Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

15.6.1.7: Статеві гормони

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5584

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Яєчники статевозрілих самок виділяють як суміш естрогенів (з яких 17 β-естрадіолу є найпоширенішим і найсильнішим), так і прогестерону.

    Estradiol.gifProgesterone.gif

    естрогени

    Естрогени є стероїди і в першу чергу відповідають за перетворення дівчат в сексуально зрілих жінок, включаючи:

    • розвиток молочних залоз
    • подальший розвиток матки і піхви
    • розширення таза
    • зростання лобкових і пахвових волосся
    • збільшення жирової (жирової) тканини
    • беруть участь в щомісячній підготовці організму до можливої вагітності
    • брати участь у вагітності, якщо вона виникає

    Естрогени також мають нерепродуктивну дію. Наприклад, вони антагонізують вплив паратиреоїдного гормону, мінімізуючи втрату кальцію з кісток і тим самим допомагаючи зберегти кістки міцними. Вони також сприяють згортанню крові.

    прогестерон

    Прогестерон також є стероїдом. Він має багато ефектів в організмі, деякі не мають нічого спільного з сексом і розмноженням. Тут мова піде про роль прогестерону в менструальному циклі і вагітності.

    Як естрогени і прогестерон досягають своїх ефектів

    Стероїди, як естрогени і прогестерон є невеликими, гідрофобні молекули, які транспортуються в крові пов'язані з глобуліном сироватки крові.

    • У клітинах-мішенях, тобто клітинам, які змінюють свою експресію генів у відповідь на гормон, вони зв'язуються з рецепторними білками, розташованими в цитоплазмі і/або ядрі.
    • Гормон-рецепторний комплекс потрапляє в ядро (якщо воно утворилося в цитоплазмі) і зв'язується зі специфічними послідовностями ДНК, званими елементами відповіді естрогену (або прогестерону).
    • Елементи відповіді розташовані в промоторах генів.
    • Комплекс гормон-рецепторів діє як фактор транскрипції (часто набирає інші фактори транскрипції, щоб допомогти), який включає (іноді вимикає) транскрипцію цих генів.
    • Експресія гена в клітині виробляє відповідь.

    Деякі «цільові» клітини також мають інші типи рецепторів естрогену і прогестерону, які вбудовані в мембрану (ендоплазматичний ретикулум і плазматична мембрана відповідно). Зв'язування гормону з ними виробляє більш швидкі ефекти, ніж у ядерних рецепторів. Наприклад, сперма людини має рецептори, які протягом секунди впливу прогестерону активізують сперму для підвищення рухливості.

    Регуляція естрогену та прогестерону

    Синтез і секреція естрогенів стимулюється фолікулостимулюючим гормоном (ФСГ), який, в свою чергу, контролюється гіпоталамічним гонадотропін-рилізинг-гормоном (ГнРГ).

    Гіпоталамус → ГнРГ → гіпофіз → РИБА → Фолікул → естрогени
    альт
    Малюнок 15.6.1.7.1 Гіпоталамічний зворотний зв'язок

    Високий рівень естрогенів пригнічує вивільнення GnRH (бар), забезпечуючи негативний зворотний контроль рівня гормонів.

    Це працює так: секреція GnRH залежить від певних нейронів в гіпоталамусі, які експресують ген (KISS-1), що кодує білок 145 амінокислот. З цього вирізаються кілька коротких пептидів, які в сукупності називаються кісспептином. Вони секретуються і зв'язуються з рецепторами, пов'язаними з G-білком, на поверхні нейронів GnRH, стимулюючи їх до вивільнення GnRH. Однак високий рівень естрогену (або прогестерону або тестостерону) пригнічує секрецію кісспептину і пригнічує подальше вироблення цих гормонів.

    Вироблення прогестерону стимулюється лютеїнізуючим гормоном (ЛГ), який також стимулюється ГнРГ.

    Гіпоталамус → ГнРГ → гіпофіз → ЛГ → жовте тіло → прогестерон

    Підвищений рівень прогестерону контролює себе за допомогою тієї ж петлі негативного зворотного зв'язку, що використовується естрогеном (і тестостероном).

    Менструальний цикл

    альт
    Малюнок 15.6.1.7.2 Менструальний цикл

    Приблизно кожні 28 днів з матки виводиться деяка кров та інші продукти розпаду внутрішньої оболонки матки (ендометрія), процес, званий менструацією. За цей час в одному з яєчників починає розвиватися новий фолікул. Після припинення менструації фолікул продовжує розвиватися, виділяючи при цьому все більшу кількість естрогену.

    • Підвищення рівня естрогену змушує ендометрій ставати товщі і багатше забезпечуватися кровоносними судинами і залозами.
    • Підвищення рівня ЛГ призводить до того, що розвивається яйцеклітина всередині фолікула завершує перший мейотичний поділ (мейоз I), утворюючи вторинний яйцеклітина.
    • Приблизно через два тижні спостерігається раптовий сплеск виробництва ЛГ.
    • Цей сплеск ЛГ запускає овуляцію: вихід вторинної яйцеклітини в маткову трубу.
    • Під триваючим впливом ЛГ нині порожній фолікул розвивається в жовте тіло (звідси і назва лютеїнізуючого гормону для ЛГ).
    • Стимулюється ЛГ, жовте тіло виділяє прогестерон, який
      • продовжує підготовку ендометрія до можливої вагітності
      • гальмує скорочення матки
      • гальмує розвиток нового фолікула
    • Якщо запліднення не відбувається (що зазвичай буває)
      • підвищення рівня прогестерону гальмує вивільнення ГнРГ, що, в свою чергу, гальмує подальше вироблення прогестерону
    • У міру зниження рівня прогестерону
      • жовте тіло починає перероджуватися
      • ендометрій починає руйнуватися, його клітини здійснюють запрограмовану загибель клітин
      • гальмування скорочення матки знімається
      • починаються кровотечі і спазми менструації.

    Запліднення

    На запліднення яйцеклітини впливає і прогестерон. Сперма плаває до яйцеклітини шляхом хемотаксису, слідуючи градієнту прогестерону, що виділяється клітинами, що оточують Прогестерон відкриває канали CatSper («катіонний сперматозоїд») в плазматичній мембрані, що оточує передню частину хвоста сперми. Це дозволяє припливу іонів Ca 2+, що призводить до того, що джгутик б'ється швидше і енергійніше.

    Вагітність

    Оскільки запліднена яйцеклітина проходить вниз по матковій трубі, вона зазнає свої перші мітотичні відділи. До кінця тижня розвивається ембріон перетворився в порожнисту кульку клітин під назвою бластоциста. У цей час бластоциста досягає матки і вбудовується в ендометрій, процес, який називається імплантацією. При імплантації встановлюється вагітність.

    Бластоциста має дві частини:

    • внутрішня клітинна маса, якою стане малюк
    • трофобласт, який
      • розвиваються в плаценту і пуповину
      • починають виділяти хоріонічний гонадотропін людини (ХГЧ).

    ХГЧ є глікопротеїном. Це гетеродимер тієї ж альфа-субодиниці (з 92 амінокислот), що використовується ТТГ, ФСГ та ЛГ, і унікальна бета-субодиниця (145 амінокислот). ХГЧ поводиться так само, як ФСГ і ЛГ, за одним вирішальним винятком: він НЕ гальмується підвищенням рівня прогестерону. Таким чином, ХГЧ запобігає погіршенню жовтого тіла в кінці четвертого тижня і дозволяє вагітності продовжувати після закінчення нормального менструального циклу. Оскільки тільки імплантований трофобласт робить ХГЧ, його рання поява в сечі вагітних є основою для найбільш широко використовуваного тесту на вагітність (який може дати позитивний сигнал ще до початку менструації). Оскільки вагітність триває, плацента стає основним джерелом прогестерону, і її наявність має важливе значення для підтримки вагітності. Матері, які ризикують народити занадто рано, можуть дати синтетичний прогестин, щоб допомогти їм зберегти плід, поки він не стане доношеним.

    Народження

    Ближче до кінця вагітності,

    • Плацента виділяє велику кількість CRH, що стимулює виділення гіпофіза як матері, так і її плоду.
    • АКТГ, який діє на їх наднирники, змушуючи їх вивільняти попередник естрогену дегідроепіандростерон сульфат (ДГЕАС).
    • Це перетворюється плацентою в естроген.
    • Підвищення рівня естрогену змушує клітини гладкої мускулатури матки
      • синтезують сполучні зв'язки і утворюють щілинні з'єднання. Розрив з'єднання з'єднують клітини електрично так, щоб вони скорочувалися разом, коли починається праця.
      • експрес-рецептори до окситоцину.
    • Окситоцин виділяється задньою часткою гіпофіза, а також маткою.
    • Простагландини синтезуються в плаценті і матці.
    • Нормальне гальмування скорочення матки прогестероном відключається декількома механізмами, при цьому
    • і окситоцин, і простагландини змушують матку скорочуватися і починаються пологи.

    Через три-чотири дні після народження дитини груди починають виділяти молоко. Синтез молока стимулюється гормоном гіпофіза пролактином (PRL), а його вивільнення з грудей стимулюється окситоцином. Молоко містить інгібуючий пептид. Якщо груди повністю не спорожняються, пептид накопичується і пригнічує вироблення молока. Таким чином, ця автокринна дія відповідає пропозиції з попитом.

    Інші гормони

    • Релаксин
      Коли час народження наближається у деяких тварин (наприклад, свиней, щурів), було виявлено, що цей поліпептид:
      • розслабити лобкові зв'язки
      • пом'якшити і збільшити отвір до шийки матки

      Релаксин міститься у вагітних людей, але на більш високих рівнях на початку вагітності, ніж близько до часу народження. Релаксин сприяє ангіогенезу, і у людини він, ймовірно, відіграє більш важливу роль у розвитку інтерфейсу між маткою та плацентою, що він робить у родовому процесі.

    • Активіни, інгібіни, фоллістатин.

      Ці білки синтезуються всередині фолікула. Активіни і інгібіни зв'язуються з фоллистатином. Активіни підсилюють дію ФСГ; інгібіни, як випливає з їх назви, пригнічують його. Наскільки вони важливі для людини, залишається з'ясувати. Однак важлива роль, яку відіграють активін і фоллистатин в ембріональному розвитку хребетних, виправдовує згадку про них тут.

    Оральні контрацептиви - «таблетки»

    Зворотній зв'язок інгібування секреції ГнРГ естрогенами і прогестероном є основою для найбільш широко використовуваної форми контрацепції. Доступні десятки різних рецептур синтетичних естрогенів або прогестинів (родичів прогестерону або обох. Їх пригнічення ГнРГ запобігає сплеску ЛГ середнього циклу і овуляції. Отже, немає яйцеклітини, яку потрібно запліднити. Зазвичай препарат приймають близько трьох тижнів, а потім припиняють досить довго, щоб відбулася нормальна менструація. Основні побічні ефекти таблетки випливають з підвищеної схильності до утворення тромбів (естроген підсилює згортання крові).

    РУ-486

    RU-486 (також відомий як міфепристон) - синтетичний стероїд, пов'язаний з прогестероном. На відміну від синтетичних прогестинів, що застосовуються в оральних контрацептивах, що імітують дії прогестерону, РУ-486 є антагоністом прогестерону; тобто блокує дію прогестерону. Це робиться шляхом більш щільного зв'язування з рецептором прогестерону, ніж сам прогестерон, але без нормальних біологічних ефектів:

    • Комплекс RU-486/рецепторів не активний як фактор транскрипції.
    • Таким чином гени, які включаються прогестероном, відключаються по RU-486.
    • Білки, необхідні для встановлення та підтримки вагітності, більше не синтезуються.
    • Ендометрій руйнується.
    • Ембріон відривається від нього і вже не може зробити хоріонічний гонадотропін (ХГЧ).
    • Отже жовте тіло припиняє вироблення прогестерону.
    • Гальмування при скороченні матки знімається.
    • Незабаром ембріон і продукти розпаду ендометрія виганяються.

    Ці властивості RU-486 призвели до його використання для індукування аборту небажаного плоду. На практиці лікар допомагає процесу, даючи синтетичний простагландин (наприклад, мізопростол [Cytotec®]) через 36—48 годин після введення дози RU-486. Використання RU-486, як правило, обмежується першими сімома тижнями вагітності. RU-486 вже багато років використовується в деяких країнах. Однак суперечки навколо абортів у Сполучених Штатах утримували його від дозволу на використання тут до вересня 2000 року.

    Менопауза

    Менструальний цикл триває протягом багатьох років. Але з часом, як правило, у віці від 42 до 52 років, фолікули стають менш чутливими до ФСГ та ЛГ. Вони починають виділяти менше естрогену. Овуляція і менструація стають нерегулярними і нарешті припиняються. Таке припинення називається менопаузою.

    З рівнем естрогену зараз працює одна десята або менше того, що вони були, гіпоталамус звільняється від їх інгібуючого впливу (бар). В результаті це тепер стимулює гіпофіз до підвищеної активності. Концентрації ФСГ і ЛГ в крові підвищуються до десяти і більше разів своїх колишніх значень. Ці підвищені рівні можуть викликати різні неприємні фізичні та емоційні симптоми.

    Замісна гормональна терапія (ЗГТ)

    Багато жінок в клімактеричному періоді вибирають приймати комбінацію естрогену і прогестерону після того, як вони перестають робити свої власні. Переваги полягають у (1) зменшенні неприємних симптомів менопаузи та (2) зменшення втрати кальцію з кісток і, таким чином, зменшення остеопорозу та переломів, які його супроводжують. Також вважалося, що ЗГТ знижує ризик серцево-судинних захворювань. Однак недавнє дослідження 16 000 жінок у менопаузі було зупинено на 3 роки раніше, коли було встановлено, що насправді ЗГТ збільшився (хоча і незначно) не зменшував частоту серцево-судинних захворювань. Можливо, синтетичні селективні модулятори реакції естрогену або СМРЕ (приклад ралоксифен) забезпечать захисні ефекти без шкідливих.

    екологічні естрогени

    Деякі речовини, які знаходять свій шлях у навколишнє середовище, такі як

    • DDE, продукт розпаду колись широко використовуваного інсектициду ДДТ
    • Сам ДДТ - все ще використовується в деяких країнах (наприклад, Мексика)
    • ПХД, хімічні речовини, які колись використовувалися в широкому спектрі промислових застосувань

    може зв'язуватися з естрогенними (і андрогенними) рецепторами і імітувати (слабо) вплив гормону. Це створило занепокоєння, що вони можуть нести відповідальність за шкідливі наслідки, такі як рак і низький вміст сперми.

    Однак поки що мало доказів, що підтверджують ці турботи. Не виявлено епідеміологічного зв'язку між захворюваністю на рак молочної залози та рівнем цих сполук в організмі. Що стосується лабораторних досліджень, які виявили синергетичний ефект двох із цих речовин на зв'язування рецепторів (висновки, що створили велику тривогу), вони не були репліковані в інших лабораторіях, і автори оригінального звіту з тих пір вилучили його як недійсний.

    Самці

    Основним андрогеном (чоловічий статевий гормон) є тестостерон. Цього стероїду виробляється інтерстиціальної (Лейдіг) клітини яєчка. Секреція тестостерону різко збільшується в період статевого дозрівання і відповідає за розвиток так званих вторинних статевих ознак (наприклад, бороди) чоловіків.

    Testosterone.gif

    Тестостерон також має важливе значення для виробництва сперми. Вироблення тестостерону контролюється вивільненням лютеїнізуючого гормону (ЛГ) з передньої долі гіпофіза, який, в свою чергу, контролюється вивільненням ГнРГ з гіпоталамуса. ЛГ також називають інтерстиціальним клітиностимулюючим гормоном (ІКСГ).

    Гіпоталамус → ГнРГ → гіпофіз → ЛГ → яєчка → Тестостерон

    Рівень тестостерону знаходиться під контролем негативного зворотного зв'язку: підвищення рівня тестостерону пригнічує вивільнення GnRH з гіпоталамуса. Це рівно паралельно контролю секреції естрогену у самок.

    У мишей остеокальцин, гормон, що виділяється остеобластами кістки, стимулює синтез тестостерону клітинами Лейдіга ще потужніше, ніж ЛГ. Чи виникає цей ефект у людини, ще належить з'ясувати.

    Чоловікам теж потрібен естроген!

    У 1994 році був описаний чоловік, який був гомозиготним для мутації в гені, що кодує рецептор естрогену. Одна мутація дурниці перетворила кодон (CGA) для аргініну на початку білка в STOP кодон (TGA). Таким чином, не може бути синтезований повний рецептор естрогену.

    Цей чоловік був надзвичайно високим, мав остеопороз і «стукі-коліна», але в іншому випадку був добре. Його генетичний дефект підтверджує важливу роль, яку має естроген в обох статях для нормального розвитку кісток. Невідомо, був цей чоловік родючим чи ні. Однак мутації в їх гені рецепторів естрогену були виявлені у інших чоловіків, які є стерильними, а чоловічих мишей, у яких ген рецепторів естрогену був «вибитий», стерильні.

    Ще одна функція естрогену у чоловіків. Накопичення жиру в животі, настільки характерне для старіючих чоловіків (включаючи ваш справді), викликано зниженням рівня естрогену.

    Анаболічні стероїди

    Ряд синтетичних андрогенів використовується в лікувальних цілях. Ці препарати сприяють збільшенню розміру м'язів, що призводить до збільшення сили і швидкості. Це зробило їх популярними серед деяких спортсменів, наприклад, важкоатлетів, велосипедистів, бігунів, плавців, професійних футболістів. Зазвичай ці спортсмени (жінки, а також чоловіки) приймають дози набагато більше, ніж ті, які використовуються в стандартній терапії. Таке незаконне використання несе небезпеку (крім того, що заборонено від події через позитивний тест на наркотики): акне, зниження лібідо, і - у чоловіків - розмір яєчка і кількість сперми, щоб назвати декілька.

    Генетичні аномалії функції гонади

    Багато речей можуть піти не так зі статевим розвитком як у чоловіків, так і у жінок, на щастя, рідко. Давайте розглянемо декілька, які чітко виникають внаслідок успадкування одногенних мутацій.

    • Успадковані мутації в обох копіях гена, що кодують рецептор GnRH, призводять до неможливості розвитку в період статевого дозрівання.
    • Мутації в гені, що кодує рецептор ЛГ, перешкоджають нормальному статевому розвитку у обох статей.
    • Мутації в гені, що кодує рецептор ФСГ, блокують розвиток статевих залоз як у чоловіків, так і у самок.
    • Мутації в будь-якому з генів, що кодують ферменти для синтезу і метаболізму тестостерону, перешкоджають нормальній статевій функції у чоловіків.
    • Подібний спектр порушень у чоловіків може бути викликаний мутаціями в генах, що кодують андрогенний рецептор.

    Автори та атрибуція