肾上腺皮质激素合成与区域功能

肾上腺皮质通过一系列有序的酶促反应将胆固醇转化为类固醇激素。其三个组织学区域表达不同组合的类固醇生成酶，因此每个区域产生一类特征性激素：外层区域产生盐皮质激素，中间区域产生糖皮质激素，内层区域产生雄激素。

Definition

肾上腺皮质激素合成是指皮质通过酶促作用将胆固醇转化为盐皮质激素、糖皮质激素和肾上腺雄激素的过程，其三个区域（球状带、束状带、网状带）根据其表达的酶产生不同的类固醇类别。

Scope

本主题涵盖皮质类固醇生成的生物化学及其功能分区原理。它涉及胆固醇底物、限速的侧链裂解步骤、细胞色素P450和羟类固醇脱氢酶，以及区域特异性酶表达如何引导途径生成醛固酮、皮质醇或DHEA。糖皮质激素和盐皮质激素的调节以及髓质将在相关主题中讨论。

Core questions

• 胆固醇如何进入类固醇生成途径，以及是什么使侧链裂解成为限速步骤？
• 每个皮质区域表达哪些酶，以及这如何决定所产生的激素？
• 为什么球状带尽管共享大部分途径，却只生成醛固酮而非皮质醇？

Key concepts

• 胆固醇作为类固醇前体
• StAR蛋白和胆固醇导入
• CYP11A1（胆固醇侧链裂解）
• 功能分区
• 球状带、束状带、网状带
• CYP11B1（11-β-羟化酶）与CYP11B2（醛固酮合酶）
• CYP17A1和皮质醇/雄激素分支
• 孕烯醇酮和孕酮中间体

Mechanisms

类固醇生成始于胆固醇受调控地导入线粒体，这由类固醇生成急性调节蛋白（StAR）促进；在线粒体中，侧链裂解酶CYP11A1将胆固醇转化为孕烯醇酮，这是所有皮质区域共有的关键限速步骤。从孕烯醇酮开始，所走的途径取决于该区域表达的酶。球状带缺乏CYP17A1并独特地表达醛固酮合酶（CYP11B2），将类固醇导向醛固酮。束状带表达具有17-α-羟化酶活性的CYP17A1和CYP11B1，产生皮质醇。网状带表达具有强17,20-裂解酶活性的CYP17A1，有利于雄激素DHEA和DHEA-硫酸盐的生成。这种区域特异性酶分布是功能分区的分子基础。

Clinical relevance

特定类固醇生成酶的缺陷会产生可识别的激素过量和缺乏模式，先天性肾上腺皮质增生症是典型的例子，其中一个步骤的阻断会使前体物质转移并改变糖皮质激素、盐皮质激素和雄激素的输出。了解该途径可以解释这些模式的产生原因。本条目描述了正常和紊乱的生物化学以供参考，并非诊断或管理任何个体的依据。

Evidence & guidelines

该途径及其酶学已在综合综述（Miller & Auchus, 2011; Payne & Hales, 2004）和标准内分泌学和生理学教科书中得到充分确立和巩固。关于酶促步骤和分区存在广泛共识；本主题报告的是已确定的生理学，而非有争议的发现。

History

皮质类固醇在1930年代和1940年代被分离并确定其结构，Kendall、Reichstein和Hench因此工作分享了诺贝尔奖。随着单个细胞色素P450酶的纯化和克隆，酶学在20世纪后期得到阐明，1990年代StAR蛋白的发现解释了启动该途径的胆固醇受调控的限速导入。

Key figures

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

Seminal works

• miller-2011
• payne-2004

Frequently asked questions

肾上腺类固醇生成的限速步骤是什么？

胆固醇导入线粒体，由StAR蛋白介导，随后通过侧链裂解酶CYP11A1将其转化为孕烯醇酮。这是所有三个皮质区域共有的关键步骤。

为什么只有球状带生成醛固酮？

因为球状带独特地表达醛固酮合酶（CYP11B2）并缺乏CYP17A1；缺乏17-α-羟化作用阻止了皮质醇的合成，并将途径导向醛固酮。