Википедия

Кортизол

(перенаправлено с «Гидрокортизон»)

Кортизо́л (гидрокортизон) — это гормон, который образуется в коре надпочечников. Регулирует стресс в организме, воздействуя на уровень артериального давления, обмен белков, жиров и углеводов. Биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы, то есть в своей структуре имеет стерановое ядро. Кортизол секретируется наружным слоем (корой) надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (АКТГ — гормон гипофиза). Секреция АКТГ, в свою очередь, стимулируется соответствующим рилизинг-фактором гипоталамуса (КРГ — кортикотропин-рилизинг-гормон, или кортиколиберин).

Кортизол
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 4-​прегнен-​11β,17α,21-​триол-​3,20-​дион
Хим. формула C21H30O5
Термические свойства
Температура
 • плавления 214 °C[1], 212,5 °C[1] и 214 °C[1]
Классификация
Рег. номер CAS 50-23-7
PubChem 5754
Рег. номер EINECS 200-020-1
SMILES
InChI
ChEBI 17650
ChemSpider 5551
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Гиперфункция надпочечников приводит к клинической картине болезни Кушинга, недостаточная функция называется болезнью Аддисона. Кроме того, кортизол участвует в регуляции роста.

Открытие править

В 1930-х годах американские и европейские исследователи независимо друг от друга изучали активные вещества, секретируемые железами надпочечников. Содержание этих веществ в органах крайне низко. Таким образом, при существующих в то время методах анализа непосредственное структурное выяснение было невозможно. Поэтому Эдварду Кэлвину Кендаллу и его коллегам пришлось извлечь железы из 1,25 миллиона голов крупного рогатого скота на бойнях[2]. Из экстракта они выделили, в частности, восемь стероидов, которые первоначально назывались «Соединения А-Н». Затем Кендалл дал своему «Соединению Е» название кортизон; «Соединение F» позже было названо кортизолом. Тадеус Райхштейн смог выяснить химическую структуру и конфигурацию вещества[3][4][5]. Хиральное вещество формально может быть получено из стероидного углеводорода прегнана, что дает нумерацию атомов углерода. Он содержит три гидроксильные группы и две кетогруппы, одна из которых α, β-ненасыщенная (конъюгированная), еноновая структура. Гидроксильные группы классифицируются как первичные, вторичные и третичные, что отражается в реакционной способности.

  Прегнан с нумерацией атомов углерода. Группы CH3 и группа CH3-CH2 имеют β-конфигурацию, то есть указывают на наблюдателя.

Биосинтез править

Кортизол — это стероидный гормон коры надпочечников. Он образуется из холестерина и, следовательно, является производным из изопентенилпирофосфата (IPP). В этом процессе синтез прегненолона, общего предшественника стероидных гормонов (например, кортизола), минералокортикоидов (например, альдостерона), андрогенов (например, тестостерона) и эстрогенов (например, эстрадиола), сначала происходит в митохондриях коры надпочечников.

Фермент, который катализирует образование прегненолона через промежуточное соединение 20 α,20 β-дигидроксихолестерин, называется холестериндезмолазой и представляет собой монооксигеназу, которая вырабатывает НАДФН в виде необходимого кофактора. При этом шестиэлектронном окислении расходуются три молекулы НАДФН и три молекулы кислорода. В качестве кофермента ему необходим гем-содержащий цитохром Р450. Однако ограничивающим скорость этапом биосинтеза кортизола является не десмолаза холестерина, а транслоказа холестерина, расположенная на внешней митохондриальной мембране, которая транспортирует холестерин, необходимый для внутренней митохондриальной мембраны. Этот белок, известный как «StAR-белок» (стероидогенный острый регуляторный белок), активируется в присутствии цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), и, следовательно, является регуляторным этапом, на котором АКТГ влияет, среди прочего, на синтез кортизола.

 
Синтез прегненолона, начиная с холестерина. Для удобства просмотра показано только одно кольцо (D) соответствующих стероидов.

Прегненолон выходит из митохондрий и превращается в прогестерон с помощью 3 β-гидроксистероиддегидрогеназы и изомеразы. В эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) этот прогестерон превращается в 17 α-гидроксипрогестерон ферментом 17-стероидгидроксилазой. Дальнейшее гидроксилирование под катализом 21-гидроксилазы приводит к образованию 11-дезоксикортизола, который затем снова превращается в кортизол в митохондриях стероидной 11-β-гидроксилазой. Все описанные ферменты представляют собой специфические железосодержащие ферменты цитохрома Р450. При дефекте ферментов биосинтеза кортизола (в основном 21-гидроксилазы) секреция АКТГ не ингибируется кортизолом посредством отрицательной обратной связи, и в нём накапливаются предшественники 11-дезоксикортизола. В настоящее время их можно все чаще использовать для синтеза андрогенов, и в качестве клинической картины возникает адреногенитальный синдром.

 

Физиология править

Кортизол является регулятором углеводного обмена организма, а также принимает участие в развитии стрессовых реакций. Для кортизола характерен суточный ритм секреции: минимальная концентрация отмечается в вечерние, а максимальная в утренние часы.

Кортизол вырабатывается в организме человека надпочечниками в пучковой зоне, втором из трех слоев, составляющих кору надпочечников. Выделение кортизола контролируется гипоталамусом. Секреция кортикотропин-рилизинг-гормона гипоталамусом заставляет клетки соседней передней доли гипофиза[6] выделять другой гормон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), в сосудистую систему, через которую кровь переносит его в кору надпочечников. АКТГ стимулирует синтез кортизола и других глюкокортикоидов, минералокортикоидного альдостерона и дегидроэпиандростерона[7].

Выделившийся в кровь кортизол достигает клеток-мишеней (в частности, клеток печени). Благодаря своей липофильной природе легко проникает через клеточную мембрану в цитоплазму и ядро, где связывается со специфическими рецепторами. Гормон-рецепторный[en] комплекс является фактором транскрипции — он активирует транскрипцию определённых участков ДНК. В результате синтез глюкозы в гепатоцитах усиливается, тогда как в мышцах снижается распад глюкозы. Таким образом, эффект кортизола состоит в сохранении энергетических ресурсов организма. Затем в клетках печени глюкоза запасается в виде гликогена.

По принципу отрицательной обратной связи повышение уровня кортизола в крови снижает секрецию кортиколиберина (а значит, и АКТГ).

Уровень кортизола изменяется в зависимости от времени суток, а также стадии менструального цикла (у женщин), поэтому важно знать оптимальное время для сдачи анализа крови для проверки уровня кортизола.

Эволюционная роль править

Кортизол — это гормон стресса, в том числе долговременного. В эволюционной перспективе главный продолжительный стресс был связан с дефицитом пищи. В современном мире долговременный стресс чаще всего связан с финансовыми трудностями, проблемами в отношениях и с неуверенностью или беспокойством по поводу здоровья — своего или близких. Хронический стресс приводит к увеличению выработки кортизола, что, в свою очередь, влечёт изменения в обмене веществ, в том числе к ожирению[8].

Фармакологическое применение править

Основная статья: Гидрокортизон (лекарство)

Кортизол в более высоких дозах обладает противовоспалительным и иммунодепрессивным действием. Гидрокортизон, так в фармакологии называют синтетическую форму кортизола, принимают внутрь или вводят внутривенно для подавления иммунитета. Но при этом следует отметить, что эффект от доз, вводимых внутривенно, значительно превышает эффект от перорально вводимых, поскольку кортизол метаболизируется в печени (глюкоронидирование и последующее выведение через почки, см. «эффект первого прохождения»). Однако этот метод более эффективен при заболеваниях с рассеянными симптомами, таких как крапивница.

Для противовоспалительного эффекта (например, при экземе) гидрокортизон наносят в виде мази на пораженные участки кожи. При воспалении суставов (например, из-за подагры) активное вещество также можно вводить в воспаленный сустав.

При гипотензии коры надпочечников (болезнь Аддисона) кортизол назначают в качестве заместительной терапии.

Определение уровня кортизола у человека править

Уровень кортизола в тканях и биологических жидкостях человека в номрме соответствует циркадному ритму. Однако, при нормальном среднесуточный уровенне кортизола, в определённые периоды времени, уровень кортизола может быть ниже или выше обычной нормы, что затрудняет клиническую интерпретацию результатов измерения этого гормона.[9][10][11][12]

Кортизол липофилен (растворяется в жирах, а не в воде), и транспортируется из надпочечников в ткани-мишени в связанном виде с белками: транскортином (также известным как глобулин, связывающий кортикостероиды) и альбумином. Лишь небольшая часть общего кортизола в теле человека не связана с белками и обладает биологической активностью.[13] Связывание кортизола с транскортином осуществляется в пропорции один к одному.[14] При анализе уровня кортизола в сыворотке крови обычно измеряется общий уровень кортизола, и эти результаты могут давать неверную картину об этом гомоне у пациентов с измененной концентрацией белков, связывающих кортизол, в сыворотке крови. Анализ уровня кортизола в слюне позволяет избежать этой проблемы, поскольку только свободный кортизол может проходить через гематосаливарный барьер.[15][16][17][18] Частицы транскортина слишком велики, чтобы пройти через этот барьер, состоящий из слоев эпителиальных клеток слизистой оболочки полости рта и слюнных желез.[19][20]

См. также править

Примечания править

  1. ↑ 1 2 3 Bradley J., Williams A., Andrew S.I.D. Lang Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset // (unknown type) — 2014. — doi:10.6084/M9.FIGSHARE.1031637.V2
  2. ↑ E.C. Kendall. In: Cold Spring Harbor Quart. Biol., Band 5, 299 (1937).
  3. ↑ Helvetica Chimica Acta, 20, 953 (1937).
  4. ↑ Helvetica Chimica Acta, 25, 988 (1942).
  5. ↑ Helvetica Chimica Acta, 30, 205 (1947).
  6. ↑ You & Your Hormones: Cortisol. the Society for Endocrinology (Last updated) (24 октября 2013). Дата обращения: 24 ноября 2014. Архивировано 21 октября 2014 года.
  7. ↑ Hanukoglu A, Fried D, Nakash I, Hanukoglu I (Nov 1995). "Selective increases in adrenal steroidogenic capacity during acute respiratory disease in infants". Eur J Endocrinol. 133 (5): 552—6. doi:10.1530/eje.0.1330552. PMID 7581984. S2CID 44439040.
  8. ↑ Уивер, 2021, с. 82.
  9. ↑ Izawa S, Sugaya N, Ogawa N, Shirotsuki K, Nomura S (April 2021). "A validation study on fingernail cortisol: correlations with one-month cortisol levels estimated by hair and saliva samples". Stress. 24 (6): 734—741. doi:10.1080/10253890.2021.1895113. PMID 33792492. S2CID 232481968.
  10. ↑ Turpeinen U, Hämäläinen E (December 2013). "Determination of cortisol in serum, saliva and urine". Best Practice & Research. Clinical Endocrinology & Metabolism. 27 (6): 795—801. doi:10.1016/j.beem.2013.10.008. PMID 24275191.
  11. ↑ Dolomie-Fagour L, Corcuff JB (2008). "[Is free plasmatic cortisol measurement useful in intensive care unit?]". Annales de Biologie Clinique (фр.). 66 (1): 31—41. doi:10.1684/abc.2008.0189 (inactive 31 January 2024). PMID 18227002.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (DOI неактивен с января 2024) (ссылка)
  12. ↑ Maidana P, Bruno OD, Mesch V (2013). "[A critical analysis of cortisol measurements: an update]". Medicina (исп.). 73 (6): 579—84. PMID 24356273.
  13. ↑ Verbeeten KC, Ahmet AH (January 2018). "The role of corticosteroid-binding globulin in the evaluation of adrenal insufficiency". Journal of Pediatric Endocrinology & Metabolism. 31 (2): 107—115. doi:10.1515/jpem-2017-0270. PMID 29194043. S2CID 28588420.
  14. ↑ Henley D, Lightman S, Carrell R (October 2016). "Cortisol and CBG - Getting cortisol to the right place at the right time" (PDF). Pharmacology & Therapeutics. 166: 128—135. doi:10.1016/j.pharmthera.2016.06.020. hdl:1983/d7ed507d-52d5-496b-ae1f-de220ae1b190. PMID 27411675. Архивировано (PDF) из оригинала 20 августа 2023. Дата обращения: 8 марта 2023.
  15. ↑ de Medeiros GF, Lafenêtre P, Janthakhin Y, Cerpa JC, Zhang CL, Mehta MM, Mortessagne P, Helbling JC, Ferreira G, Moisan MP (2019). "Corticosteroid-Binding Globulin Deficiency Specifically Impairs Contextual and Recognition Memory Consolidation in Male Mice". Neuroendocrinology. 109 (4): 322—332. doi:10.1159/000499827. PMID 30904918. S2CID 85498121.
  16. ↑ Henley DE, Lightman SL (April 2011). "New insights into corticosteroid-binding globulin and glucocorticoid delivery". Neuroscience. 180: 1—8. doi:10.1016/j.neuroscience.2011.02.053. PMID 21371536. S2CID 26843500.
  17. ↑ Salzano C, Saracino G, Cardillo G (October 2021). "Possible Adrenal Involvement in Long COVID Syndrome". Medicina (Kaunas). 57 (10): 1087. doi:10.3390/medicina57101087. PMC 8537520. PMID 34684123.
  18. ↑ Granger DA, Hibel LC, Fortunato CK, Kapelewski CH (November 2009). "Medication effects on salivary cortisol: tactics and strategy to minimize impact in behavioral and developmental science". Psychoneuroendocrinology. 34 (10): 1437—48. doi:10.1016/j.psyneuen.2009.06.017. PMID 19632788. S2CID 3100315.
  19. ↑ Lane, J. (2006). "Can non-invasive glucocorticoid measures be used as reliable indicators of stress in animals?". Animal Welfare. 15 (4): 331—342. doi:10.1017/S0962728600030657. S2CID 80026053.
  20. ↑ Lin GC, Smajlhodzic M, Bandian AM, Friedl HP, Leitgeb T, Oerter S, Stadler K, Giese U, Peham JR, Bingle L, Neuhaus W (August 2020). "An In Vitro Barrier Model of the Human Submandibular Salivary Gland Epithelium Based on a Single Cell Clone of Cell Line HTB-41: Establishment and Application for Biomarker Transport Studies". Biomedicines. 8 (9): 302. doi:10.3390/biomedicines8090302. PMC 7555419. PMID 32842479.

Литература править

  • Либби Уивер. Полезная книга о лишнем и вредном. Как прекратить бороться с собой, понять свой организм и начать питаться правильно. = Libby Weaver. Accidentally Overweight: The 9 Elements That Will Help You Solve Your Weight-Loss Puzzle. — М.: Альпина Паблишер, 2021. — ISBN 978-5-9614-4031-7..

Ссылки править

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Кортизол&oldid=137431049