Sintesis Hormon Adrenokortikal dan Fungsi Zona

Korteks adrenal mengubah kolesterol menjadi hormon steroid melalui serangkaian reaksi enzimatik yang teratur. Tiga zona histologisnya mengekspresikan kombinasi enzim steroidogenik yang berbeda, sehingga setiap zona menghasilkan kelas hormon yang khas: mineralokortikoid di zona luar, glukokortikoid di zona tengah, dan androgen di zona dalam.

Definition

Sintesis hormon adrenokortikal adalah konversi enzimatik kolesterol menjadi mineralokortikoid, glukokortikoid, dan androgen adrenal oleh korteks, dengan masing-masing dari tiga zonanya (glomerulosa, fasikulata, retikularis) menghasilkan kelas steroid yang berbeda sesuai dengan enzim yang diekspresikannya.

Scope

Topik ini mencakup biokimia steroidogenesis kortikal dan prinsip zonasi fungsional. Ini membahas substrat kolesterol, langkah pembelahan rantai samping yang membatasi laju, enzim sitokrom P450 dan hidroksisteroid dehidrogenase, serta bagaimana ekspresi enzim spesifik zona mengarahkan jalur menuju aldosteron, kortisol, atau DHEA. Regulasi glukokortikoid dan mineralokortikoid serta medula dibahas dalam topik terkait.

Core questions

• Bagaimana kolesterol memasuki jalur steroidogenik, dan apa yang membuat pembelahan rantai samping menjadi langkah pembatas laju?
• Enzim apa saja yang diekspresikan di setiap zona kortikal, dan bagaimana hal itu menentukan hormon yang dihasilkan?
• Mengapa zona glomerulosa menghasilkan aldosteron daripada kortisol meskipun sebagian besar jalurnya sama?

Key concepts

• Kolesterol sebagai prekursor steroid
• Protein StAR dan impor kolesterol
• CYP11A1 (pembelahan rantai samping kolesterol)
• Zonasi fungsional
• Zona glomerulosa, fasikulata, retikularis
• CYP11B1 (11-beta-hidroksilase) versus CYP11B2 (aldosteron sintase)
• CYP17A1 dan cabang kortisol/androgen
• Intermediat pregnenolon dan progesteron

Mechanisms

Steroidogenesis dimulai dengan impor kolesterol yang diatur ke dalam mitokondria, difasilitasi oleh protein regulator akut steroidogenik (StAR); di sana enzim pembelahan rantai samping CYP11A1 mengubah kolesterol menjadi pregnenolon, langkah awal dan pembatas laju yang sama untuk semua zona kortikal. Dari pregnenolon, jalur yang diambil bergantung pada enzim yang diekspresikan oleh suatu zona. Zona glomerulosa tidak memiliki CYP17A1 dan secara unik mengekspresikan aldosteron sintase (CYP11B2), menyalurkan steroid menuju aldosteron. Zona fasikulata mengekspresikan CYP17A1 dengan aktivitas 17-alfa-hidroksilase dan CYP11B1, menghasilkan kortisol. Zona retikularis mengekspresikan CYP17A1 dengan aktivitas 17,20-liase yang kuat, mendukung androgen DHEA dan DHEA-sulfat. Distribusi enzim spesifik zona ini adalah dasar molekuler dari zonasi fungsional.

Clinical relevance

Defek pada enzim steroidogenik spesifik menghasilkan pola kelebihan dan defisiensi hormon yang dapat dikenali, dengan hiperplasia adrenal kongenital sebagai contoh klasik, di mana blokade pada satu langkah mengalihkan prekursor dan mengubah keluaran glukokortikoid, mineralokortikoid, dan androgen. Mengetahui jalur ini menjelaskan mengapa pola-pola ini muncul. Entri ini menjelaskan biokimia normal dan terganggu untuk referensi dan bukan merupakan dasar untuk mendiagnosis atau mengelola individu mana pun.

Evidence & guidelines

Jalur dan enzimologinya telah mapan dan terkonsolidasi dalam tinjauan komprehensif (Miller & Auchus, 2011; Payne & Hales, 2004) serta buku teks endokrinologi dan fisiologi standar. Terdapat konsensus luas mengenai langkah-langkah enzimatik dan zonasi; topik ini melaporkan fisiologi yang telah mapan daripada temuan yang diperdebatkan.

History

Steroid kortikal diisolasi dan strukturnya ditentukan pada tahun 1930-an dan 1940-an, sebuah pekerjaan yang membuat Kendall, Reichstein, dan Hench berbagi Hadiah Nobel. Enzimologi diklarifikasi sepanjang akhir abad kedua puluh ketika enzim sitokrom P450 individual dimurnikan dan dikloning, dan penemuan protein StAR pada tahun 1990-an menjelaskan impor kolesterol yang diatur dan membatasi laju yang memulai jalur tersebut.

Key figures

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

Seminal works

• miller-2011
• payne-2004

Frequently asked questions

Apa langkah pembatas laju dalam steroidogenesis adrenal?

Pengiriman kolesterol ke dalam mitokondria, dimediasi oleh protein StAR, diikuti oleh konversinya menjadi pregnenolon oleh enzim pembelahan rantai samping CYP11A1. Ini adalah langkah awal yang sama untuk ketiga zona kortikal.

Mengapa hanya zona glomerulosa yang menghasilkan aldosteron?

Karena glomerulosa secara unik mengekspresikan aldosteron sintase (CYP11B2) dan tidak memiliki CYP17A1; tidak adanya 17-alfa-hidroksilasi mencegah sintesis kortisol dan menyalurkan jalur menuju aldosteron.