Биосинтез андрогенов

Учебные материалы по биологии / Структура и транспорт андрогенов / Биосинтез андрогенов

Страница 1

Андрогены продуцируются клетками семенников, яичников, коры надпочечников. Семенники - мужские гонады (половые железы), расположенные у половозрелых мужчин вне брюшной полости, в мошонке, и имеющие дольчатое строение. В дольках находятся семенные канальцы, в которых осуществляется сперматогенез. Гормонпродуцирующими клетками семенников являются интерстициальные клетки Лейдига, расположенные между семенными канальцами. В них образуется главный мужской половой гормон (андроген) - тестостерон, регулирующий репродуктивные функции в организме самца, а также неактивные соединения андрогенного ряда - андростендион, дегидроэпиандростерон и небольшое количество женских половых гормонов - эстрогенов и прогестинов. В других гормонпродуцирующих клетках - клетках Сертоли - синтезируются ингибин (фолликулостатин), ингибирующий сперматогенез, а у эмбрионов - фактор регрессии мюллеровых каналов (ФРМК). Яичники - женские гонады, расположенные внутри брюшной полости на уровне входа в малый таз. Внутрисекреторная часть яичника представлена фолликулами, жёлтыми телами, а также интерстициальной тканью. В стромальных клетках яичников синтезируются гормоны - тестостерон и ФРМК, тормозящий у эмбрионов фолликулогенез. Надпочечники - парный орган, расположенный вблизи верхнего полюса почки, включает две самостоятельные эндокринные железы - кору и мозговой слой. Кора надпочечников (адреналовая кора, интерреналовая ткань) - наружный слой надпочечника, состоящий из трёх зон: поверхностной - клубочковой, средней - пучковой и внутренней - сетчатой. В сетчатой зоне коры надпочечников образуются некоторые соединений андрогенного ряда - андростендион, 11-оксиандростендион, адреностерон, дегидроэпиандростерон и его сульфат. Эти соединения сами по себе биологически неактивны, но способны превращаться на периферии в активные формы мужских половых гормонов (андрогены).

Биосинтез гормонов - цепи биохимических реакций, приводящих к формированию специфической структуры гормональной молекулы. Реакции синтеза гормона в дифференцированной железе протекают спонтанно и закреплены генетически в соответствующих эндокринных клетках. Синтез стероидных гормонов осуществляется под ферментативным контролем в клетках стероидогенных желёз главным образом мезодермального происхождения. Как было перечислено выше, к ним относятся клетки Лейдинга семенников, стромальные клетки яичников и кора надпочечников. Биосинтез стероидных гормонов происходит из общего для них предшественника холестерина - С27-D5-стероида, который поступает в стероидогенные клетки из крови в составе липопротеидов разной плотности или синтезируется в них из ацетата. Доставка холестерина к внутренней мембране митохондрии стероидогенным белком быстрой регуляции является фактором, ограничивающим скорость синтеза тестостерона. Этот белок и ферменты, участвующие в образовании тестостерона, стимулируются ЛГ. Превращение холестерина в тестостерон включает пять стадий, каждая из которых осуществляется ферментом. Первой реакцией в этом процессе является отщепление боковой цепи холестерина в митохондриях с образованием прегненолона; остальные четыре фермента в пути синтеза локализованы в микросомах.

Схематически биосинтез главных стероидных гормонов, в том числе андрогенов, можно представить в виде трёх общих и начальных этапов:

) освобождение холестерина из липидных капель и его переход в митохондрии, где неэстерифицированный холестерин образует комплексы с белками внутренней митохондриальной мембраны;

) укорочение боковой цепи холестерина на 6 углеродных атомов (C27 - C21) с образованием прегненолона - ключевого предшественника гормонов, покидающего митохондрии;

) переброска двойной связи из кольца B в кольцо A и отщепление водорода у C3 с образованием D4-3-кетостероидов типа прогестерона, осуществляемых в микросомах клетки.

Все указанные этапы контролируются в основном соответствующими тропными гормонами гипофиза, а именно АКТГ и ЛГ.

Пути биосинтеза андрогенов в разных тканях были подробно исследованы в лабораториях Сэмьюэльса (1956 - 1963) и Дорфмана (1956 - 1965). Характерная черта большинства линий биогенеза андрогенов - отщепление боковой цепи от C21-стероидов (производных прогестерона и прегненолона) с образованием C19-соединений:

При наличии 17a-гидроксила в молекуле C21-стероидов под влиянием специального фермента десмолазы происходит окислительное отщепление 20-го и 21-го углеродных атомов, приводящее к образованию андрогенной молекулы. Однако образование C19-стероидов может происходить и одноступенчато из холестерина, минуя стадию C21-стероидов.