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人体中不可忽视的类固醇激素

发布时间:2019-01-09

激素(Hormone)音译为荷尔蒙。希腊文原意为“奋起活动”,它对肌体的代谢、生长、发育和繁殖等起重要的调节作用。激素由和而来呢?它是由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质,在体内作为信使传递信息。其中类固醇激素是人体激素的一部分。

 

下面我们详细介绍下人体激素当中的类固醇激素:

类固醇激素,又称甾体激素,在维持生命、调节性功能,对机体发展、免疫调节、皮肤疾病治疗及生育控制方面有明确的作用。类固醇激素药物的发现与发展是药物化学学科发展的重要阶段。

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图1 类固醇激素的代谢途径



基因表达学说

科学家们认为因类固醇激素的分子小(分子量仅为300左右)、呈脂溶性,因此可通过自由扩散透过细胞膜进入细胞。在进入细胞之后,经过两个步骤影响基因表达而发挥作用,故把此种作用机制称为二步作用原理,或称为基因表达学说。

 

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第一步是激素与胞浆受体结合,形成激素-胞浆受体复合物。在靶细胞当中存在着类固醇激素受体,它们是蛋白质,与相应激素结合特点是专一性强、亲和性大。例如,子宫组织胞浆的雌二醇受体能与17β-雌二醇结合,而不能与17α-雌二醇结合。激素与受体的亲和性大小与激素的作用强度是平行的。而且胞浆受体的含量也随靶器官的功能状态的变化而发生改变。当激素进入细胞内与胞浆受体结合后,受体蛋白发生构型变化,从而命名激素-胞浆受体复合物获得进入核内的能力,由胞浆转移至核内。

第二步是与核内受体相互结合,形成激素-核受体复合物,从而激发DNA的转录过程,生成新的mRNA,诱导蛋白质合成,引起相应的生物效应。

但是在一项新的研究中,来自美国加州大学河滨分校的研究人员对类固醇进出细胞膜的方式提出了另一个观点。当校研究员认为类固醇激素并不是通过自由扩散的方式通过细胞膜的,而是需要转运蛋白的协助。他们研究的类固醇激素是一种称为蜕皮激素(ecdysone)的昆虫激素。当昆虫从它的生命周期的一个阶段移动到下一个阶段时,它激活昆虫变形和蜕皮所需的基因。鉴于动物发育是一种精确的过程,Yamanaka猜测对所需激素的摄入可能受到调节。

通过两次独立的遗传筛选,这些研究人员鉴定出一种潜在的管家蛋白—— 一种他们称之为蜕皮激素转运蛋白(Ecdysone Importer, EcI)的转运蛋白。他们随后利用CRISPR-Cas9基因编辑工具培育出缺乏这种转运蛋白的果蝇,这完全阻止了它们的发育。他们发现了将类固醇激素运送到细胞中的一种确定的通道。这些研究人员正在寻找人体中是否也存在着类似的转运蛋白。该研究结果对传统的基因表达学说提出了挑战!相关研究结果于2018年10月4日在线发表在Developmental Cell期刊上。

 



类固醇激素可分为肾上腺皮质激素和性激素。那这两大类激素在人体中会产生什么样的生理作用呢?

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★肾上腺皮质激素★

目前从肾上腺皮质提取液中分离的类固醇化合物有30余种,已知生理作用的主要有以下几种。

肾上腺皮质激素的生理功能主要表现在两个方面:

① 调节糖代谢:抑制糖的氧化,使血糖升高;促进蛋白质转化为糖。具有这种功能的包括皮质酮、11-脱氢皮质酮、17-羟基皮质酮(氢化可的松)和17-羟基-11-脱氢皮质酮(可的松)。这类激素还具有良好的抗炎、抗过敏作用,是常用的激素药物。

② 调节水盐代谢:促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子,调节水盐代谢。这类激素包括11-脱氧皮质酮、17-羟基-11-脱氧皮质酮和醛皮质酮。其中醛皮质酮对水盐代谢的调节作用比脱氧皮质酮大30-120倍。

肾上腺皮质激素分泌失常,将引起糖代谢及无机盐代谢紊乱而出现病症。

 

★性激素★

性激素可分为雄性激素和雌性激素两类。它们与动物的性别及第二性征的发育有关。性激素的分泌受脑垂体的促性腺激素调节。

① 雄性激素:雄性激素中重要的有睾酮、雄酮、雄二酮和脱氢异雄酮。睾酮由睾丸的间质细胞分泌,是体内最重要的雄性激素。雄酮、雄二酮和脱氢异雄酮是睾酮的代谢产物(睾酮→雄酮→雄二酮→脱氢异雄酮)。

肾上腺皮质也能分泌一种雄性激素,即肾上腺雄酮。

雄性激素主要是促进雄性的性器官和第二性征的发育和维持,以及促进蛋白质合成,使身体肌肉发达。

雄性激素中睾酮的活性最高,分别是雄酮的6倍和脱氢异雄酮的18倍。

 

② 雌性激素:雌性激素可分为两类。

卵泡素:由卵巢分泌,包括雌酮、雌二醇和雌三醇。具有促进性性器官发育、排卵,以及促进第二性征发育等功能。

其中以雌二醇的活性最高,约为雌酮的6倍,雌三醇的200倍。这三种激素在体内可以相互转化。

黄体激素:由卵巢的黄体分泌的产生,主要是黄体酮(又称为孕酮)。具有促进子宫及乳腺发育,防止流产等作用。

雄性激素和雌性激素的功能虽然很不相同,但它们在结构上却很相似。两类性激素都可以从胆固醇衍生而来,而且二者在体内可以相互转变。已经证明,不论雄性和雌性动物体内部都存在一定比例的两类性激素,它们之间存在着一种平衡,雄性动物体中含有更多的雄性激素,而雌性动物体内则含有更多的雌性激素。

 

 

目前关于类固醇激素的检测方法有哪些呢?它们的优缺点又是如何呢?

 

传统放射免疫法(RIA) 

优点:

1. 类固醇结合蛋白已经变性可以释放出它们所结合的类固醇激素如雌二醇和睾酮等;

2. 在RIA 之前的净化阶段除去了大量潜在干扰的代谢物;

3. 一份血清样本可以测定多种激素,通常是5 种;

 

缺点:

1. 比较繁琐耗时,需要较大的样品体积,尤其是类固醇含量较低的样品,虽然可以在一份血清样品检测多种类固醇激素,但是需要仔细操作和耗费更大量的时间;

2. 由于是基于抗体的分析,分析物测量是一种替代方法,经常出现抗体交叉反应的可能性,导致测定结果不准确。

 

直接免疫分析法

由于传统RIA 法耗时的局限性,在 1970 年代后期,RIA逐渐被非放射性配体的方法替代,如化学发光法、酶催化法和荧光法。

优点:

1. 允许在自动化平台上直接进行免疫分析能迅速测定类固醇激素;

2. 方法简单;

3. 价格相对低廉。

 

缺点

1. 由于缺乏抗体特异性,测量值偏高,特别常见于采用内源性类固醇进行治疗的女性;

2. 所检测的血清样品与获得标准曲线的标准液之间存在基质的差异性;

3. 直接免疫分析法一次检测时只能测定一种被检测物,进行多种类固醇检测时所需样本的量较大。

 

气相色谱质谱法(GC-MS)

优点:

1. 能够很好的分离轻微结构差异的被检测物如同分异构体;

2. 进样体积要求非常少,一般是1-5μl;

3. 一次进样可同时定量检测多种目标物。

 

缺点:

1. 检测时间较长,一般需要30 分钟或更长时间,不能挥发的被检测物质如类固醇需要衍生化;

2. 操作人员需要经过严格的培训过程;

3. 仪器价格昂贵。

 

 

液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)

优点:

1. 特异性强、灵敏度高;

2. 检测速度快;

3. 分离能力强,一次进样可同时定量检测多种目标物。

 

缺点:

1. 操作人员需要经过严格的培训过程;

2. 仪器价格昂贵。

 

 

参考文献

[1] 医学教育网. 类固醇激素作用机制枣基因表达学说.2010.

[2] Naoki Okamoto, Raghuvir Viswanatha, RiyanBittar et al. A Membrane Transporter Is Required for Steroid Hormone Uptake in Drosophila. Developmental Cell, Published Online: 4 October 2018, doi:10.1016/j.devcel.2018.09.012.

[3] 钱跹, 赵亮, 吕磊, et al. 色谱-质谱联用技术测定人体内类固醇激素的研究进展[J]. 药学实践杂志, 2014(3).

[4]文安. 类固醇激素的常用检测方法及优缺点[J]. 电子测试, 2013(6x):207-208. 

原创: ClinicalMS 临床质谱检测