Биохимия человека Том 2 - Марри Р. 1993

Биохимия внутри- и межклеточных коммуникаций
Гормоны половых желез
Биосинтез и метаболизм гормонов яичников

Синтез

Эстрогены — семейство гормонов, синтезируемых в яичниках и других тканях. 17ß-Эстрадиол — основной гормон яичников. У представителей некоторых видов преобладает эстрон, однако он синтезируется вне яичников. При беременности образуется относительно больше эстриола, но и этот гормон синтезируется вне яичников. Основной путь и субклеточная локализация ферментов первых этапов биосинтеза эстрадиола такие же, как в надпочечниках и семенниках. Превращения, протекающие только в яичниках, показаны на рис. 50.6.

Эстрогены образуются путем ароматизации андрогенов в результате сложного процесса, включающего три этапа гидроксилирования, каждый из которых требует О₂ и NADPH. В состав ароматазного ферментного комплекса по имеющимся данным входит цитохром Р-450-оксидаза со смешанной функцией. Если субстратом данного комплекса служит тестостерон, образуется эстрадиол; ароматизация андростендиона приводит к образованию эстрона (этот процесс, как правило, протекает вне яичников).

Рис. 50.6. Биосинтез эстрогенов. (Slightly modified and reproduced, with permission, from Gannong W. F. Review of Medical Physiology, 13th ed. Appleton and Lange, 1987.)

В каких именно клетках образуются гормоны яичников, установить трудно. Согласно современным представлениям, в этом процессе участвуют клетки двух типов: 17а-гидроксипрогестерон и андростендион (основной андроген, продуцируемый яичниками) вырабатываются главным образом в клетках теки, а эстрадиол — в клетках гранулезы. Прогестерон продуцируется и секретируется желтым телом, в котором синтезируется также и некоторое количество эстрадиола.

Значительная часть эстрогенов образуется путем периферической ароматизации андрогенов. У мужчин в результате ароматизации тестостерона образуется до 80% всего эстрадиола (Е₂). У женщин важным источником эстрогенов служат андрогены надпочечников: до 50% Е₂, вырабатывающегося во время беременности, образуется в результате ароматизации ДГЭА-сульфата, а превращение андростендиона в эстрон служит главным источником эстрогенов в постменопаузе. Ароматазная активность обнаружена в жировых клетках, а также в печени, коже и других тканях. Повышенная активность этого фермента, по-видимому, играет важную роль в «эстрогенизации», наблюдаемой при таких состояниях, как цирроз печени, гипертиреоз, старение и ожирение.

Катехол-эстрогены — основные метаболиты эстрогенов у всех млекопитающих. Они образуются в результате гидроксилирования ароматического кольца по С-2. Катехол-эстрогены обладают слабой эстрогенной активностью, но высокоактивны в центральной нервной системе, где они также обнаружены.

Секреция и транспорт

Уровень секреции образующихся в яичниках стероидов резко меняется в различные фазы менструального (или эстрального) цикла и непосредственно зависит от скорости их образования в яичниках. Эти гормоны не накапливаются; они секретируются по мере синтеза.

Эстрогены и прогестины, подобно другим стероидам, связываются в различной степени с транспортными белками плазмы. Эстрогены связываются с СГСГ, а прогестины — с КСГ. Сродство СГСГ к эстрадиолу в пять раз ниже, чем к тестостерону и ДГТ; прогестерон и кортизол имеют очень низкое сродство к данному белку (табл. 50.2). В отличие от этого прогестерон и кортизол почти с равным сродством связываются с КСГ, который в свою очередь характеризуется низким сродством к эстрадиолу и еще более низким к тестостерону, ДГТ и эстрону.

Эти транспортные белки плазмы, по-видимому, не играют никакой роли в механизме действия данных гормонов на клеточном уровне. Аналогично другим стероидам биологической активностью обладает, вероятно, только свободная форма гормона. Связывающие белки обеспечивают определенный резерв гормона в крови и, обладая относительно высокой способностью к связыванию, выполняют роль буферов, противостоящих резким изменениям уровня гормона в плазме. Скорость метаболического клиренса этих гормонов находится в обратной зависимости от их сродства к СГСГ. Следовательно, клиренс эстрона выше клиренса эстрадиола, который в свою очередь выше клиренса тестостерона или ДГТ. Следует иметь в виду, что коньюгированные производные этих гормонов (см. ниже) не связываются ни с СГСГ, ни с КСГ. СГСГ несет еще одну функцию: обладая неодинаковым сродством к эстрадиолу и тестостерону (или ДГТ), он может влиять на количество этих половых гормонов, вступающих во взаимодействие с тканями-мишенями. Факторы, регулирующие образование СГСГ, рассматриваются выше.

Метаболизм и выделение

А. Эстрогены. В печени эстрадиол и эстрон в результате реакций, показанных на рис. 50.6, превращаются в эстриол. Эстрадиол, эстрон и эстриол служат субстратами печеночных ферментов, присоединяющих глюкуронидную или сульфатную группу. Активность этих конъюгирующих ферментов у разных видов различна. У грызунов активность ферментных систем метаболизма (особенно гидроксилирующих) столь высока, что эстрогены почти полностью разрушаются в печени и при пероральном введении практически не оказывают никакого действия. У приматов ферменты данной группы менее активны и, следовательно, пероральное введение эстрогенов у них более эффективно. Конъюгированные стероиды водорастворимы и не способны связываться с транспортными белками. Поэтому они легко выделяются с желчью, калом и в меньшей степени с мочой.

Рис. 50.7. Биосинтез прогестерона и основной путь его метаболизма. Обнаружены и другие метаболиты. (Slightly modified and reproduced, with permission, from Ganong W. F. Review of Medical Physiology, 13th ed. Appleton and Lange, 1987.)

Б. Прогестины. Прогестерон при пероральном введении неэффективен, поскольку в печени он быстро метаболизируется, образуя ряд соединений. Прегнандиол-20-глюкуронид натрия — основной метаболит прогестинов, обнаруженный в моче человека (рис. 50.7). Некоторые синтетические стероиды, например 17а-гидроксипрогестерон и 17а-алкилзамещенные соединения 19-нортеcтостерона, обладают активностью прогестинов и при этом не подвергаются в печени никаким превращениям. Поэтому они широко используются в качестве пероральных контрацептивов.