7.7.4. Стероидные гормоны

Стероидные (см. с. 387) гормоны также, диффундируя через липидную мембрану и объединяясь в комплексы с рецепторами, транспортируются в ядро клетки, связываются с хроматином ядер, активируют гены и стимулируют транскрипцию (образование мРНК). Белки, продуцирующиеся в результате запуска транскрипции определенных генов, впоследствии вызывают изменения клеточных функций, в чем и заключается специфическое действие стероидных гормонов. Информация об уровне стероидного гормона в крови поступает в мозговые центры, влияющие на поведение, и таким путем происходит координация между гормональным статусом и поведением.

Рис. 7–22. Пергидроциклопентанофенантрен (холестерин)

Основной структурной единицей стероидов является насыщенный полициклический углеводород эстран, построенный из четырех углеродных колец (рис. 7–22). Благодаря тетраэдрической ориентации связей атомов углерода, структура эстрана не плоская, а складчатая и имеет различные конформации. Для шестичленных колец возможны конформации кресла, ванны, скрученной ванны (т.1, с.187), а для пятичленного кольца – конформация конверта. Соседние кольца А и В могут располагаться в одной плоскости (транс-сочленение) или под углом друг к другу (цис-сочленение) (т.1, с.184). Переходы из одной конформации в другую в молекулах стероидов невозможны. Одна из возможных конформаций показана на примере холестанола (рис. 7–23).

Рис. 7–23. Конформация холестанола

Многие стероиды вместе с жестким каркасом из четырех колец содержат разветвленную подвижную боковую углеводородную цепь, наподобие холестерина (холестерола), который является предшественником многих стеринов (стероидных спиртов). Холестерин может синтезироваться в коре надпочечников или поглощаться из крови, когда он поступает в организм с пищей. В своей основе он имеет структуру пергироциклопентанофенантрена (см. рис. 7–22).

Под действием ферментов боковая цепь холестерина расщепляется между 21-м и 22-м углеродными атомами, и образуется общий для всех стероидных гормонов предшественник прегненолон, содержащий 21 атом углерода. В яичниках (а во время беременности – в плаценте) он превращается в женские половые гормоны прогестерон и эстрадиол, а в семенниках – в мужской половой гормон тестостерон (рис. 7–24).

Рис. 7–24. Женские половые гормоны прогестерон (а) и эстрадиол (б) и мужской половой гормон тестостерон (в)

В коре надпочечников прегненолон превращается в другие стероиды – глюкокортикоиды, минералокортикоиды и адрогены. Наиболее важным для человека стероидным гомоном является глюкокортикоид кортизол, выделяемый корой надпочечников (табл. VII–2). Свое название глюкокортикоиды получили по их наиболее важному метаболическому эффекту – стимуляции глюконеогенеза (процесса образования глюкозы из неуглеводных прешественников) в печени (см. рис. 7–17). Кроме того, глюкокортикоиды подавляют поглощение и использование глюкозы всеми клетками тела, то есть противодействуют эффекту инсулина, вызывая повышение концентрации глюкозы в крови. Глюкокортикоиды участвуют в обмене липидов. Под их влиянием происходит расщепление триглицеридов, и в крови повышается содержание жирных кислот.

Размеры надпочечников связаны с секрецией АКТГ (адренокортикотропного гормона, рис. 7–18) и со способностью организма выдерживать «стресс». Во время продолжительного стресса надпочечники увеличиваются, гипотоламо-гипофизарно-надпочечниковая система активируется. При остром стрессе уровень кортизола в крови быстро повышается. Глюкокортикоиды ускоренно обеспечивают снабжение организма энергетическим материалом. Длительное сохранение высокого уровня кортизола в крови приводит к нарушению защитной реакции организма против инфекции, так как глюкокортикоиды угнетают образование антител.

В то же время глюкокортикоиды подавляют развитие воспалительных процессов. Любой воспалительный процесс характеризуется тремя симптомами: покраснение, отек, боль. Покраснение вызывается повышенным притоком крови. Отек связан с увеличением проницаемости капилляров в воспалительном участке и поступлением жидкости в межклеточное пространство. Болевые ощущения вызываются раздражением тканей вследствие первых двух процессов. Все три симптома снимаются под действие глюкокортикоидов.

Заметим, что стероидные гормоны, выполняющие сигнальную функцию, встречаются также в растениях.