Estrutura de hormônios esteróides, síntese, mecanismo de ação

As Hormônios esteróides São substâncias feitas pelas glândulas de secreção interna e que estão despejando diretamente na torrente circulatória, o que os leva aos tecidos onde exercem seus efeitos fisiológicos. Seu nome genérico deriva do fato de possuir um núcleo de esteróides em sua estrutura básica.

O colesterol é a substância precursora da qual todos os hormônios esteróides são sintetizados, que são agrupados em progestão (por exemplo, progesterona), estrogênios (fortalecimento), andrógenos (testosterona), glicocorticóides (cortisol), mineralocortóides (aldosterona) e vitimina Domina (aldosterona) e vitimina Domina (aldosterona) e vitimina Domina (aldosterona) e vitimina -DO (aldosterona) e vitimina -DO (aldosterona) e vitimina. 

Comparação da estrutura de um hormônio esteróide (cortisol) com uma molécula da mesma natureza química (vitamina D3) (Fonte: o uploader original era Palladius na Wikipedia inglesa. [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Embora os diferentes hormônios esteróides presentes entre eles diferenças moleculares que são aquelas que conferem suas diferentes propriedades funcionais, pode -se dizer que eles têm uma estrutura básica que é comum a eles e que é representada pelos ciclopentanoper -hidrofenonteno de 17 átomos de carbono.

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Estrutura de esteróides

Os esteróides são compostos orgânicos de natureza muito diversa que têm em comum o que poderia ser considerado como um núcleo progenitor que consiste na fusão de três anéis de seis átomos de carbono (ciclohexana) e um dos cinco átomos de carbono (ciclopentano).

Essa estrutura também é conhecida como "ciclopentanoper -hidrofenontreno". À medida que os anéis são unidos mutuamente, o total de átomos de carbono que o compõem é de 17; No entanto, o esteróide mais natural.

Esquema dos quatro anéis de ciclopentanoperhidrofenanteno estrutura cicrópica (Fonte: Neurotokeker [Domínio Público] via Wikimedia Commons)

Muitos dos compostos de esteróides naturais também têm um ou mais grupos com função alcoólica e, portanto, recebem o nome de esteróis. Entre eles está o colesterol, que tem uma função de álcool no carbono 3 e uma cadeia lateral de hidrocarbonetos de 8 átomos de carbono atendidos em carbono 17; Átomos numerados de 20 a 27.

Estrutura de um esteróide. Imagem modificada de Marcotolo/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.5)

Além desses 17 carbonos, os hormônios esteróides podem possuir em sua estrutura 1, 2 ou 4 mais desses átomos; portanto, três tipos de esteróides são reconhecidos, a saber: C21, C19 e C18.

C21

C21, como progesterona e corticosteróides adrenais (glicocorticóides e mineralocorticóides), são derivados de "Pregtan". Isso possui 21 átomos de carbono porque, a 17 do anel básico, os dois dos grupos metil de carbonos 13 e 10 são adicionados e dois carbonos da cadeia lateral presos ao C17 que originalmente, no colesterol, eram 8 carbonos.

C19

O C19 corresponde a hormônios sexuais com atividade androgênica e deriva do “Androstano” (19 átomos de carbono), que é a estrutura que permanece quando a preglana perde os dois carbonos da cadeia lateral do C17, que é substituída por um hidroxil ou Hidroxila um grupo cetônico.

C18

Os esteróides C18 são hormônios femininos ou de estrogênio que são sintetizados principalmente em gônadas fêmeas e cuja característica proeminente, com relação aos outros dois tipos de esteróides, é a ausência do metil presente no último vinculado ao carbono na posição 10.

Durante a síntese do colesterol, são produzidas modificações enzimáticas que alteram o número de carbonos e promovem a desidrogenação e as hidroxilações de carbonos específicos da estrutura.

Síntese

As células produtoras de hormônios esteróides estão localizados principalmente na casca das glândulas supra -renais, onde glicocorticóides como cortisol, mineralocorticóides, como aldosterona e hormônios sexuais masculinos, como deshidroepiandosterona e androstenedas.

Gonadas sexuais masculinas são responsáveis ​​pela produção de andrógenos que incluem os hormônios já mencionados e testosterona, enquanto os folículos ovarianos que atingem a maturação produzem progesterona e estrogênio.

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A síntese de todos os hormônios esteróides começa com o colesterol. Esta molécula pode ser sintetizada por hormônios que produzem esteróides, mas principalmente essas células obtêm de lipoproteínas de baixa densidade (LDL) presentes no plasma circulante.

Síntese de hormônios adrenais (Fonte: Doutor Endócrino [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

- Síntese no nível do córtex adrenal

Três camadas são distinguidas no córtex adrenal, conhecido de fora em áreas glomerulares, fasciculares e reticulares, respectivamente, respectivamente.

No glomerular, eles são mineralocorticóides fundamentalmente sintetizados (aldosterona), nos glicocorticóides fasciculares, como corticosterona e cortisol, e nos andrógenos reticulares como a dehidroepiandostero e androstene.

Síntese de glicocorticóides

O primeiro passo na síntese ocorre nas mitocôndrias e consiste na ação de uma enzima chamada colesterol demolase, pertencente à superfamília do citocromo p450 e também conhecido como "p450scc" ou "cyp11a1", que promove a eliminação de 6 do 6 Átomos de carbono da cadeia lateral ligados a C17.

Com a ação da demolase, o colesterol (27 átomos de carbono) se torna uma prevanolona, ​​que é um composto com 21 átomos de carbono e representa o primeiro dos esteróides do tipo C21.

A grigneenolona se move para o retículo endoplasmático suave, onde por ação da enzima 3β-hidroxiesteróide desidrogenase.

Pela ação da 21β-hidroxilase, também chamada "P450C21" ou "CYP21A2", a progesterona é o hidroxílio no carbono 21 e se transforma em 11-dexicortosterona, que retorna às mitocôndrias e à qual a enzima 11β-hidroxilase (" P450C11 "ou" CYP11B1 ") se converte em corticosterona.

Outra linha de síntese na zona fascicular e que termina não na corticosterona, mas em cortisol, ocorre quando a gravidanolona ou a progesterona é hidroxilada na posição 17 pela 17α-hidroxilase (“P450C17” ou “CYP17”) e convertida em 17-hydroxipnolonolona ou 17-hidroxiprgesterona.

A mesma enzima já mencionada, desidrogenase de 3β-hidroxiesteróides, que converte a Pregnenolona em progesterona, também converte 17-hidroxipnenolona em 17-hidroxiprgesterona.

Este último é transportado sucessivamente, pelas duas últimas enzimas da estrada que produz corticosterona (21β-hidroxilase e 11β-hidroxilase) para desoxixicortisol e cortisol, respectivamente.

Ações glicocorticóides

Os principais glicocorticóides produzidos na zona fascicular do córtex adrenal são corticosterona e cortisol. Ambas as substâncias, mas especialmente o cortisol, exibem um amplo espectro de ações que afetam o metabolismo, o sangue, a defesa e as respostas de cicatrização de feridas, mineralização óssea, trato digestivo, sistema circulatório e pulmões.

Quanto ao metabolismo, o cortisol estimula a lipólise e a liberação de ácidos graxos que podem ser usados ​​no fígado para a formação de corpos de cetona de baixa densidade (LDL); diminui a coleta e a lipogênese da glicose no tecido adiposo e na coleta e uso de glicose no músculo.

Também promove o catabolismo de proteínas na periferia: no tecido do conector, o músculo e a matriz óssea, que é liberada aminoácidos que podem ser usados ​​no fígado para a síntese de proteínas plasmáticas e para gliconeogênese. Além disso, estimula a absorção de glicose intestinal aumentando a produção de transportadores SGLT1.

Acelere a absorção intestinal da glicose, a produção de fígado aumentada e a diminuição do uso desse carboidrato no músculo e no tecido adiposo favorece uma elevação de níveis de glicose plasmática.

Quanto ao sangue, o cortisol favorece o processo de coagulação, estimula a formação de neutrófilos e inibe o dos eosinófilos, basófilos, monócitos e linfócitos t. Também inibe a libertação de mediadores de inflamação, como prostaglandinas, interleukinas, linfocinas, histamina e serotonina.

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En líneas generales puede decirse que los glucocorticoides interfieren con la respuesta inmune, por lo cual pueden ser utilizados terapéuticamente en aquellos casos en los cuales esta respuesta es exagerada o inapropiada, como en el caso de las enfermedades autoinmunes o en los trasplantes de órganos para disminuir a rejeição.

- Síntese de androgênio

A síntese androgênica no nível do córtex adrenal está principalmente no nível da zona reticular e a partir de 17-hidroxgregneolona e 17-hidroxiprgesterona.

A mesma enzima 17α-hidroxilase, que produz as duas substâncias recém-mencionadas, também possui 17,20 atividades de Liasa, que suprime os dois carbonos da cadeia lateral do C17 e os substitui por um grupo ceto (= o).

Esta última ação reduz o número de carbonos e produz esteróides do tipo C19. Se a ação ocorrer na 17-hidroxipnenolona, ​​o resultado será desidroepiandosterona; Se, pelo contrário, a substância afetada for hidroxiprgesterona, então o produto será o Androstene.

Ambos os compostos fazem parte dos chamados 17 zosteroides, pois têm um grupo de cetona no carbono 17.

3β-hidroxisteróide deshigenase também converte a desidroepiandosterona em androstene.

Síntese de mineralocorticóides (aldosterona)

A zona glomerular não possui a enzima 17α-hidroxilase e não pode sintetizar os precursores 17-hidroxiesteróides de cortisol e hormônios sexuais. Tampouco possui 11β-hidroxilase, mas uma enzima chamada aldosterona sintesease que pode produzir corticosterona sequencialmente, 18-hidroxicórica e mineralocorticóide de aldosterona.

Ações mineralocorticóides

O mineralocorticóide mais importante é a aldosterona sintetizada na área glomerular do córtex adrenal, mas os glicocorticóides também exibem atividade mineralocorticóide.

A atividade mineralocorticóide da aldosterona é desenvolvida no nível do epitélio tubular dos líquidos do corpo do nefron distal.

- Síntese de esteróides sexuais masculinos nos testículos

A síntese testicular de androgênio ocorre no nível das células Leydig. A testosterona é o principal hormônio androgênico produzido nos testículos. Sua síntese implica a produção inicial de Androstenediona, conforme descrito anteriormente para a síntese de andrógenos no nível do córtex adrenal.

Androsteneciona é convertido em testosterona por ação da enzima 17β-hidroxiesteróide desidrogenase, que substitui o grupo cetona de carbono 17 por um grupo hidroxila (OH).

Em alguns tecidos que servem como objetivo para a testosterona, isso é reduzido por uma 5α-redutase para a di-hidrotestosterona, com maior poder androgênico.

- Síntese de esteróides sexuais femininos nos ovários

Esta síntese ocorre ciclicamente as mudanças que ocorrem durante o ciclo sexual feminino. A síntese ocorre no folículo que, durante cada ciclo maduro, libera um ovo e depois produz o corpo de luto correspondente.

Estrógenos são sintetizados nas células granuladas do folículo maduro. O folículo maduro tem células em sua teca que produzem andrógenos como Androstenediona e testosterona.

Esses hormônios se espalham para as células granulosas vizinhas, que têm a enzima aromatase que as torna fortalecida (E1) e 17β-stradiol (E2). De ambos, Striol é sintetizado.

Ações de esteróides sexuais

Andogênios e estrogênios têm como principal função o desenvolvimento de caracteres sexuais masculinos e femininos, respectivamente. Os andogênios têm efeitos anabólicos promovendo a síntese de proteínas estruturais, enquanto os estrogênios favorecem o processo de ossificação.

Estrógenos e progesterona liberados durante o ciclo sexual feminino são apontados.

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Mecanismo de ação

Se você precisar atualizar a memória sobre o mecanismo de ação hormonal, é recomendável visualizar o seguinte vídeo antes de continuar.

O mecanismo de ação dos hormônios esteróides é bastante semelhante em todos eles. No caso de compostos lipofílicos, eles se dissolvem sem dificuldade na membrana lipídica e penetram no citoplasma de suas células brancas, que possuem receptores citoplasmáticos específicos para o hormônio ao qual eles devem responder.

Uma vez formado o complexo do receptor hormonal, ele atravessa a membrana nuclear e se une ao genoma, da maneira de um fator de transcrição, com um elemento de resposta ao hormônio (HRE) ou ao gene de resposta primária, que, para seu, você pode regular outros genes de resposta secundária.

O resultado final é a promoção da transcrição e a síntese de mensageiros de RNA que são traduzidos para os ribossomos do retículo endoplasmático áspero que acabam sintetizando as proteínas induzidas pelo hormônio.

Aldosterona como exemplo

Molécula de aldosterona

A ação da aldosterona é exercida principalmente no nível da parte final do tubo distal e nos ductos coletores, onde o hormônio promove a reabsorção de Na+ e a secreção de k+.

Na membrana luminal das principais células tubulares desta região, existem canais epiteliais dos canais Na+ e K+ do tipo inglês (do inglês Canal de potássio medular externo renal).

A membrana basolateral possui bombas de Na+/K+ ATPASA que levam continuamente Na+ da célula para o espaço intersticial basolateral e introduzem K+ no interior da célula. Esta atividade mantém a concentração intracelular de Na+ muito baixa e favorece a criação de um gradiente de concentração para esse íon entre a luz do túbulo e a célula.

Esse gradiente permite que o Na+ se mova em direção à célula através do canal epitelial e, à medida que o Na+ passa sozinho, para cada íon que se move, há uma carga negativa não compensada que faz com que a luz do tubulo se torne negativa em relação ao interestício. Isto é, uma diferença de potencial transepitelial é criada com a luz negativa.

Essa negatividade da luz favorece a saída de K+ que se moveu por sua maior concentração na célula e a negatividade da luz é secretada em direção à luz do túbulo para ser finalmente excretada. É essa atividade de reabsorção de Na+ e secreção de K+ que é regulamentada pela ação da aldosterona.

A aldosterona presente no sangue e liberada da zona glomerular em resposta à ação da angiotensina II, ou à hipercalemia, penetra dentro das células principais e se une ao seu receptor intracitoplasmático.

Este complexo atinge o núcleo e promove a transcrição dos genes cuja expressão acabará aumentando a síntese e a atividade das bombas Na+/K+, dos canais epiteliais Na+e dos canais romk de K+, bem como outras proteínas mais. Resposta que terá a retenção de Na+ no organismo e o aumento da excreção urinária de K+.

Referências

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