HORMONY STERYDOWE I PODOBNIE DZIAŁAJĄCE Są to związki należące do grupy steroidów, które charakteryzują się wykazywaniem istotnych aktywności biologicznych typu hormonalnego. Docierając do komórki docelowej, z racji swojego charakteru hydrofobowego przekraczają błonę plazmatyczną na zasadzie dyfuzji a następnie łączą się z białkowymi cytoplazmatycznymi receptorami wykazującymi zdolność do aktywowania (uruchamiania) pewnych genów w DNA (tzw. genów odpowiedzi pierwotnej). Wydzielane są przez: Tarczycę (hormony T 3 i T 4 ) Korę nadnerczy Oraz gruczoły płciowe Hormony te charakteryzują się zdolnością do wiązania z białkowymi receptorami śródkomórkowymi. Hormonami tymi są: Estrogeny, Glukokortykosteroidy, Mineralokortykosteroidy, Progestyny, Androgeny, Hormony tarczycy (T 3 i T 4 ) Kalcytriol
Ich generalny mechanizm działania przedstawiony jest na poniższym schemacie Z wyjątkiem hormonów T 3 i T 4 są to hormony lipifilne. Po wydzieleniu do krwi są związane do białek nośnikowych (transportujących). Po przybyciu w pobliże błony komorkowej komórki docelowej są uwalniane i dyfundują przez dwuwarstwę lipidową do wnętrza komórki docelowej.
Hormony tarczycy Hormony typu T 3 i T 4 wykazują wysokie powinowactwo do białek receptorowych zlokalizowanych w jądrze komórkowym komórek docelowych. Hormon T 3 wykazuje 10-ciokrotnie większe powinowactwo do tych receptorów niż hormon T 4. Wydaje się, że ich receptory są różne od receptorów innych hormonów lipofilowych. Stymulują one konsumpcję tlenu, wzrost syntezy białka oraz zwiększają dodatni bilans azotowy. Niedostateczna ilość wolnej T 3 lub T 4 jest powodem niedoczynności tarczycy czego rezultatem jest: - zwolnienie czynności serca, - senność, - zaparcia, - nadwrażliwość na zimno, - sucha skóra, - bladożółta cera Obserwowany jest również niski wzrost
Witamina D 3 kalcitriol Podobnie jak wcześniej omówione hormony posiada on receptor wewnątrzkomórkowy należący do rodziny hormonów sterydowych. Odpowiedzią na kalcytriol jest wzrost syntezy swoistego RNA i białka, które jest swoistym białkiem wiążącym wapń. Białka tego typu występują w jelicie, skórze i kościach. Dodatkowo kalcytriol wpływa na transport transjelitowy zarówno jonów wapnia jak i jonów fosforanowych.
Hormony kory nadnerczy Z kory nadnerczy wydzielono i zidentyfikowano około 50 różnych steroidów. Kora nadnerczy produkuje trzy klasy hormonów steroidowych. U podstaw ich klasyfikacji leży ich działanie biologiczne. Ale należy pamiętać, że granice pomiędzy klasami nie są zbyt ostre bowiem hormony jednej klasy mogą wykazywać również działania hormonów innej klasy. Glukokortykosteroidy są 21-węglowymi steroidami wykazującymi wpływ stymulującymi proces glukoneogenezy (uzyskiwania glukozy z nie cukrowych prekursorów), obniżającymi procesy zapalne a także wzmagającymi odporność na stres. Kortyzol jest najważniejszym glukokortykoidem u człowieka. Kortykosteron jest najważniejszy u gryzoni natomiast u ludzi występuje w mniejszych ilościach.
ADH wazopresyna, hormon antydiuretyczny Hormony glukokortykoidowe rozpoczynają swoje działanie w komórkach docelowych wiążąc się ze swoistym receptorem i regulując w następstwie ekspresję genów szczególnie kodujących białka enzymatyczne.
Receptor ten został dosyć dobrze poznany N-końcowa część receptora zawiera większość domen antygenowych oraz obszar modulujący czynność promotorową (trans-aktywację) a domena C-końcowa zawiera regiony wiązania hormonu, znajdujący się bliżej C-końca region wiązania DNA, znajdujący się bliżej środka cząsteczki. Obie domeny są niezbędne w procesie trans-aktywacji procesu transkrypcji genu. Sekwencja aminokwasowa receptora ustalona na podstawie analizy cdna wykazała obecność dwóch obszarów bogatych w reszty Cys-Lys-Arg w obrębie domeny wiążącej DNA. Wskazuje to na obecność tzw. palców cynkowych, z których każdy wiąże się z jednym skrętem pasma DNA. C-końcowa część receptora jest również bardzo podobna do onkogenu v-erb-a oraz receptorów estrogenowego i progesteronowego. Kompleks receptor-hormon wiąże się z sekwencją DNA określaną jako GRE, zlokalizowaną kilkaset zasad w górę w stosunku do miejsca transkrypcji. W sąsiedztwie GRE znajduje się konsensus GGTACAnnnTGTCT fragmentu regulatorowego. Receptory te nasilają proces transkrypcji genu.
Mineralokortykosteroidy, także 21-węglowe steroidy, z pośród których najważniejszym jest aldosteron, który wprawdzie nie posiada swoistego białka transportowego w osoczu krwi ale wiąże się z albuminami. Główne jego działanie polega na stymulacji retencji (zatrzymywania) jonów sodu i wydzielania jonów potasowych i wodorowych w nerkach. Aldosteron zwiększa liczbę kanałów sodowych w błonie komórkowej co powoduje zwiększenie śródkomórkowego stężenia Na +. Zwiększa również aktywność enzymów mitochondrialnych co owocuje w zwiększeniu puli ATP niezbędnej do napędu pompy Na/K. Prekursorami są dehydroepiandrosteron oraz androstendion. Związki te są przekształcane enzymatycznie i zaburzenia tego przekształcania mogą być przyczyną stanów chorobowych.
Hormony gonadalne w zależności od typu powodują: Androgeny rozwijanie wtórnych cech płciowych u osobników męskich, Estrogeny rozwijanie wtórnych cech płciowych u osobników żeńskich. Działanie hormonów gonadalnych zazębia się z działaniem hormonów kory nadnerczy. Jądra i plemniki wytwarzają testosteron a także dihydrotestosteron (DHT) Hormony gonadalne działają również anabolicznie wpływają na stan skóry i produkcję masy kości i mięśni. (Doping anabolikami).
Produkcja hormonalna jąder jest zależna od wieku osobnika; maleje wraz z wiekiem. Hormony gonadalne (np. testosteron) w osoczu krwi wiążą się z β-globuliną, zwaną również globuliną wiążącą hormony płciowe (SHBG) lub globuliną wiążącą testosteron i estrogeny (TEBG) wytwarzaną w wątrobie. Testosteron jest prekursorem metabolitów o aktywności hormonalnej Androgeny pobudzają podział komórek co jest n.p. przyczyną rozrostu gruczołu krokowego (prostaty) u mężczyzn powyżej 60 roku życia. Androgeny są także prekursorami estrogenów szczególnie u kobiet w okresie pomenopauzalnym. Estrogeny tworzą rodzinę hormonów syntetyzowanych w różnych tkankach jajniki 17β-estradiol
Estrogeny wytwarzane są drogą aromatyzacji androgenów. U kobiet ważnym substratem dla estrogenów są androgeny produkowane przez nadnercza. Estrogen wiąże się z SHBG natomiast progesteron z białkiem wiążącym kortykoidy (CBG). Białka te pełnią rolę rezerwuaru hormonalnego. Odpowiednie poziomy hormonów estrogenowych i progestynowych uczestniczą w regulacji cyklu miesiączkowego a także procesu ciąży a potem rozwoju gruczołu sutkowego. Końcowa faza menopauzy charakteryzuje się zanikiem produkcji estrogenów jajnikowych (terapie hormonalne). Syntetycznych agonistów i antagonistów używa się jako środki antykoncepcyjne a także jako związki antynowotworowe. Najwcześniejszym był dietylosylbestrol. Potem uzyskano inne aktywne pochodne
Istotnym było uzyskanie związków o aktywności progestynowej ale bez aktywności estro lub androgenowej. Takimi związkami okazały się Noretyndron a także octan medroksyprogesteronu (Provera). Są to efektywne doustne środki antykoncepcyjne. Co więcej Provera okazał się być skutecznym inhibitorem wzrostu raka macicy. Estrogeny wiążą się z receptorami posiadającymi tzw. domeny ER wiążące DNA i rozpoznające sekwencje AGGTCAnnnTGA(T)CCT, zwaną sekwencją odpowiedzi estrogenowej (ERE) natomiast progesteron z domenami PRE GGTACAnnnTGTTCT. Jak zawsze wzmożona lub zmniejszona aktywność swoistych genów objawia się zmianą reakcji metabolicznych.