Endokrina funkcija nadledvične žleze

Najprej na kratko o zgradbi nadledvične žleze. Sestoji iz skorje (korteks) in sredice (medulla).Skorja je sestavljena iz treh con, in sicer zona glomerulosa, zona fasciculata in zona reticularis. Glomerulozna cona proizvaja glavni mineralokortikoid (retencija oziroma zadrževanje vode in soli) aldosteron, fascikulatna in retikularna cona pa proizvajata glavni glukokortikoid (zviševanje ravni glukoze v krvi) kortizol. Sredica ali medulla vsebuje kromafinske celice, kjer nastajata in se shranjujeta noradrenalin in adrenalin (noradrenalin je sintezni prekurzor adrenalina. Zgradbo prikazuje slika.

Steroidne hormone (nastajajo iz holesterola), v splošnem razdelimo na mineralokortikoide, glukokortikoide in spolne steroide.Kortizol je glavni glukokortikoid, ki zvišuje raven glukoze v sistemski cirkulaciji. Da lahko nadaljujemo diskusijo, je potrebno ponati biosintetske poti steroidov, kar prikazuje zgornja slika. Osnova za sintezo vseh steroidnih hormonov je holesterol. Nadledvična žleza ima dva vira holesterola, in sicer ga lahko direktno sintetizira iz acetil-koencima A ali pa ga privzema iz cirkulacije v preko LDL receptorjev, torej privzema LDL lipoprotein, ki vsebujejo med drugim tudi holesterol. Slednji način je pomembnejši. Sintezna pot kortizola (in tudi aldosterona) se prične v mitohondrijih adrenalnih celic, torej celic nadledvične žleze. Encim 20,22 dezmolaza najprej iz holesterola sintetizira prekurzor vseh steroidnih hormonov, to je pregnenolon. In to je tudi omejujoči korak v sintezi vseh steroidnih hormonov.Po zgornji shemi nato sledi horizontalna pretvorba z encimi 3beta hidriksisteroidna dehidrogenaza, 21 alfa hidroksilaza, 11 beta hidroksilaza v kortikosteron in nato vertikalna pretvorba s pomočjo 17 alfa hidroksilaze v kortizol. Seveda je že v samem začetku možna pretvorba pregnenolona s 17 alfa hidroksilazo v hidroksipregnenolone in nato po horizontalni encimski poti do kortizola. 17 alfa hidroksilaza ni prisotna v glomerulozni coni, torej tam ne more potekati sinteza kortizola. Fascikulatna in retikularna cona pa nasprotno lahko sintetizirata tudi nadaljnje sintetske produkte, to so androgeni. S pomočjo encima 17,20 dezmolaza nastaneta dihidroepiandrosterone in androstenedion, ter končni produkt testosteron. Torej, kortizol se nato sprosti iz nadledvične žleze in se v plazmi veže kortikosteroidni vezavni globulin, nekaj pa se ga transportira tudi vezanega na albumin. Ko kortizol prispe do tarčnega tkiva, vstopi v celico, se veže na glukokortikoidni receptor in se nato skupaj z receptorjem pomakne v jedro celice, kjer nato poteče modifikacija izražanja genov. V jetrih pospeši glukoneogenezo, v mišicah povzroči razgradnjo proteinov, aminokisline so nato dostopne hepatocitom za glukoneogenezo, v maščobnem tkivu mobilizira maščobne kisline. Kortizol poveča število krožečih nevtrofilcev v obtoku, a zmanjša celokupno število limfocitov v krvi, zaradi retikuloendotelijske "zaplembe".Zmanjšajo tudi možnost osteoblastov za sintezo nove kosti in imajo torej zaviralni vpliv na rast.

Kako poteka nadzor izločanja kortizola? Različni faktorji vplivajo na paraventrikularno jedro hipotalamusa, da torej to začne izločati kortikotropin-sproščujoči hormon, in sicer stres (emocionalni, fizični, biokemični) in tudi dnevno-nočni ritem. Ta hormon se nato veže na receptor na adenohipofizi, in stimulira nastanek in sekrecijo kortikotropina (adrenokortitropni hormon). Vazopresin ki ga proizvaja hipotalamus, ima po vezavi na receptorje na adenohipofizi prav tako učinek, na povečano izločanje adrenokortikotropnega hormona. Adrenokortikotropni hormon, ki torej nastane v adenohipofizi je posledica posttranslacijske modifikacije proopiomelanokortina, mimogrede.

Nato adrenokortikotropni hormon doeseže nadledvično žlezo, kjer se na vseh treh conah korteksa nahajaja melanokortinski 2-receptor. Torej, samo v zoni fasciculati in zoni retikularis se nahaja encim 17 alfa hidroksilaza, torej samo tam lahko poteče sinteza kortizola. In sicer adrenokortikotropni hormon poveča aktivnost HMG CoA reduktaze, ki je encim v sintezi holesterola, hkrati poveča tudi privzem holesterola z rekruitacijo LDL receptorjev in končno poveča tudi aktivnost encima 20, 22 dezmolaze.

Ko je kortizol rnkrat v obtoku je to negativni feedback za hipotalamus in hpofizo, da prenehata z izločanjem sproščujočih oziroma stimulirajočih hormonov. V hipofizi se kortizol veže na jedrni receptor in prepreči sintezo receptorjev za hipotalamični kortikotropin sproščujoči hormon, hkrati pa zavira sintezo adrenokortikotropnega hormona oziroma kortikotropina. kortizol ima tudi negativni feedback na hipotalamus,kjer zavre sintezo kortikotropin sproščujočega hormona. Kot že omenjeno ima na izločanje adrenokortikotropnega hormona vpliv tudi cirkadiadni ritemm torej dnevno nočni ritem. In sicer suprahiazmatično jedro v hipotalamusu zaznava dnevno nočne spremembe in v skaldu s tem izloča svoj kortikotropin sproščujoči hormon. Največja raven njegovega izločanja je zjutraj in nato preko dneva pade.

Naslednji produkt nadledvične žleze je aldosteron. Glede na zgornjo skico sintezne poti, lahko predvidimo horizontalne in vertikalne sintetske poti, skratka encim aldosteron sintaza se nahaja samo v zoni glomerulosi, torej samo tam poteka sinteza aldosterona. Kaj je stimul za sintezo aldosterona? Seveda najprej pomislimo na adrenokortikotropni hormon, a ima v tem primeru le manjši stimulatorni vpliv. Večji vpliv imata plazemska koncentracija kalijevih ionov in prisotnost angiotenzina II. Slednja dva stimulusa sta močnejša. Ko je aldosteron enkrat v obtoku se v distalnih tubularnih epitelijskih celicah veže na dva receptorja. In sicer glukokortikoidni in mineralokortikoidni receptor, seveda ima dosti večjo afiniteto za mineralokortikoidni receptor. A zanimivo je,da je ima isto afiniteto za mineralokortikoidni receptor tudi kortizol.Kako torej preprečiti,da bi visoke ravni kortizola v krvi imele mineralokortikoidni efekt. Preprosto, v teh ledvičnih celicah se nahaja 11-hidroksisteroidna dehidrogenaza, ki kortizol pretvori v neaktiven kortizon. Skratka, aldosteron poveča nastajanja Na/K črpalk v teh tubularnih celicah, hkrati tudi poveča ekspresijo natrijevih apikalnih kanalčkov in Na/K/Cl kotransporterjev, torej poveča reabsorbcijo natrijevih ionov, hkrati sekrecijo kalijevih ionov.Z reabsorbcijo natrija temu pasivno sledi tudi voda, torej se poveča plazemski volumen.

Vrnimo se korak nazaj. Stimulus za izločanje aldosterona je tudi angotenzin II. Vzročni odnos? Pomebno je poznati jukstaglomerulni aparat v distalnem ledvičnem tubulu. In sicer sestoji iz jukstaglomerulnih celic, ki so pravzaprav del aferentne arteriole, in iz celic macule dense, ki so del distalnega tubula. Pomembne so jikstaglomerulne celice, kajti te izločajo renin. Kaj stimulira izločanje renina? Prvi stimulus je posredoban preko baroreceptorskega refleksa. Ko baroreceptorji zaznajo znižan krvi tlak, preko simpatikusa stimulirajo izločanje renina v teh celicah. Drugo kot drugo pa tudi same jukstaglomerulne celice v aferentni arterioli zaznajo znižan krvni tlak, zaradi šibkejšega raztega stene žile. Torej jukstaglomerulne ccelice izločijo renin. Renin vpliva na pretvorbo angiotenzinogena v angitenzin 1, ta pa se nato pretvori v angitenzin 2, ki vpliva na izločanje aldosterona in povzroči vse prej omenjene učinke, hkrati pa je tudi sam močan vazokonstriktor.

Naslednji stimulus za izločanje aldosterona so tudi visoke koncentracije kalievih ionov, kajti aldosteron preko delovanj Na/K črpalke poveča ekskrecijo kalija iz telesa.

Nadledvična sredica pa kot že omenjeno vsebuje kromafine celice, ki so pravzaprav modificirani postganglijski nevroni simpatičnega živčnega sistema. Preganglijski nevroni pa so splanhični simpatikusa, ki izločajo acetilholin. Acetilholin depolarizira kromafine celice, to odpe napetostno odvisne kalcijeve kanalčke, kalcijevi ioni pa povzročijo eksocitozo veziklov z adrenalinom. Sinteza adrenalina adrenokortikotropina na melanokortinski 2- receptor na nadledvični žlezi, hkrati pa sintezo stimulira prehos kortizola preko sredice, namreč preko portalnega pretoka. Sproščanje pa nato stimulirajo splanhični preganglijski nevroni po zgornjem mehanizmu. Adrenalin se nato veže na alfa in beta adrenergične receptorje v različnih tkivih po telesu in sproži vrsto učinkov, v stresni situaciji je na primer pomembna vezava na beta adrenergične receptorje v jetrih, kje je posledica glikogenoliza, kar poviša raven glukoze v krvi.

Toliko o adrenalni fiziologiji. :)