Synthèse des hormones corticosurrénaliennes et fonction des zones

Le cortex surrénalien convertit le cholestérol en hormones stéroïdes par une série ordonnée de réactions enzymatiques. Ses trois zones histologiques expriment différentes combinaisons d'enzymes stéroïdogènes, de sorte que chaque zone produit une classe caractéristique d'hormones : les minéralocorticoïdes dans la zone externe, les glucocorticoïdes dans la zone moyenne et les androgènes dans la zone interne.

Definition

La synthèse des hormones corticosurrénaliennes est la conversion enzymatique du cholestérol en minéralocorticoïdes, glucocorticoïdes et androgènes surrénaliens par le cortex, chacune de ses trois zones (glomerulosa, fasciculata, reticularis) produisant une classe distincte de stéroïdes selon les enzymes qu'elle exprime.

Scope

Ce sujet couvre la biochimie de la stéroïdogenèse corticale et le principe de la zonation fonctionnelle. Il aborde le substrat cholestérol, l'étape limitante de clivage de la chaîne latérale, les enzymes cytochrome P450 et hydroxystéroïde déshydrogénase, et la manière dont l'expression enzymatique spécifique à chaque zone oriente la voie vers l'aldostérone, le cortisol ou le DHEA. La régulation des glucocorticoïdes et des minéralocorticoïdes, ainsi que la médullosurrénale, sont traitées dans des sujets connexes.

Core questions

• Comment le cholestérol entre-t-il dans la voie stéroïdogène, et qu'est-ce qui fait du clivage de la chaîne latérale l'étape limitante ?
• Quelles enzymes sont exprimées dans chaque zone corticale, et comment cela détermine-t-il l'hormone produite ?
• Pourquoi la zona glomerulosa produit-elle de l'aldostérone plutôt que du cortisol malgré le partage de la majeure partie de la voie ?

Key concepts

• Le cholestérol comme précurseur stéroïdien
• Protéine StAR et importation du cholestérol
• CYP11A1 (clivage de la chaîne latérale du cholestérol)
• Zonation fonctionnelle
• Zona glomerulosa, fasciculata, reticularis
• CYP11B1 (11-bêta-hydroxylase) versus CYP11B2 (aldostérone synthase)
• CYP17A1 et la branche cortisol/androgènes
• Intermédiaires prégnénolone et progestérone

Mechanisms

La stéroïdogenèse débute par l'importation régulée du cholestérol dans la mitochondrie, facilitée par la protéine régulatrice aiguë de la stéroïdogenèse (StAR) ; là, l'enzyme de clivage de la chaîne latérale CYP11A1 convertit le cholestérol en prégnénolone, l'étape engagée et limitante partagée par toutes les zones corticales. À partir de la prégnénolone, la voie empruntée dépend des enzymes qu'une zone exprime. La zona glomerulosa est dépourvue de CYP17A1 et exprime de manière unique l'aldostérone synthase (CYP11B2), orientant les stéroïdes vers l'aldostérone. La zona fasciculata exprime le CYP17A1 avec une activité 17-alpha-hydroxylase et le CYP11B1, produisant du cortisol. La zona reticularis exprime le CYP17A1 avec une forte activité 17,20-lyase, favorisant les androgènes DHEA et DHEA-sulfate. Cette distribution enzymatique spécifique à chaque zone est la base moléculaire de la zonation fonctionnelle.

Clinical relevance

Les défauts des enzymes stéroïdogènes spécifiques produisent des schémas reconnaissables d'excès et de déficience hormonale, les hyperplasies congénitales des surrénales étant l'exemple classique, où un blocage à une étape dévie les précurseurs et altère la production de glucocorticoïdes, de minéralocorticoïdes et d'androgènes. La connaissance de cette voie explique l'apparition de ces schémas. Cette entrée décrit la biochimie normale et désordonnée à titre de référence et ne constitue pas une base pour le diagnostic ou la prise en charge d'un individu.

Evidence & guidelines

La voie et son enzymologie sont bien établies et consolidées dans des revues complètes (Miller & Auchus, 2011 ; Payne & Hales, 2004) et des manuels d'endocrinologie et de physiologie standard. Il existe un large consensus sur les étapes enzymatiques et la zonation ; ce sujet rapporte une physiologie établie plutôt que des découvertes contestées.

History

Les stéroïdes corticaux ont été isolés et leurs structures déterminées dans les années 1930 et 1940, un travail pour lequel Kendall, Reichstein et Hench ont partagé un prix Nobel. L'enzymologie a été clarifiée au cours de la seconde moitié du XXe siècle à mesure que les enzymes cytochrome P450 individuelles étaient purifiées et clonées, et la découverte de la protéine StAR dans les années 1990 a expliqué l'importation régulée et limitante du cholestérol qui initie la voie.

Key figures

• Walter Miller
• Richard Auchus
• Edward Kendall
• Tadeusz Reichstein

Seminal works

• miller-2011
• payne-2004

Frequently asked questions

Quelle est l'étape limitante de la stéroïdogenèse surrénalienne ?

L'acheminement du cholestérol dans la mitochondrie, médiatisé par la protéine StAR, suivi de sa conversion en prégnénolone par l'enzyme de clivage de la chaîne latérale CYP11A1. C'est l'étape engagée partagée par les trois zones corticales.

Pourquoi seule la zona glomerulosa produit-elle de l'aldostérone ?

Parce que la glomerulosa exprime de manière unique l'aldostérone synthase (CYP11B2) et est dépourvue de CYP17A1 ; l'absence de 17-alpha-hydroxylation empêche la synthèse de cortisol et oriente la voie vers l'aldostérone.