Steroidní hormon

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - hormon Steroidní hormon je steroid, který funguje jako hormon. Jedná se o skupinu chemicky příbuzných signálních molekul odvozených od cholesterolu, které hrají klíčovou roli v regulaci široké škály fyziologických procesů v těle obratlovců i dalších živočichů.

Díky své lipofilní (tukomilné) povaze mohou steroidní hormony snadno procházet buněčnými membránami a vázat se na specifické receptory uvnitř buněk (v cytoplazmě nebo přímo v jádře). Komplex hormonu a receptoru pak funguje jako transkripční faktor, který přímo ovlivňuje expresi cílových genů, což vede ke změně syntézy proteinů a následně ke změně funkce buňky. Tento mechanismus účinku je pomalejší než u peptidových hormonů, ale jeho účinky jsou dlouhodobější.

Mezi nejznámější steroidní hormony patří kortikosteroidy (např. kortizol), mineralokortikoidy (např. aldosteron) a pohlavní hormony jako androgeny (např. testosteron), estrogeny (např. estradiol) a gestageny (např. progesteron).

📜 Historie objevů

Výzkum steroidních hormonů začal na počátku 20. století. V roce 1929 izoloval německý chemik Adolf Butenandt první estrogen, estron, z moči těhotných žen. Krátce nato, v roce 1931, izoloval androsteron, mužský pohlavní hormon. Nezávisle na něm pracoval švýcarský chemik Leopold Ružička, který se zaměřil na chemickou syntézu těchto látek.

Klíčovým milníkem bylo objasnění struktury cholesterolu a jeho vztahu ke steroidním hormonům. V roce 1935 byl izolován testosteron a progesteron. Za svou práci na pohlavních hormonech a objasnění jejich struktury obdrželi Adolf Butenandt a Leopold Ružička v roce 1939 Nobelovu cenu za chemii.

V polovině 20. století se výzkum zaměřil na hormony kůry nadledvin. Edward Calvin Kendall, Tadeusz Reichstein a Philip Showalter Hench úspěšně izolovali kortizon a prokázali jeho mimořádné protizánětlivé účinky při léčbě revmatoidní artritidy, za což v roce 1950 obdrželi Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství. Tento objev odstartoval éru terapeutického využití syntetických kortikosteroidů.

🧪 Chemická struktura a syntéza

Základní struktura

Všechny steroidní hormony sdílejí společný základ – steranové jádro (také nazývané gonan). Tato struktura se skládá ze sedmnácti atomů uhlíku uspořádaných do čtyř spojených cyklických kruhů: tří šestičlenných (označených A, B, C) a jednoho pětičlenného (označeného D).

Jednotlivé steroidní hormony se od sebe liší typem a polohou funkčních skupin připojených k tomuto jádru. Může jít například o hydroxylové (-OH), karbonylové (C=O) nebo alkylové skupiny. Tyto drobné modifikace dramaticky mění biologickou aktivitu molekuly a její afinitu ke specifickým receptorům.

Biosyntéza (Steroidogeneze)

Výchozí molekulou pro syntézu všech steroidních hormonů v těle je cholesterol. Cholesterol je buď přijímán z potravy, nebo syntetizován v játrech. Proces přeměny cholesterolu na aktivní hormony se nazývá steroidogeneze a probíhá primárně v mitochondriích a hladkém endoplazmatickém retikulu buněk specializovaných tkání.

Klíčové orgány produkující steroidní hormony jsou:

• Kůra nadledvin: Produkuje kortikosteroidy (glukokortikoidy a mineralokortikoidy) a malé množství androgenů.
• Varle: Hlavní místo produkce androgenů, především testosteronu.
• Vaječníky: Produkují estrogeny a gestageny.
• Placenta: Během těhotenství produkuje velké množství progesteronu a estrogenů.

Steroidogeneze je série enzymatických reakcí, na kterých se významně podílejí enzymy ze skupiny cytochromů P450. Prvním a rychlost omezujícím krokem je přeměna cholesterolu na pregnenolon. Z pregnenolonu pak vedou různé metabolické dráhy k syntéze jednotlivých tříd steroidních hormonů. Který hormon bude v dané tkáni produkován, závisí na přítomnosti specifických enzymů v buňkách této tkáně.

⚙️ Mechanismus účinku

Mechanismus účinku steroidních hormonů je zásadně odlišný od peptidových hormonů, které se vážou na receptory na povrchu buňky.

1. Transport v krvi: Jelikož jsou steroidní hormony nerozpustné ve vodě (a tedy i v krevní plazmě), musí být v krevním oběhu navázány na transportní proteiny. Mezi hlavní patří albumin, globulin vázající pohlavní hormony (SHBG) a globulin vázající kortikosteroidy (CBG). Pouze malá, volná (nenavázaná) frakce hormonu je biologicky aktivní.
2. Vstup do buňky: Volný hormon díky své lipofilní povaze snadno difunduje přes fosfolipidovou dvojvrstvu buněčné membrány do cytoplazmy cílové buňky.
3. Vazba na intracelulární receptor: Uvnitř buňky se hormon váže na svůj specifický receptor. Tyto receptory patří do superrodiny jaderných receptorů. Některé receptory (např. pro glukokortikoidy) se nacházejí v cytoplazmě a po navázání hormonu se přesouvají do jádra. Jiné (např. pro hormony štítné žlázy, které mají podobný mechanismus) jsou již přítomny v jádře.
4. Aktivace transkripce: Komplex hormon-receptor funguje jako transkripční faktor. Naváže se na specifickou sekvenci DNA zvanou HRE (Hormone Response Element), která se nachází v regulační oblasti cílového genu.
5. Změna syntézy proteinů: Navázání komplexu na HRE buď aktivuje, nebo potlačuje transkripci (přepis) genu do mRNA. Vzniklá mRNA je následně v ribozomech přeložena (proces translace) do nového proteinu (např. enzymu nebo strukturální bílkoviny).
6. Fyziologická odpověď: Změna množství nebo aktivity těchto proteinů vede k výsledné fyziologické odpovědi buňky, tkáně nebo celého organismu. Tento proces trvá hodiny až dny.

🧬 Klasifikace a příklady

Steroidní hormony se dělí do několika skupin podle jejich fyziologické funkce a místa produkce.

Kortikosteroidy

Jsou produkovány v kůře nadledvin.

• Glukokortikoidy: Hlavním zástupcem u člověka je kortizol. Hrají klíčovou roli v metabolismu sacharidů (zvyšují hladinu glukózy v krvi), tuků a bílkovin. Mají silné protizánětlivé a imunosupresivní účinky a jsou nezbytné pro zvládání stresu.
• Mineralokortikoidy: Hlavním zástupcem je aldosteron. Regulují rovnováhu iontů (především sodíku a draslíku) a vody v těle. Působí v ledvinách, kde zvyšují zpětné vstřebávání sodíku, a tím ovlivňují krevní tlak.

Pohlavní hormony

Jsou produkovány především v pohlavních žlázách (gonádách), ale v malém množství i v kůře nadledvin.

• Androgeny: Jsou to mužské pohlavní hormony. Nejvýznamnějším je testosteron, produkovaný ve varlatech. Jsou zodpovědné za vývoj primárních a sekundárních pohlavních znaků u mužů, podporují spermatogenezi a mají anabolický účinek (podporují růst svalů a kostí).
• Estrogeny: Jsou to ženské pohlavní hormony. Hlavním zástupcem je estradiol, produkovaný ve vaječníkách. Jsou zodpovědné za vývoj ženských pohlavních znaků, regulují menstruační cyklus a jsou důležité pro udržení zdravých kostí.
• Gestageny (nebo progestiny): Nejvýznamnějším je progesteron, produkovaný ve žlutém tělísku vaječníků a během těhotenství v placentě. Připravuje dělohu na uhnízdění oplodněného vajíčka a je nezbytný pro udržení těhotenství.

🩺 Lékařské využití

Syntetické analogy steroidních hormonů jsou jedny z nejpoužívanějších léků v moderní medicíně.

• Protizánětlivá a imunosupresivní léčba: Syntetické glukokortikoidy (např. prednison, dexamethason) se používají k potlačení zánětu a nežádoucí imunitní reakce u široké škály onemocnění, jako je astma, alergie, ekzém, autoimunitní onemocnění (např. revmatoidní artritida, Crohnova choroba) a po transplantacích.
• Hormonální antikoncepce: Většina antikoncepčních pilulek obsahuje kombinaci syntetických estrogenů a gestagenů, které brání ovulaci.
• Hormonální substituční terapie (HRT): Používá se k léčbě příznaků menopauzy u žen nebo u mužů s nedostatkem testosteronu (hypogonadismus).
• Léčba nádorových onemocnění: Některé léky blokují účinky steroidních hormonů a používají se v léčbě hormonálně dependentních nádorů, jako je rakovina prsu nebo rakovina prostaty.
• Anabolické steroidy: Deriváty testosteronu jsou zneužívány některými sportovci ke zvýšení svalové hmoty a výkonu. Jejich užívání je spojeno s vážnými zdravotními riziky, včetně poškození jater, srdce a neplodnosti.

🔬 Pro laiky: Jak funguje steroidní hormon?

Představte si vaše tělo jako obrovské město a každou buňku jako samostatnou továrnu. Většina pokynů pro tyto továrny přichází poštou na recepci (na povrch buňky). Steroidní hormon je ale jako supertajný vládní agent s nejvyšší bezpečnostní prověrkou.

1. Doručení: Agent (steroidní hormon) cestuje krevním řečištěm ve speciálním obrněném voze (transportní protein). 2. Vstup do továrny: Když dorazí k cílové továrně (buňce), nepotřebuje zvonit na recepci. Díky své speciální povaze (rozpustnosti v tucích) jednoduše projde zdí (buněčnou membránou) přímo dovnitř. 3. Setkání s ředitelem: Uvnitř továrny vyhledá specifického ředitele (receptor), který čeká jen na něj. Spojí se s ním a vytvoří tým. 4. Cesta do řídícího centra: Tento tým "agent-ředitel" se přesune do nejdůležitější místnosti v celé továrně – do řídícího centra (buněčného jádra), kde je uložen hlavní výrobní plán (DNA). 5. Vydání nového příkazu: Tým najde v plánu (DNA) přesnou stránku, která ho zajímá, a vydá nový příkaz: "Začněte vyrábět více tohoto produktu!" nebo "Přestaňte vyrábět tamten produkt!". 6. Změna produkce: Továrna (buňka) poslechne a změní svou produkci (začne vyrábět nové bílkoviny).

Tento proces je velmi efektivní, ale není okamžitý. Chvíli trvá, než se nové stroje (bílkoviny) vyrobí a továrna začne fungovat jinak. Proto účinky steroidních hormonů nastupují pomaleji, ale zato trvají déle.

📊 Regulace a zpětná vazba

Produkce steroidních hormonů je v těle velmi přísně regulována, aby byla udržena homeostáza. Hlavní řídící roli hrají hypotalamus a hypofýza v mozku. Tento systém funguje na principu negativní zpětné vazby.

Například u kortizolu (osa hypotalamus-hypofýza-nadledviny, HPA): 1. Hypotalamus produkuje hormon CRH (kortikoliberin). 2. CRH stimuluje přední lalok hypofýzy k produkci hormonu ACTH (adrenokortikotropní hormon). 3. ACTH je krví dopraven k kůře nadledvin a stimuluje ji k produkci a uvolnění kortizolu. 4. Když hladina kortizolu v krvi stoupne na dostatečnou úroveň, kortizol sám působí zpět na hypotalamus a hypofýzu a tlumí jejich produkci CRH a ACTH.

Tímto mechanismem se zabrání nadměrné produkci hormonu a jeho hladina se udržuje ve správném rozmezí. Podobné osy a zpětné vazby regulují i produkci pohlavních hormonů (osa HPG).

Šablona:Aktualizováno