Регуляция секреции глюкокортикоидов (рис.).
Активирующие (нисходящие) влияния. Непосредственный активатор синтеза и секреции кортизола — АКТГ. АКТГ выделяется клетками передней доли гипофиза под действием кортиколиберина, поступающего в кровь гипоталамо-гипофизарной воротной системы из гипоталамуса. Стрессовые стимулы активируют всю нисходящую систему влияний, вызывая быстрое выделение кортизола. Кортизол вызывает различные метаболические эффекты, направленные на снятие повреждающей природы состояния стресса.
Восходящие (тормозные) влияния по принципу отрицательной обратной связи реализует кортизол, подавляя секрецию АКТГ в передней доле гипофиза и кортиколиберина в гипоталамусе. Это уменьшает концентрацию кортизола в плазме в то время, когда организм не подвергается воздействию стресса.
Рис. Регуляторные контуры в системе «Гонадолиберин–АКТГ–кортизол». Символами «+» и «-» обозначены стимулирующие и тормозящие влияния.
◊ Метаболизм
Связанные и свободные формы. Более 90% глюкокортикоидов циркулирует в крови в связи с белками — альбумином и связывающим кортикоиды глобулином (транскортин). Около 4% кортизола плазмы — свободная фракция.
Время циркуляции определяется прочностью связывания с транскортином (время полужизни кортизола — до 2 часов, кортикостерона — менее 1 часа).
Водорастворимые формы. Модификация липофильного кортизола осуществляется преимущественно в печени, формируются конъюгаты с глюкуронидом и сульфатом. Модифицированные глюкокортикоиды — водорастворимые соединения, способные к экскреции.
Экскреция. Конъюгированные формы глюкокортикоидов секретируются с жёлчью в ЖКТ, из них 20% теряется с калом, 80% всасывается в кишечнике. Из крови 70% глюкокортикоидов экскретируется с мочой.
◊ Рецептор глюкокортикоидов — ядерный фактор транскрипции — полипептид из семейства онкогенов erb-A, обнаружен практически во всех ядерных клетках. В цитоплазме клетки–мишени рецептор находится в комплексе с молекулярными шаперонами (например, с белком теплового шока hsp90). При связывании кортизола с рецептором молекула шаперона отсоединяется, а комплекс «кортизол–рецептор» перемещается в ядро клетки–мишени.
Шаперон (от chaperone — надзирающий спутник) — внутриклеточный белок, осуществляющий правильную пространственную упаковку полипептидов. К шаперонам относятся нуклеоплазмины, шаперонины, белки теплового шока и некоторые другие группы белков.
Белки теплового шока (англ. heat shock proteins) — специфические белки, синтезирующиеся при внезапном повышении температуры, гипоксии и других стрессовых для клетки состояниях. Функции этих белков крайне разнообразны.
По аутосомно-доминантному типу наследуется несколько мутаций рецептора глюкокортикоидов, приводящих к развитию нечувствительности мишеней к глюкокортикоидам.
◊ Функции глюкокортикоидов разнообразны — от регуляции метаболизма до модификации иммунологического и воспалительного ответов.
Углеводный обмен. Основные события разворачиваются между скелетными мышцами, жировыми депо организма и печенью. Основные пути метаболизма — стимуляция глюконеогенеза, синтез гликогена и уменьшение потребления глюкозы внутренними органами (кроме головного мозга). Основной эффект — увеличение концентрации глюкозы в крови.
Глюконеогенез — синтез глюкозы за счёт аминокислот, лактата и жирных кислот, т.е. неуглеводных субстратов.
В скелетных мышцах ГЛК усиливают распад белков. Образующиеся аминокислоты поступают в печень.
В печени ГЛК стимулируют синтез ключевых ферментов обмена аминокислот — субстратов глюконеогенеза.
Гликогенолиз - синтез гликогена усиливается за счёт активации гликогенсинтетазы. Запасаемый гликоген легко превращается в глюкозу путём гликогенолиза.
Липидный обмен. Кортизол увеличивает мобилизацию жирных кислот — источник субстратов для глюконеогенеза.
Липолиз усиливается в конечностях.
Липогенез усиливается в других частях тела (туловище и лицо).
Эти дифференциальные эффекты придают больным (например, при синдроме Кушинга) характерный внешний вид.
Синдром Кушинга (гиперкортицизм) возникает в результате значительного повышения содержания глюкокортикоидов в крови.
Гипокортицизм. Пониженная секреция адренокортикоидов может быть вызвана первичной надпочечниковой недостаточностью (болезнь Аддисона) или отсутствием стимуляции коры надпочечников АКТГ (вторичная надпочечниковая недостаточность).
Аддисонова болезнь — первичная недостаточность надпочечников. Атрофия коры надпочечников, обусловленная аутоиммунным процессом, — наиболее частая причина.
Белки и нуклеиновые кислоты
Анаболический эффект в печени.
Катаболический эффект в других органах (в особенности в скелетных мышцах).
Иммунная система. В высоких дозах глюкокортикоиды выступают как иммунодепрессанты (применяют для предупреждения отторжения трансплантированных органов, при тяжёлой псевдопаралитической миастении — myasthenia gravis — результат появления аутоантител к никотиновым рецепторам ацетилхолина).
Воспаление. Глюкокортикоиды имеют выраженный противовоспалительный эффект.
Синтез коллагена. Глюкокортикоиды при длительном применении ингибируют синтетическую активность фибробластов и остеобластов, в результате развиваются истончение кожи и остеопороз.
Скелетные мышцы. Длительное применение глюкокортикоидов поддерживает катаболизм мышц, что приводит к их атрофии и мышечной слабости.
Воздухоносные пути. Введение глюкокортикоидов может уменьшить отёк слизистой оболочки, развивающийся, например, при бронхиальной астме.
Сетчатая зона синтезирует половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон), обеспечивающих размножение, рост и развитие, увеличивают синтез белка за счет повышения включения в его молекулу АК.