فیزیولوژی قشر فوق کلیه و هورمون‌های استروئیدی

قشر فوق کلیه، ناحیه بیرونی و تولیدکننده استروئید غده فوق کلیه است. این قشر از یک پیش‌ساز مشترک کلسترول، سه دسته عملکردی از هورمون‌ها را سنتز می‌کند: مینرالوکورتیکوئیدها (عمدتاً آلدوسترون)، گلوکوکورتیکوئیدها (عمدتاً کورتیزول) و آندروژن‌های فوق کلیوی. این محصولات بر اساس مناطق قشری سازماندهی شده و توسط سیستم‌های تنظیمی جداگانه کنترل می‌شوند، که قشر را به یک مدل فشرده از نحوه تقسیم‌بندی خروجی غدد درون‌ریز توسط یک بافت واحد تبدیل می‌کند.

Definition

قشر فوق کلیه لایه بیرونی درون‌ریز غده فوق کلیه است که هورمون‌های استروئیدی را از کلسترول سنتز می‌کند و شامل زونا گلومرولوزا (مینرالوکورتیکوئیدها)، زونا فاسیکولاتا (گلوکوکورتیکوئیدها) و زونا رتیکولاریس (آندروژن‌های فوق کلیوی) می‌شود.

Scope

این مدخل ساختار طبیعی قشر فوق کلیه، مسیر استروئیدسازی، سه دسته هورمونی و کنترل تنظیمی آن‌ها، و حلقه‌های بازخوردی (محور HPA برای کورتیزول و سیستم رنین-آنژیوتانسین برای آلدوسترون) که ترشح را کنترل می‌کنند، توصیف می‌کند. این یک پایه فیزیولوژیکی برای مباحث بیماری در این زمینه است و راهنمای بالینی محسوب نمی‌شود.

Core questions

• قشر چگونه کلسترول را به محصولات متمایز مینرالوکورتیکوئید، گلوکوکورتیکوئید و آندروژن تبدیل می‌کند؟
• چه سیستم‌های کنترلی جداگانه‌ای ترشح آلدوسترون در مقابل کورتیزول را تنظیم می‌کنند؟
• چگونه منطقه‌بندی عملکردی با آنزیم‌های بیان شده در هر لایه قشری مطابقت دارد؟

Key concepts

• منطقه‌بندی عملکردی (گلومرولوزا، فاسیکولاتا، رتیکولاریس)
• استروئیدسازی از کلسترول
• آنزیم‌های استروئیدساز سیتوکروم P450
• مینرالوکورتیکوئیدها، گلوکوکورتیکوئیدها و آندروژن‌های فوق کلیوی
• محور HPA و کنترل ACTH بر کورتیزول
• کنترل رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون بر مینرالوکورتیکوئیدها
• ریتم شبانه‌روزی کورتیزول و بازخورد منفی

Mechanisms

استروئیدسازی زمانی آغاز می‌شود که کلسترول به غشای داخلی میتوکندری منتقل شده و توسط آنزیم شکافنده زنجیره جانبی (side-chain cleavage enzyme) به پرگننولون تبدیل می‌شود که مرحله محدودکننده سرعت و تعیین‌کننده است. سپس بیان بافت‌خاص آنزیم‌های سیتوکروم P450 و هیدروکسی‌استروئید دهیدروژناز، پرگننولون را به سمت آلدوسترون در زونا گلومرولوزا، کورتیزول در زونا فاسیکولاتا، یا پیش‌سازهای آندروژن مانند DHEA در زونا رتیکولاریس هدایت می‌کند. تولید کورتیزول توسط ACTH هیپوفیزی در محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال تحریک می‌شود و توسط بازخورد منفی خود کورتیزول مهار می‌گردد که منجر به الگوی ترشح شبانه‌روزی می‌شود؛ تولید آلدوسترون عمدتاً توسط آنژیوتانسین II و پتاسیم از طریق سیستم رنین-آنژیوتانسین تحریک می‌شود و تا حد زیادی مستقل از ACTH است. از آنجایی که استروئیدها لیپوفیلیک هستند، به پروتئین‌های حامل متصل شده و بر روی گیرنده‌های درون‌سلولی که رونویسی ژن را تنظیم می‌کنند، عمل می‌کنند.

Clinical relevance

درک فیزیولوژی قشر فوق کلیه توضیح می‌دهد که چرا بیماری‌های فوق کلیه به این شکل بروز می‌کنند: از دست دادن کورتیزول و آلدوسترون زمینه نارسایی فوق کلیه را فراهم می‌کند، ترشح خودمختار کورتیزول زمینه سندرم کوشینگ را فراهم می‌کند، و نقص‌های آنزیمی در مسیر استروئیدسازی زمینه هیپرپلازی مادرزادی فوق کلیه را فراهم می‌کند. این چارچوب فیزیولوژیکی از تفسیر آزمایش‌های فوق کلیه حمایت می‌کند و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.

Evidence & guidelines

به عنوان یک موضوع فیزیولوژیکی، این مدخل بر فیزیولوژی استاندارد غدد درون‌ریز و ادبیات استروئیدسازی استوار است تا بر دستورالعمل‌های بالینی؛ دستورالعمل‌های خاص بیماری در مباحث مربوط به اختلالات ذکر شده‌اند.

History

استروئیدهای فوق کلیه در اواسط قرن بیستم از طریق بیوشیمی جداسازی و شناسایی شدند، با کورتیزول و آلدوسترون در میان اکتشافات مهمی که منجر به دریافت جایزه نوبل در شیمی استروئید شد. کارهای مولکولی بعدی، ژن‌ها و آنزیم‌های استروئیدسازی را نقشه‌برداری کردند که امکان توضیح منطقه‌بندی عملکردی قشر را در سطح بیان آنزیم فراهم آورد.

Key figures

• Walter L. Miller
• Richard J. Auchus

Seminal works

• miller-2011

Frequently asked questions

سه دسته اصلی استروئید قشر فوق کلیه کدامند؟

مینرالوکورتیکوئیدها (عمدتاً آلدوسترون، که تعادل سدیم و پتاسیم را تنظیم می‌کند)، گلوکوکورتیکوئیدها (عمدتاً کورتیزول، که بر متابولیسم و پاسخ به استرس تأثیر می‌گذارد) و آندروژن‌های فوق کلیوی (مانند DHEA)، که هر یک عمدتاً در یک منطقه قشری متفاوت تولید می‌شوند.

چرا کورتیزول و آلدوسترون توسط سیستم‌های متفاوتی کنترل می‌شوند؟

کورتیزول عمدتاً توسط ACTH هیپوفیزی در محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال تنظیم می‌شود، در حالی که آلدوسترون عمدتاً توسط آنژیوتانسین II و پتاسیم از طریق سیستم رنین-آنژیوتانسین تنظیم می‌گردد، که به بدن اجازه می‌دهد هورمون‌های استرس و تعادل نمک را به طور مستقل تنظیم کند.