гипофизарных соматотрофах и формируется, как правило, моноклональная опухоль из соматотрофов или пролактосоматотрофов гипофиза. При акромегалии и гигантизме в гипофизе чаще обнаруживают макроаденому, реже – микроаденому. Изолированная гиперплазия соматотрофов – редкость.

Все чаще в качестве причин развития акромегалии называют опухоли внегипофизарной локализации (бронхогенный рак, опухоль инсулярного аппарата, карциноид), продуцирующие соматолиберин и приводящие к формированию аденомы гипофиза с гиперпродукцией СТГ.

Клиническая картина. Акромегалия – редкое заболевание, поражающее преимущественно женщин 20-50 лет. Установить время заболевания часто удается, сопоставляя фотографии за последнее десятилетие. Клинические проявления можно разделить на следующие группы.

Прямое действие избытка СТГ на органы и ткани. При гигантизме характерно прогрессирующее патологическое увеличение линейного роста и при акромегалии – размеров кистей, стоп, носа, нижней челюсти, из-за чего больные вынуждены часто менять размер обуви, перчаток. Увеличение нижней челюсти ведет к изменению прикуса за счет расхождения межзубных промежутков, а укрупнение черт лица до неузнаваемости изменяет внешность.

Увеличение количества и повышение функциональной активности потовых желез вызывают значительную потливость. Активация и гипертрофия сальных желез, утолщение кожи придают ей характерный вид (плотная, со складками, жирная кожа). Накопление в дерме гиалуроновой кислоты усиливает ее отечность.

На коже появляется множество фибром, невусов, цвет кожи несколько темнеет.

Влияние СТГ на мышцы и внутренние органы на начальных этапах заболевания малозаметно, но по мере прогрессирования заболевания из-за пролиферации соединительной ткани и относительного отставания роста кровеносных сосудов от увеличения массы мышечные волокна дегенерируют. Возможны гипертрофия хрящевой ткани с артралгией, частое развитие синдрома запястного канала со сдавлением срединного нерва, осиплость голоса в связи с утолщением слизистых оболочек. Развивается миокардиодистрофия, связанная с увеличением размера миокардиальных волокон и интерстициальным фиброзом. Часто возникает синдром внезапной остановки дыхания во сне в результате относительной обструкции бронхиального дерева. Характерна артериальная гипертензия.

Применение лекарственных препаратов, созданных на основе гормонов гипофиза в медицине.

Нейрогипофизарные гормоны вазопрессин и окситоцин образуются в ядрах крупных клеток переднего гипоталамуса, накапливаются в задней доле гипофиза (нейрогипофизе) и секретируются оттуда в кровь. У человека L-аргинин-вазопрессин (L-АВП) является антидиуретическим гормоном. Механизм его действия заключается в обеспечении проницаемости дистальных отделов почечных канальцев для воды и тем самым поддержании осмотического равновесия между содержимым канальцев и мозговым слоем почки, в результате действия L-АВП уменьшается диурез.

Адиурекрин — препарат, получаемый из задней доли гипофизов рогатого скота и свиней, содержит гормоны задней доли гипофиза, главным образом вазопрессин, также используют в качестве антидиуретического средства при несахарном диабете и ночном недержании мочи, однако применение его ограничено из-за аллергизирующего и раздражающего действия.

Окситоцин и его синтетический аналог дезаминоокситоцин применяют для вызывания и стимулирования родовой деятельности при преждевременном отхождении вод, слабости родовой деятельности, связанной с атонией матки, при гипотонических маточных кровотечениях и др.

В качестве лекарственного средства, назначаемого для возбуждения и усиления сократительной деятельности матки, при гипотонических кровотечениях в раннем послеродовом периоде, для нормализации инволюции матки в послеродовом периоде, а также при несахарном диабете, ночном недержании мочи и др., используют питуитрин для инъекций (Pituitrinum pro injectionibus) — гормональный препарат, получаемый из задней доли гипофизов крупного рогатого скота и свиней. Основными действующими веществами питуитрина являются окситоцин и вазопрессин. Окситоцин вызывает сокращение мускулатуры матки, вазопрессин — сужение просвета капилляров и повышение АД, нормализует осмотическое давление крови, уменьшает диурез. Препарат вводят подкожно или внутримышечно.