Кортизол — Википедия

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] и 212,5 °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

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).

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

Открытие

[править | править код]

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 даёт 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.

Нумерация атомов углерода стероидного ядра
Нумерация атомов углерода стероидного ядра

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

Биосинтез

[править | править код]

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 | править код]

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 трёх слоёв, 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[англ.] 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 | править код]

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 | править код]
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 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 поражённые участки кожи. При воспалении суставов (например, из-за подагры) активное вещество также можно вводить в воспалённый сустав.

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

Определение уровня кортизола у человека

[править | править код]

Определение уровня кортизола у человека сопряжено с трудностями, ввиду того, что уровень кортизола в тканях и биологических жидкостях человека, в норме, варьирует с частотой суточного циркадного ритма, с пиком утром, снижением в течение дня, и минимальным значением ночью. Однако, у некоторых пациентов, при нормальном среднесуточном уровне кортизола, в определённые периоды времени, уровень кортизола может быть ниже или выше обычной для данного времени суток нормы, что затрудняет клиническую интерпретацию результатов измерения этого гормона у таких пациентов, если брать пробу только один раз в день.[9][10][11][12]

Кортизол липофилен (растворяется в жирах, а не в воде), и транспортируется из надпочечников в ткани-мишени как в свободном виде, так и в связанном виде с белками: транскортином (также известным как глобулин, связывающий кортикостероиды, англ. corticosteroid binding globulin) и альбумином. Лишь та небольшая часть общего кортизола в теле человека, которая не связана с белками, обладает биологической активностью, то есть способна, в частности, воздействовать на клюкокортикоидные рецепторы клеток.[13] Связывание кортизола с транскортином осуществляется в пропорции один к одному.[14] При анализе уровня кортизола в сыворотке крови, как правило, измеряется общий уровень кортизола, и эти результаты могут давать неверную картину об этом гормоне у пациентов с изменённой 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 слоёв эпителиальных клеток слизистой оболочки полости рта и слюнных желёз, а относительно мелкие молекулы кортизола свободно проникают через этот барьер и попадают из крови в слюну.[19][20]

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 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 2024-01-31). 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) 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 | править код]
  • 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 | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Кортизол&oldid=141248001