एड्रेनोकॉर्टिकल हार्मोन संश्लेषण और ज़ोन कार्य

अधिवृक्क प्रांतस्था (adrenal cortex) कोलेस्ट्रॉल को एंजाइमी अभिक्रियाओं की एक व्यवस्थित श्रृंखला के माध्यम से स्टेरॉयड हार्मोन में परिवर्तित करती है। इसके तीन हिस्टोलॉजिकल ज़ोन स्टेरॉयडोजेनिक एंजाइमों के विभिन्न संयोजनों को व्यक्त करते हैं, इसलिए प्रत्येक ज़ोन एक विशिष्ट प्रकार का हार्मोन बनाता है: बाहरी ज़ोन में मिनरलोकॉर्टिकॉइड्स, मध्य ज़ोन में ग्लूकोकॉर्टिकॉइड्स, और आंतरिक ज़ोन में एंड्रोजन।

Definition

एड्रेनोकॉर्टिकल हार्मोन संश्लेषण प्रांतस्था द्वारा कोलेस्ट्रॉल का मिनरलोकॉर्टिकॉइड्स, ग्लूकोकॉर्टिकॉइड्स और अधिवृक्क एंड्रोजन में एंजाइमी रूपांतरण है, जिसमें इसके तीन ज़ोन (ग्लोमेरुलोसा, फैसिकुलाटा, रेटिकुलारिस) में से प्रत्येक उन एंजाइमों के अनुसार एक विशिष्ट स्टेरॉयड वर्ग का उत्पादन करता है जिन्हें वह व्यक्त करता है।

Scope

यह विषय कॉर्टिकल स्टेरॉयडोजेनेसिस की जैव रसायन और कार्यात्मक ज़ोनेशन के सिद्धांत को शामिल करता है। यह कोलेस्ट्रॉल सब्सट्रेट, दर-सीमित साइड-चेन क्लीवेज चरण, साइटोक्रोम P450 और हाइड्रॉक्सिस्टेरॉयड डिहाइड्रोजनेज एंजाइमों, और कैसे ज़ोन-विशिष्ट एंजाइम अभिव्यक्ति एल्डोस्टेरोन, कोर्टिसोल, या DHEA की ओर मार्ग निर्देशित करती है, पर प्रकाश डालता है। ग्लूकोकॉर्टिकॉइड्स और मिनरलोकॉर्टिकॉइड्स का विनियमन और मेडुला को संबंधित विषयों में वर्णित किया गया है।

Core questions

• कोलेस्ट्रॉल स्टेरॉयडोजेनिक मार्ग में कैसे प्रवेश करता है, और साइड-चेन क्लीवेज को दर-सीमित चरण क्या बनाता है?
• प्रत्येक कॉर्टिकल ज़ोन में कौन से एंजाइम व्यक्त होते हैं, और यह उत्पादित हार्मोन को कैसे निर्धारित करता है?
• ज़ोना ग्लोमेरुलोसा अधिकांश मार्ग को साझा करने के बावजूद कोर्टिसोल के बजाय एल्डोस्टेरोन क्यों बनाता है?

Key concepts

• स्टेरॉयड अग्रदूत के रूप में कोलेस्ट्रॉल
• StAR प्रोटीन और कोलेस्ट्रॉल आयात
• CYP11A1 (कोलेस्ट्रॉल साइड-चेन क्लीवेज)
• कार्यात्मक ज़ोनेशन
• ज़ोना ग्लोमेरुलोसा, फैसिकुलाटा, रेटिकुलारिस
• CYP11B1 (11-बीटा-हाइड्रॉक्सिलेज) बनाम CYP11B2 (एल्डोस्टेरोन सिंथेज़)
• CYP17A1 और कोर्टिसोल/एंड्रोजन शाखा
• प्रेगनिनोलोन और प्रोजेस्टेरोन मध्यवर्ती

Mechanisms

स्टेरॉयडोजेनेसिस कोलेस्ट्रॉल के माइटोकॉन्ड्रियन में विनियमित आयात के साथ शुरू होता है, जो स्टेरॉयडोजेनिक एक्यूट रेगुलेटरी (StAR) प्रोटीन द्वारा सुगम होता है; वहाँ साइड-चेचेन क्लीवेज एंजाइम CYP11A1 कोलेस्ट्रॉल को प्रेगनिनोलोन में परिवर्तित करता है, जो सभी कॉर्टिकल ज़ोन द्वारा साझा किया गया प्रतिबद्ध और दर-सीमित चरण है। प्रेगनिनोलोन से, लिया गया मार्ग इस बात पर निर्भर करता है कि एक ज़ोन कौन से एंजाइम व्यक्त करता है। ज़ोना ग्लोमेरुलोसा में CYP17A1 की कमी होती है और यह विशिष्ट रूप से एल्डोस्टेरोन सिंथेज़ (CYP11B2) को व्यक्त करता है, जो स्टेरॉयड को एल्डोस्टेरोन की ओर ले जाता है। ज़ोना फैसिकुलाटा 17-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेज गतिविधि और CYP11B1 के साथ CYP17A1 को व्यक्त करता है, जिससे कोर्टिसोल का उत्पादन होता है। ज़ोना रेटिकुलारिस मजबूत 17,20-लायेस गतिविधि के साथ CYP17A1 को व्यक्त करता है, जो एंड्रोजन DHEA और DHEA-सल्फेट का पक्षधर है। यह ज़ोन-विशिष्ट एंजाइम वितरण कार्यात्मक ज़ोनेशन का आणविक आधार है।

Clinical relevance

विशिष्ट स्टेरॉयडोजेनिक एंजाइमों में दोष हार्मोन की अधिकता और कमी के पहचानने योग्य पैटर्न उत्पन्न करते हैं, जिसमें जन्मजात अधिवृक्क हाइपरप्लासिया (congenital adrenal hyperplasias) एक उत्कृष्ट उदाहरण है, जिसमें एक चरण पर अवरोध अग्रदूतों को मोड़ देता है और ग्लूकोकॉर्टिकॉइड, मिनरलोकॉर्टिकॉइड और एंड्रोजन उत्पादन को बदल देता है। मार्ग को जानने से यह पता चलता है कि ये पैटर्न क्यों उत्पन्न होते हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए सामान्य और अव्यवस्थित जैव रसायन का वर्णन करती है और किसी भी व्यक्ति के निदान या प्रबंधन का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह मार्ग और इसकी एंजाइमोलॉजी व्यापक समीक्षाओं (मिलर और ऑचस, 2011; पायने और हेल्स, 2004) और मानक एंडोक्रिनोलॉजी और फिजियोलॉजी पाठ्यपुस्तकों में अच्छी तरह से स्थापित और समेकित है। एंजाइमी चरणों और ज़ोनेशन पर व्यापक सहमति है; यह विषय विवादित निष्कर्षों के बजाय स्थापित शरीर विज्ञान की रिपोर्ट करता है।

History

कॉर्टिकल स्टेरॉयड को 1930 और 1940 के दशक में अलग किया गया और उनकी संरचना निर्धारित की गई, जिसके लिए केंडल, रीचस्टीन और हेंच ने नोबेल पुरस्कार साझा किया। एंजाइमोलॉजी को बीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में स्पष्ट किया गया क्योंकि व्यक्तिगत साइटोक्रोम P450 एंजाइमों को शुद्ध और क्लोन किया गया, और 1990 के दशक में StAR प्रोटीन की खोज ने कोलेस्ट्रॉल के विनियमित, दर-सीमित आयात को समझाया जो मार्ग को शुरू करता है।

Key figures

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

Seminal works

• miller-2011
• payne-2004

Frequently asked questions

अधिवृक्क स्टेरॉयडोजेनेसिस में दर-सीमित चरण क्या है?

StAR प्रोटीन द्वारा मध्यस्थता से कोलेस्ट्रॉल का माइटोकॉन्ड्रियन में वितरण, जिसके बाद साइड-चेन क्लीवेज एंजाइम CYP11A1 द्वारा इसका प्रेगनिनोलोन में रूपांतरण होता है। यह तीनों कॉर्टिकल ज़ोन द्वारा साझा किया गया प्रतिबद्ध चरण है।

केवल ज़ोना ग्लोमेरुलोसा ही एल्डोस्टेरोन क्यों बनाता है?

क्योंकि ग्लोमेरुलोसा विशिष्ट रूप से एल्डोस्टेरोन सिंथेज़ (CYP11B2) को व्यक्त करता है और इसमें CYP17A1 की कमी होती है; 17-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेशन की अनुपस्थिति कोर्टिसोल संश्लेषण को रोकती है और मार्ग को एल्डोस्टेरोन की ओर ले जाती है।