Анализ химической структуры половых гормонов, которые являются стероидными гормонами и синтезируются, главным образом, внутренними половыми органами: семенниками – у мужчин, яичниками у женщин, частично в коре надпочечников. Их синтез и роль в организме.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

К половым гормонам человека относятся женские половые гормоны - эстрогены, которые в основном представлены эстрадиолом, и мужские половые гормоны - андрогены.

Половые гормоны по своей химической структуре являются стероидными гормонами и синтезируются главным образом внутренними половыми органами, семенниками - у мужчин, яичниками у женщин, частично - в коре надпочечников. Физиологическая роль половых гормонов состоит в обеспечении способности выполнять половые функции. Эти гормоны необходимы для полового созревания, т. е. такого развития организма и его полового аппарата, при котором возможны половой акт и деторождение. Благодаря этим гормонам осуществляется развитие вторичных половых признаков, т. е. тех особенностей организма, которые не связаны непосредственно с половой деятельностью, но являются характерными отличиями мужского и женского организма. В женском организме половые гормоны играют большую роль в возникновении половых циклов, в обеспечении нормального протекания беременности и в подготовке к кормлению новорожденного.

В данном реферате рассматривается химическая структура половых гормонов, их синтез и роль в организме.

Глава 1. Половые гормоны - стероидные гормоны

Как уже упоминалось выше половые гормоны по своей химической природе являются стероидными гормонами. Эти гормоны -- производные циклопентанпергидрофенантрена. Образуются из холестерина в коре надпочечников (кортикостероиды), а также в семенниках и яичниках (половые стероиды). Малые количества половых стероидов могут образовываться в коре надпочечников, а кортикостероидов -- в гонадах. Тип стероидного гормона, который образуется в той или иной ткани, определяется соотношением активностей ферментов, катализирующих альтернативные пути его синтеза.

Большая часть холестерина, используемая для синтеза стероидных гормонов, поступает в эндокринные клетки из плазмы, где он связан преимущественно с липопротеидами низкой плотности (ЛПНП). Около 30--40% холестерина, потребляемого на синтез гормонов -- эндогенный холестерин, который образуется в эндокринных клетках и запасается в липидных каплях (рис. 1). Как эндогенный, так и экзогенный холестерин находятся в этерифицированной форме в виде эфиров с ненасыщенными жирными кислотами, поэтому первый этап синтеза стероидных гормонов -- отщепление жирной кислоты. Эту реакцию катализируют холестеринэстеразы.

Рис. 1. Структурная формула холестерина

Свободный холестерин поступает в митохондрии и там превращается в прегненолон. В этом превращении участвуют цитохром Р₄₅₀ (оксидаза со смешанным типом действия), десмолаза и другие ферменты. Лимитирующая стадия синтеза прегненолона -- гидроксилирование боковой цепи холестерина. Характерно, что прегненолон оказывает ингибирующее влияние на этот процесс.

Образовавшийся прегненолон покидает митохондрии и попадает в эндоплазматический ретикулум. Все дальнейшие реакции образования стероидных гормонов протекают на мембранах ретикулума или в цитоплазме.

В коре надпочечников синтез стероидных гормонов стимулируется адренокорткикотрпоным гормном (АКТГ), а в половых железах -- лютеотропным (ЛГ) (рис. 2).

Рис. 2. Регуляция и компартментализация в клетке процессов биосинтеза стероидных гормонов

Эти гормоны активируют транспорт эфиров холестерина, а также расщепление эфирной связи. Оба тропных гормона ускоряют также гидроксилирование ациклической части молекулы холестерина и её последующее отщепление, т.е. активируют митохондриальные ферменты, участвующие в образовании прегненолона. Кроме того, тропные гормоны активируют процессы окисления сахаров и жирных кислот в эндокринных клетках, что обеспечивает процессы стероидогенеза энергией и пластическим материалом. Так, например. АКТГ стимулирует фосфорилазу, глюкозо-6-фосфатдегадрогеназу, изоцитратдегидрогеназу и малатдегидрогеназу. В результате этого в коре надпочечников накапливается НАДФН, необходимый для гидроксилирования стероидов.

Молекулярные механизмы действия АКТГ и ЛГ на синтез стероидных гормонов связаны с образованием цАМФ и последующими реакциями цАМФ-зависимого фосфорилирования. С помощью этого механизма стимулируется транспорт холестерина, активируются эстераза эфиров холестерина, триглицеридлипаза и фосфорилаза.

Мужские половые гормоны - андрогены - С₁₉-стероиды, продуцируемые интерстициальными клетками семенников и в меньшем количестве яичниками и корой надпочечников. Основной андроген - тестостерон. Этот гормон может претерпевать изменения в клетке-мишени - превращаться в дигидротестстерон, обладающей большей активностью.

Эстрогены, или женские половые гормоны, в организме человека в основном представлены эстрадиолом. Это С₁₈-стероиды с ароматизированным А-кольцом и ОН-группой в 3 положении. В клетках-мишенях они, по-видимому, не метаболизируются.

Глава 2. Мужские половые гормоны

половой гормон стероидный яичник

В 1931 г. А. Бутенандт выделил из мочи мужчин кристаллический гормон, оказывающий стимулирующее действие на рост петушиного гребня каплунов. Этот гормон был назван андростероном (от греч. аndros мужчина), а предложенная химическая структура была подтверждена химическим синтезом, осуществленным в 1934 г. одновременно А. Бутенандтом и Л. Ружичкой. Позже из мочи мужчин был выделен еще один гормон дегидроэпиандростерон, который обладал меньшей биологической активностью. В дальнейшем группа С19-стероидов (состоят из 19 атомов углерода), обладающих способностью ускорять рост петушиного гребня, была названа андрогенами. В тоже время гормон, выделенный из ткани семенников, оказался активнее андростерона почти в 10 раз и был идентифицирован в виде тестостерона (от лат. testis семенник).

Биосинтез андрогенов осуществляется главным образом в семенниках и частично в яичниках и надпочечниках. Основными источниками и предшественниками андрогенов, в частности, тестостерона, являются уксусная кислота и холестерин.

Биологическая роль андрогенов в мужском организме в основном связана с дифференцировкой и функционированием репродуктивной системы, причем в отличие от эстрогенов андрогены уже в эмбриональном периоде оказывают существенное влияние на дифференцировку мужских половых желез, а также на дифференцировку других тканей, определяя характер секреции гонадотропных гормонов во взрослом состоянии. Во взрослом организме андрогены регулируют развитие вторичных половых признаков, сперматогенез в семенниках и т. д. Следует отметить, что андрогены обладают значительным анаболическим действием, выражающимся в стимуляции синтеза белков во всех тканях (кроме вилочковой железы, на кот. андрогены оказывают катаболическое действие ), но в большей степени в мышцах для реализации анаболического эффекта андрогенов необходимым условием является присутствие соматотропина. Имеются данные, свидетельствующие об участии андрогенов, кроме того в регуляции биосинтеза макромолекул в женских репродуктивных органах, в частности синтеза мРНК в матке.

Распад мужских половых гормонов в организме осуществляется в основном в печени по пути образования 17-кетостероидов. Период полураспада тестостерона не превышает нескольких десятков минут. У взрослых мужчин с мочой экскретируется не более 1% неизменного тестостерона, что свидетельствует о его расщеплении преимущественно в печени до конечных продуктов обмена. При некоторых заболеваниях у больных увеличивается экскреция с мочой гидроксилированных форм андрогенов при эквивалентном снижении выделения классических 17-кетостероидов. Следует указать также на возможность образования 17-кетостероидов из тестостерона у женщин. Отмечен высокий уровень частоты рака молочных желез у женщин с пониженной экскрецией 17-кетостероидов. Тестостерон и его синтетические аналоги (тестостерон-пропионат) нашли применение в медицине в качестве лекарственных препаратов при лечении раковой опухоли молочной железы.

Рассмотрим действие андрогенов на различные органы и ткани мужского и женского организмов. Как известно, эффект данных гормонов на мужской организм считается физиологическим, тогда как их чрезмерное действие у женщин вызывает различные патологические процессы.

Андрогены у женщин секретируются корой надпочечника и яичниками. Главным источником их образования является сетчатая зона коры надпочечника. Они, как было уже указано, обладают анаболическим действием и обуславливают рост волос в период полового созревания. При избыточном выделении андрогенов вначале появляются признаки дефеминизации, а затем маскулинизация. Степень ее выраженности прямо пропорциональна избыточному выделению андрогенов независимо от их яичникового или надпочечникового происхождения. Андрогены могут непосредственно секретироваться этими тканями или синтезироваться в процессе периферического обмена. Важны оба источника. Андрогены со слабой природной активностью могут служить прегормонами и активироваться в процессе превращения в периферических тканях. Наиболее важный пример превращение андростендиона в тестостерон это главный путь образования тестостерона у женщин. Основными андрогенами в плазме здоровых женщин являются тестостерон , 5-дигидротестостерон (ДГТ), 5-андростан-3, 17-диол, андрост-5-ен-3,17-диол, андростендион, 11-оксиандростендион, дегидроэпиандростерон (ДГА) и его сульфат (ДГАС).

До 1968 г. полагали, что основным андрогеном явл. тестостерон, оказывающий непосредственное действие на органы-мишени. Однако в 1968 г. Было установлено (Bruchovcky, Wil...