Стероидогенез
Главными гормонами коры надпочечников являются кортизол, андрогены и альдостерон.
Пути синтеза надпочечниковых стероидов были выяснены благодаря анализу ферментов стероидогенеза. Большинство этих ферментов принадлежит к семейству оксидаз Р450. Фермент P450 scc (кодируемый геном CYP11А, расположенным на хромосоме 15) отщепляет боковую цепь холестерина. Фермент Р450с11 (кодируемый геном CYP11β1, расположенным на хромосоме 8) катализирует 1β-гидроксилирование 11-дезоксикортизола и 11-дезоксикортикостерона (ДОК) с образованием соответственно кортизола и кортикостерона в сетчатой и пучковой зонах. В клетках клубочковой зоны ген CYP11β2 (также локализованный на хромосоме 8) кодирует фермент Р450альдо (альдостеронсинтазу), который катализирует 11β-гидроксилирование, 18-гидроксилирование и 18-окисление 11-ОК, превращая его в кортикостерон и далее - в 18-гидрок-сикортикостерон и альдостерон. Все эти реакции протекают в митохондриях клеток. В эндоплазматическом ретикулуме фермент Р450с17 (кодируемый геном CYP17, расположенным на хромосоме 10) обладает 17α-гидроксилазной и 17,20-лиазной активностями. Здесь же фермент Р450с21 (кодируемый геном CYP21A2) гидроксилирует прогестерон и 17-гидроксипрогестерон по 21-му углеродному атому. Зβ-гидроксистероиддегидрогеназной и Δ 5,4 -изомеразной активностями обладает один и тот же микросомный фермент, не принадлежащий к семейству цитохрома Р450.

Зоны и стероидогенез
Из-за различия ферментов в клубочковой и двух внутренних зонах кора надпочечников функционирует как две железы, которые по-разному регулируются и секретируют разные гормоны. Так, в клубочковой зоне, продуцирующей альдостерон, отсутствует 17α-гидроксилаза, и поэтому невозможен синтез 17ос-гидроксипрегненолона и 17α-гидроксипрогестерона, являющихся предшественниками кортизола и надпочечниковых андрогенов. Синтез альдостерона клетками этой зоны регулируется ренин-ангиотензиновой системой и калием.
Пучковая и сетчатая зоны продуцируют кортизол, андрогены и небольшое количество эстрогенов. Эти зоны регулируются в основном АКТГ. В них не экспрессируется ген CYP11В2 (кодирующий Р450альдо), и поэтому превращение 11-ОК в альдостерон невозможно.

Поглощение и синтез холестерина
Синтез кортизола и андрогенов в пучковой и сетчатой зонах (как и синтез всех других стероидных гормонов) начинается с холестерина. Главным источником холестерина для надпочечников служат липопротеины плазмы, хотя холестерин синтезируется из ацетата и в самих надпочечниках. На долю холестерина, поступающего с ЛПНП, приходится 80% его запасов в надпочечниках. При стимуляции этих желез стероиды быстро синтезируются из небольшого количества свободного холестерина. Одновременно активируется гидролиз запасенных эфиров холестерина, усиливается захват липопротеинов из плазмы и ускоряется синтез холестерина из ацетата. Эти быстрые реакции опосредуются белком острой регуляции стероидогенеза (StAR) - митохондриальным фосфопротеином, который ускоряет перенос холестерина с наружной мембраны митохондрий во внутреннюю. Мутации гена StAR лежат в основе врожденной липоидной гиперплазии надпочечников, уже с рождения характеризующейся тяжелой недостаточностью кортизола и альдостерона.

Метаболизм холестерина
Реакцией, лимитирующей скорость стероидогенеза в надпочечниках, является превращение холестерина в прегненолон, и именно эта реакция является главным объектом влияния АКТГ. Она протекает в митохондриях и включает два гидроксилирования с последующим отщеплением боковой цепи холестерина. Все эти превращения катализируются одним ферментом - CYP11А. Каждый этап требует присутствия кислорода и пары электронов, донором которых служит НАДФН. Флавопротеин адренодоксинредуктаза переносит эти электроны на железосерный протеин адренодоксин и с него на CYP11А. Как адренодоксинредуктаза, так и адренодоксин принимают участие и в реакции, катализируемой CYP11B1. Перенос электронов на микросомный цитохром Р450 происходит с участием Р450-редуктазы (другого флавопротеина). Образовавшийся прегненолон для дальнейших превращений должен покинуть митохондрию.

Синтез кортизола
Синтезу кортизола предшествует 17α-гидроксилирование прегненолона с образованием 17α-гидроксипрегненолона под действием фермента CYP17 в гладком эндоплазматическом ретикулуме. Затем 5,6-двойная связь в 17α-гидроксипрегненолоне трансформируется в 4,5-двойную связь под действием ферментного комплекса Зβ-гидроксистероиддегидрогеназы: Δ 5,4 -оксостероидизомеразы, который также локализован в гладком эндоплазматическом ретикулуме. Альтернативная (менее значимая) реакция, протекающая в пучковой зоне, сводится к превращению прегненолона в прогестерон и далее - в 17α-гидроксипрогестерон.
Следующий этап, который опять-таки происходит в микросомах и катализируется CYP21A2, заключается в 21-гидроксилировании 17α-гидроксипрогестерона с образованием 11-дезоксикортизола. Это соединение подвергается 11β-гидроксилированию в митохондриях (CYP11B1) с образованием кортизола. В пучковой и сетчатой зонах образуются также 11-ОК, 18-гидроксидезоксикортикостерон и кортикостерон. Однако, как отмечено выше, отсутствие в этих зонах митохондриального фермента CYP11B2 исключает возможность синтеза в них альдостерона. В базальных условиях (т.е. в отсутствие стресса) скорость секреции кортизола колеблется от 8 до 25 мг (22-69 мкмоль), составляя в среднем 9,2 мг (25 мкмоль) в сутки.

Синтез андрогенов
Образование надпочечниковых андрогенов из прегненолона и прогестерона требует предварительного 17α-гидроксилирования (CYP17), которое невозможно в клубочковой зоне. Наибольшее количество андрогенов образуется в результате превращения 17α-гидроксипрегненолона в соединения с 19 углеродными атомами - ДГЭА и ДГЭА-сульфат. Микросомная 17,20-десмолаза (CYP17) отщепляет от 17α-гидроксипрегненолона его двух-углеродную боковую цепь в 17-м положении, приводя к образованию ДГЭА, который содержит кетогруппу у С 17 . ДГЭА под действием сульфокиназы превращается в ДГЭА-сульфат (реакция обратима). Другой надпочечниковый андроген, андростендион, образуется в основном из ДГЭА (под действием CYP17) и, возможно, из 17α-гидроксипрогестерона (также под действием CYP17). Андростендион может превращаться в тестостерон, хотя надпочечники секретируют минимальные количества последнего. Сами по себе надпочечниковые андрогены (ДГЭА, ДГЭА-сульфат и андростендион) обладают очень слабой андрогенной активностью, и маскулинизирующее влияние этих соединений обусловлено их периферическим превращением в более активные андрогены - тестостерон и дигидротестостерон. ДГЭА и ДГЭА-сульфат секретируются надпочечниками в больших количествах, чем андростендион, но с качественной стороны последний играет более важную роль, поскольку легче превращается на периферии в тестостерон. Недавно показано, что синтез некоторых стероидных гормонов происходит также в нервной ткани и сердце, где они действуют, по-видимому, как паракринные или аутокринные факторы. Ферменты стероидогенеза (например, Зβ-гидроксистероиддегидрогеназа и ароматаза) экспрессируются во многих тканях.

Регуляция секреции

Секреция КРГ и АКТГ
АКТГ, тропный гормон для пучковой и сетчатой зон надпочечников, является основным регулятором продукции кортизола и надпочечниковых андрогенов. Однако в регуляции этих процессов играют роль и вещества, вырабатываемые в самих надпочечниках - нейротрансмиттеры, нейропептиды и оксид азота. Секреция АКТГ, в свою очередь, регулируется ЦНС и гипоталамусом, где вырабатываются нейротрансмиттеры, кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ) и аргинин-вазопрессин (АВП). Нейроэндокринный контроль секреции КРГ и АКТГ осуществляется посредством трех механизмов.

Влияние АКТГ на кору надпочечников
Уже в первые минуты после введения АКТГ увеличивается уровень стероидов в плазме. В надпочечниках возрастает синтез РНК, ДНК и белка. Хроническая стимуляция АКТГ приводит к гиперплазии и гипертрофии коры надпочечников, и наоборот - дефицит АКТГ тормозит стероидогенез и сопровождается атрофией коры надпочечников, снижением веса этих желез и содержания белка и нуклеиновых кислот в них.

АКТГ и стероидогенез
АКТГ с высоким сродством связывается со своими рецепторами на плазматической мембране клеток коры надпочечников, что приводит к активации аденилатциклазы и увеличению в клетках количества цАМФ. Последний, в свою очередь, активирует внутриклеточные протеинкиназы и StAR. Возрастает активность холестеринэстеразы, тормозится синтез эфиров холестерина и увеличивается захват липопротеинов корой надпочечников. Все это ускоряет образование свободного холестерина и его взаимодействие с ферментом, отщепляющим боковую цепь (P450scc, или CYP11A1) с образованием А5-прегненолона. Эта реакция, как уже отмечалось, лимитирует скорость стероидогенеза.

{module директ4}

Нейроэндокринная регуляция
Секреция кортизола строго контролируется АКТГ, и концентрация кортизола в плазме меняется параллельно уровню АКТГ. Нейроэндокринная регуляция коры надпочечников складывается из трех механизмов: 1) регуляции эпизодической секреции и суточного ритма; 2) реакции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН) системы на стресс; 3) торможения секреции АКТГ кортизолом по механизму обратной связи.

1. Суточный ритм. На эпизодическую секрецию кортизола накладывается суточный ритм, определяемый ЦНС, которая регулирует количество и амплитуду секреторных выбросов КРГ и АКТГ. Секреция кортизола, низкая в поздние вечерние часы, продолжает снижаться в первые часы сна. Затем она начинает увеличиваться, но после пробуждения вновь падает. На период максимальной секреции кортизола приходится примерно половина общего суточного его количества. На фоне постепенного снижения секреции кортизола в дневные часы наблюдаются пики меньшей амплитуды, связанные с приемом пищи и физической активностью. Динамика секреции кортизола может значительно различаться у разных людей и даже у одного и того же человека в зависимости от характера сна, цикла свет-темнота и сроков приемов пищи. Суточный ритм секреции меняется также при физическом (тяжелые заболевания, хирургические операции, травмы или голодание) и психологическом стрессе (страх, эндогенная депрессия, маниакальная стадия маниакально-депрессивного психоза). Он нарушается и при патологических процессах в ЦНС и гипофизе, синдроме Кушинга, изменении метаболизма кортизола, хронической почечной недостаточности и алкоголизме. Ципрогептадин, обладающий антисеротонинергическим эффектом, подавляет суточный ритм секреции кортизола, но другие лекарственные вещества обычно не меняют его.
2. Реакция на стресс. Уровни АКТГ и кортизола в плазме повышаются уже в первые минуты хирургических операций или при падении уровня глюкозы в плазме; длительный стресс полностью устраняет суточный ритм секреции этих гормонов. Реакция на стресс начинается в ЦНС и сопровождается усиленной секрецией КРГ и АКТГ. Предварительное введение глюкокортикоидов, как и их усиленная эндогенная продукция при синдроме Кушинга, блокирует реакции АКТГ и кортизола на стресс. Напротив, после адреналэктомии реакция АКТГ на стресс усиливается. В регуляции системы ГГН принимает участие и иммунная система. Например, интерлейкин-1 (ИЛ-1) стимулирует секрецию АКТГ, а кортизол блокирует синтез ИЛ-1.
3. Ингибирование по механизму обратной связи. Третий механизм регуляции секреции АКТГ и кортизола заключается в ингибировании их секреции глюкокортикоидами, которые по механизму отрицательной обратной связи действуют на гипоталамус и гипофиз. Этот их эффект реализуется двумя путями.

Быстрое торможение секреции АКТГ зависит от скорости повышения уровня глюкокортикоидов, но не от их дозы. Реакция возникает быстро (в первые минуты), продолжается недолго (менее 10 минут) и опосредуется, по-видимому, мембранными, а не классическими цитозольными рецепторами глюкокортикоидов. Отсроченное и более длительное подавление секреции АКТГ зависит как от времени действия глюкокортикоидов, так и от их дозы. При длительном введении глюкокортикоидов уровень АКТГ продолжает снижаться и теряет чувствительность к стимулирующим воздействиям. В конце концов это приводит к полному прекращению секреции КРГ и АКТГ и атрофии пучковой и сетчатой зон коры надпочечников. Такое подавление системы ГГН реализуется, по-видимому, через классические глюкокортикоидные рецепторы.

Влияние АКТГ на продукцию андрогенов
Продукция надпочечниковых андрогенов у взрослых людей также регулируется АКТГ. Суточный рим секреции ДГЭА и андростендиона совпадает с таковым АКТГ и кортизола. АКТГ быстро повышает уровни ДГЭА и андростендиона в плазме, а глюкокортикоиды снижают их содержание. ДГЭА-сульфат метаболизируется медленно, и поэтому его уровень в плазме на протяжении суток остается стабильным. Долгое время предполагали существование особого гипофизарного гормона, регулирующего секрецию надпочечниковых андрогенов, но это так и не было подтверждено.

Метаболизм кортизола и надпочечниковых андрогенов

В ходе своего метаболизма эти стероиды теряют активность и, образуя конъюгаты с глюкуроновой и серной кислотой, приобретают водорастворимость. Неактивные конъюгированные соединения легче выводятся с мочой. Метаболизм и конъюгирование стероидов происходит главным образом в печени; с мочой выводится 90% таких метаболитов.

Метаболизм и экскреция кортизола
До своего выведения с мочой кортизол претерпевает различные превращения. В неизмененном виде выводится менее 1% секретируемого кортизола.

Превращения в печени
Среди метаболических превращений кортизола в печени наиболее важным, с количественной точки зрения, является его необратимая инактивация под действием Δ 4 -редуктазы, которая восстанавливает 4,5-двойную связь кольца А. Продукт этой реакции, дигидрокортизол, под действием 3-гидроксистеро-иддегидрогеназы превращается в тетрагидрокортизол. Значительные количества кортизола подвергаются также действию 11β-гидроксистероиддегидро-геназы, превращаясь в биологически неактивный кортизон, из которого под влиянием упомянутых выше ферментов образуется тетрагидрокортизон. Тетрагидрокортизол и тетрагидрокортизон могут превращаться в кортоевые кислоты. Все эти превращения обусловливают экскрецию примерно равных количеств метаболитов кортизола и кортизона. В результате метаболизма кортизола и кортизона образуются также кортолы и кортолоны и (в меньшей степени) другие соединения (например, 6β-гидрокортизол).

Конъюгирование в печени
Более 95% метаболитов кортизола и кортизона образуют в печени конъюгаты с остатками глюкуроновой и серной кислот и в таком виде вновь поступают в кровь, откуда и выводятся с мочой. Количественно большее значение имеет конъюгирование с глюкуроновой кислотой (через гидро-ксильную группу в Зα-положении).

Изменения клиренса и метаболизма
На метаболизм кортизола влияют многие условия. В детском и старческом возрасте он замедлен. Хронические заболевания печени сопровождаются снижением экскреции метаболитов кортизола с мочой, хотя его концентрация в плазме остается нормальной. При гипотиреозе метаболизм кортизола замедляется, и его экскреция с мочой снижается. Для гипертиреоза характерны противоположные сдвиги. Клиренс кортизола уменьшается при голодании и нервной анорексии, а также при беременности (вследствие повышения уровня КСГ). У новорожденных в 6β-гидрокортизол превращается большее количество кортизола. То же происходит при беременности, под влиянием эстрогенов, при заболеваниях печени и других тяжелых хронических болезнях, а также под влиянием лекарственных средств, индуцирующих синтез печеночных микросомных ферментов (барбитуратов, фенитоина, митотана, аминоглутетимида и рифампицина). Физиологическое значение таких изменений невелико. Однако они сопровождаются снижением экскреции 17-гидроксикортикостероидов с мочой. Перечисленные состояния и лекарственные средства сильнее влияют на метаболизм синтетических глюкокортикоидов и, ускоряя их метаболизм и клиренс, могут сказываться на их концентрации в плазме.

Кортизол-кортизоновый шунт
Обмен натрия на калий в дистальных отделах нефрона регулируется альдостероном. Этот эффект опосредуется минералокортикоидными рецепторами почек. В условиях in vitro сродство глюкокортикоидных и минералокортикоидных рецепторов к кортизолу одинаково. Однако in vivo уже небольшие сдвиги в уровне альдостерона изменяют натрий-калиевый обмен в почках, тогда как свободный и биологически активный кортизол лишен такого эффекта, несмотря на то что его концентрация в крови намного выше концентрации альдостерона. Этот кажущийся парадокс объясняется действием внутриклеточного фермента - 11β-гидроксистероиддегидрогеназы 2-го типа (11β-HSD2), которая превращает кортизол в неактивный кортизон и тем самым предохраняет минералокортикоидные рецепторы от взаимодействия с кортизолом. Однако при очень высоком уровне кортизола в крови (например, при тяжелом синдроме Кушинга) этот защитный механизм преодолевается. Активация минералокортикоидных рецепторов кортизолом приводит к увеличению внеклеточного объема, артериальной гипертонии и гипокалиемии. Активное вещество лакрицы (глициризиновая кислота) ингибирует 11β-HSD2 и обеспечивает кортизолу свободный доступ к минералокортикоидным рецепторам почек, обусловливая гипокалиемию и повышение артериального давления. Кроме того, в некоторых тканях присутствует изофермент 11β-гидроксистероиддегидрогеназы (11β-HSD1), превращающий неактивный кортизон в кортизол. Экспрессия этого фермента в коже объясняет эффективность кортизоновых мазей. Важнее, что 11β-HSD1 экспрессируется и в печени. Таким образом, если в почках кортизол инактивируется, превращаясь в кортизон, то в печени возможен обратный процесс. Экспрессия 11β-HSD1 в жировой ткани может объяснять развитие абдоминального ожирения при метаболическом синдроме, при котором уровень кортизола в крови не повышен.

Метаболизм и экскреция надпочечниковых андрогенов
В ходе метаболизма надпочечниковых андрогенов происходит либо их распад и инактивация, либо превращение в более активные соединения - тестостерон и дигидротестостерон. В самих надпочечниках ДГЭА легко превращается в ДГЭА-сульфат, которому принадлежит первое место среди секретируемых этими железами андрогенов. В печени и почках ДГЭА также превращается в ДГЭА-сульфат или в Δ 4 -андростендион. ДГЭА-сульфат выводится почками либо в неизмененном виде, либо превращается в 7α- и 16α-гидроксилированные производные, а после восстановления в 17β-положении - в Δ 5 -андростендиол и его сульфат. Андростендион превращается либо в тестостерон, либо (после восстановления 4,5-двойной связи) в этиохоланолон или андростерон, из которых в результате восстановления в 17α-положении образуются соответственно этиохоландиол и андростендиол. В тканях-мишенях андрогенов тестостерон восстанавливается в 5β-положении, превращаясь в дигидротестостерон, который после восстанавления в Зα-положении образует андростендиол. Метаболиты андрогенов в виде глюкуронидов или сульфатов выводятся с мочой.

Мое почтение, уважаемые читатели! Довольно часто в своих статьях мы говорили про факторы роста мышц, питание для их наращивания, однако практически ни слова не упоминали про якоря, которые могут свести на нет весь Ваш тренировочный процесс. Об одном таком якоре мы сегодня и поговорим, и имя ему – гормон кортизол. Практически все бодибилдеры боятся его как огня и считают его поистине врагом номер один в деле анаболизма мышц. Так это или нет, нам и предстоит разобраться в этой заметке.

Итак, занимайте свои места, мы начинаем.

Гормон кортизол: химия и биология и его роль в наборе мышечной массы

Вы уже довольно не плохо должны разбираться в гормонах, ведь мы уже рассмотрели такие из них, как и . Кортизол стоит в стороне от этих гормонов, так как его действия вряд ли можно причислить к созидательным, скорее наоборот – ему больше присуща деструктивная сторона.

Многие бодибилдеры боятся этого “разрушителя”. Да, действительно – другом этот гормон назвать очень сложно, но вот врагом – уж точно язык не поворачивается. Почему? Узнаем далее.

Сейчас я может быть разрушу представление многих о том, как обзавестись большими мышцами и рельефным телом. Во всех учебниках нам твердят, что необходимо технично тренироваться, и качественно восстанавливаться - это действительно так, выдохнули:). Однако я бы еще добавил к этим постулатам умение манипулировать (искусно управлять ) своим гормональным фоном, т.е. секрецией анаболических и катаболических гормонов.

Любой атлет (независимо от того, билдер он или фитнесист) должен всеми силами стараться подавлять и пресекать попытки организма разрушить мышечную массу. В частности, необходимо постоянно мониторить и держать в “ежовых” рукавицах секрецию такого гормона, как кортизол.

Гормон кортизол - что такое

Cortisol – глюкокортикоидный гормон-разрушитель, который в ответ на физический/эмоциональный стресс (утомление) , секретируется корой надпочечников. Задача кортизола – в случае стрессовой ситуации оказать “успокаивающее” действие на организм, т.е. заставить его подавить иммунный ответ и прекратить “болезненно” реагировать на проблему.

Гормон кортизол: эффекты

Эффекты, которые оказывает кортизол:

• повышенный распад белков/жиров/углеводов;
• вмешивание в процессы строительства белковых структур;
• повышение клеточного метаболизма;
• усиление синтезирующей функции печени;
• сужение сосудов;
• повышение артериального давления;
• противовоспалительный эффект.

В процессе повышения секреции этого гормона резко снижается синтез белка. Этот метаболический сдвиг возникает вследствие поиска организмом альтернативного источника топлива. И эту задачу призван решить кортизол.

Во время интенсивных занятий или в период поста (недоедания) в крови понижается уровень глюкозы. Гормон-разрушитель зря времени не теряет и начинает активно запускать процессы распада мышечных волокон. В следствии этого аминокислоты из мышц могут быть использованы для синтеза молекул глюкозы в процессе глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных остатков) . Вообще, гормон призван мобилизовать простейшие питательные вещества: аминокислоты он получает в результате распада белков, а глюкозу – получает из гликогена.

Организм – это думающая и саморегулирующаяся система, поэтому один раз испытав стресс, он повышает уровень глюкозы и аминокислот, чтобы обеспечить себя (в будущем) строительным материалом для восстановления. Когда организм человека находится “под стрессом”, он не может себе позволить тратить энергию вхолостую, поэтому, запуская распад белка, кортизол одновременно приостанавливает его синтез. Ведь согласитесь, ломать и тут же строить – это нонсенс.

Давайте чуть подробнее рассмотрим механизмы выработки кортизола.

Гормон кортизол: механизмы выработки

В организме все начинается с головы, т.е. с ЦНС. Реагируя на внешние воздействия (стресс, нагрузки и т.п.) "черепушка" посылает нервные импульсы в гипоталамус. Ответной реакцией служит секреция специального гормона, который переносится с кровью в гипофиз. Все это стимулирует к выбросу кортикотропина (АКТГ-гормона) . Последний, попав в общий кровоток и надпочечники, вызывает секрецию кортизола корой надпочечников (см. изображение) .

Этот гормон-разрушитель достигает клеток печени, проникает в их цитоплазму и налаживает связь со специальными белками. Они то и отвечают за обратную связь – реакцию организма на кортизол и внешние причины его вызвавшие.

Ответная реакция состоит в:

• усилении синтеза глюкозы в печени;
• замедлении распада глюкозы;
• синтезе белков в тканях (в т.ч. мышечной) .

Из всего вышесказанного можно сделать простой вывод. Организм в результате стресса старается экономить имеющиеся энергетические ресурсы (снизить их расходование мышечной тканью) и восполнить утраченное (депо гликогена в печени может быть легко использовано в качестве легко мобилизуемого источника энергии) .

Примечание:

Организм здорового мужчины вырабатывает до 25 мг кортизола в сутки, в результате стресса эта цифра может достигнуть 250 мг. 90 минут – это время, которое требуется для выведения из организма 1/2 начального количества кортизола.

Гормон кортизол и физические нагрузки: разрушение мышц

Почему происходит разрушение кортизолом мышц? Довольно интересный вопрос, если не вдаваться в химические подробности, то в двух словах сей процесс можно описать так.

При повышении уровня кортизола в мышцах запускается механизм разрушения тканей, т.е. мышечные клетки распадаются до простейших компонент (аминокислот и глюкозы) , способных усваиваться организмом. В результате стресса повышается кровяное давление, и это ускоряет направление в мозг большого количества свободной глюкозы (полученной при распаде) . Все эти процессы, в конечном итоге, вызывают “адреналиновый шок” – одномоментный, резкий прилив энергии, и организм испытывает колоссальные нагрузки.

Многие, дочитавшие из Вас до этого места, уже наверняка невзлюбил кортизол. Однако тут стоит понимать, что хотя этот гормон и является спусковым механизмом по запуску массированного разрушения мышечных клеток, но опасен для организма бодибилдера именно его избыток в крови или постоянный недостаток.

Так, например, постоянно высокая концентрация этого гормона приводит к беспричинному стрессу, повышенной раздражительности и нарушению метаболизма (обмена веществ) . Последнее, чаще всего, проявляется в виде ожирения или усиленного отложения жира в проблемных зонах человека (мужчины – живот, низ спины; женщины – бедра) .

Примечание:

Избыток стрессового гормона чаще всего возникает из-за постоянного синдрома перетренированности атлета.

В свою очередь, нехватка в организме кортизола приведет к невозможности результативно тренироваться. Т.к. он обладает сильным противовоспалительным действием и всячески способствует расслаблению мышц после физической нагрузки. Если же кортизола в крови недостаточно, Ваши мускулы после работы с отягощениями (многочисленных микроразрывов и травм) будут испытывать серьезные воспаления и боли.

Таким образом, можно сделать вывод, что во всем должна быть золотая середина.

Полезно будет знать, что в первые минуты физической активности уровень стрессового гормона повышается до 60-65 ед, затем снижается примерно до 30 . После 50 минут тренинга его уровень снова начинает расти.

Теперь давайте поговорим о самих тренировках.

Гормон кортизол: тренировки

Из графика выше можно сделать вывод, что идеальным временем для тренировок можно назвать период в 45-50 минут. За пределами этой временной зоны уровень кортизола повышается и организм запускает процессы разрушения.

Имейте это ввиду при составлении своей .

Упрямая статистика говорит, что у 9 из 10 качков-любителей повышенный уровень стрессового гормона. Если копнуть поглубже, то можно понять, что ничего в этом удивительного нет. Ведь обычно в зал приходят “мирские” люди, а это значит, у каждого свои личные проблемы, стрессовая работа (начальник-монстр) , учеба (заваленная сессия) и т.п.

Все это - далеко не идеальные условия для тренинга. Именно такое совмещение порождает низкую результативность именно у новичков-любителей.

Примечание:

Вы должны либо полностью отгораживаться от внешнего мира хотя бы на период, пока Вы находитесь в зале. Либо все бросить и отдаться только в руки бодибилдинга, как это делали культуристы золотого века, в частности - Арнольд. Знаете ли вы, что за неделю до старта турнира “мистер Олимпия” у терминатора умер отец. Его спросили, сможет ли он приехать, чтобы проводить его в последний путь. Он спокойно ответил: “нет, я этого сделать не могу, у меня турнир”. Арни понимал, что подобный стресс не дал бы ему победить и принял решение, которое нам кажется кощунственным.

Если Вы любите интенсивные силовые нагрузки и опасаетесь, что такого рода тренировки негативно отразятся на Ваших результатах – не переживайте. Да, уровень кортизола после нее может возрасти на 50% , однако это не есть истина в последней инстанции, потому что механизм и профили его секреции очень сложные и не укладываются в теорию и цифры.

Уровень кортизола в течении дня постоянно меняется, поэтому его повышенная секреция в результате действия внешних факторов (больших нагрузок и т.п.) – это показатель стабильности и точности работы эндокринной системы атлета. Своевременная реакция (в виде резкого возрастания концентрации кортизола после нагрузки) организма - вполне нормальная реакция организма.

Многие при накачке пресса из 6 кубиков обвиняют кортизол в накоплении абдоминального жира в области живота. На самом деле, стрессовый гормон влияет на количество висцерального жира (окружает внутренние органы) , а не подкожного. Поэтому, если кубиков не видать, значит самое время .

Гормон кортизол: методы его снижения

Мы уже поняли, что под действием нагрузок меняется гормональный фон. Но вот как он меняется и какое влияние оказывает на это изменение питание, мы и выясним.

Сразу после тренировки многие любят восполнить свои запасы: водой (1, плацебо) , углеводами (2 ) , аминокислотами (3 ) и углеводами+аминками (4 ) . Результаты между краткосрочными (сразу после тренировки) и отдаленными последствиями (спустя 3 месяца) в изменении секреции гормонов представлены ниже.

На графике видно, что процент потери жировой массы у всех примерно одинаков. Наибольшего же прироста мышечной массы добилась 4 группа. Изменение уровня секреции кортизола наглядно демонстрирует следующее изображение.

Уровень кортизола после тренировки увеличился более чем на 50% (группа “плацебо”) . И остался без изменений у группы “аминокислоты”. Углеводы, полученные в составе посттренировочного напитка, снизили секрецию гормона стресса (группы 2 и 4 ) . При приеме углеводов (глюкозы из спортивного напитка) организму нет нужды самому создавать сахар, поэтому уровень кортизола не повышается.

Проанализируйте графики и сделайте собственные выводы о том, что лучше Вам потреблять после тренировки. Однако запомните, со временем мышцы привыкают к нагрузке и реагируют на них все меньшим выбросом кортизола даже без спортивного питания.

Примечание:

В мышцах человека содержится больше кортизоловых рецепторов, поэтому, когда организм прекращает тренироваться, распад мышц происходит в ускоренном режиме. Вывод – тренируйтесь тяжело, интенсивно, с правильно поставленной техникой (без ) и не очень часто. В упражнении должны работать мышцы, а не сухожилия.

Ну вот, мы и подошли к десерту, а именно к рекомендациям, которые помогут Вам снизить (или хотя бы контролировать на должном уровне) концентрацию кортизола в организме. Итак, записывайте:

Совет №1.

Чтобы не поддаваться катаболическому действию кортизола, необходимо понизить секрецию этого гормона и одновременно повысить выработку противоположных – анаболических. Сдвиньте общий баланс в сторону протеинового синтеза, осуществляемого анаболическими гормонами – тестостерон, гормон роста, инсулин, iGF-1. Усиливайте секрецию естественным путем, через и пищевые добавки.

Совет №2.

Увеличьте калорийность суточного рациона и повысьте содержание белка в рационе (с 2 до 2,5 гр) . Постарайтесь придерживаться соотношения по жирам Омега-3 и Омега-6 как 1:1 (т.е. равные доли) .

Совет №3.

Аминокислоты с разветвленной боковой цепью (лейцин, изолейцин и валин) . Если Вы знакомы со спортивным питанием, то включите в свой рацион 5-10 г ВСАА. Смешайте их с простыми углеводами (30 гр) и употребляйте в жидком виде прямо на тренировке.

Совет №4.

Употребляйте перед тренировкой витамин С (1-2 гр) и чеснок. Пусть весь зал “учует”, что сегодня Вы решили понизить уровень кортизола своими средствами:).

Совет №5.

Сходите в аптеку и прикупите экстракт радиоллы розовой – тонизирующее средство, повышающее Вашу сопротивляемость неблагоприятным внешним воздействиям.

Совет №6.

Уделяйте достаточное внимание отдыху, восстановлению. Спите не менее 8 часов. Посещайте различные расслабляющие процедуры: спа, кедровая бочка, массаж и т.п.

Совет №7.

Скажите нет перетренированности. Тренировка не более 45-60 минут.

Совет №8.

Не переживайте по мелочам и старайтесь избегать стрессовых ситуаций/людей. Палец вверх и улыбка до ушей!

Ну, вот десерт и съеден, подведем итоги.

Послесловие

Сегодня мы целую статью посвятили такому гормону, как кортизол. Основной вывод, который Вы должны сделать: не так страшен гормон, как его малюют. Конечно, нужно бороться с его катаболической активностью, но не стоит перебарщивать и уделять этому слишком большое количество времени. Организм сам подскажет, что и когда нужно делать, Ваша задача - не проспать эти сигналы.

На сим все, рад был писать для Вас. До новых встреч, заходите чаще, Вам здесь всегда рады!

PS . Не ограничиваемся чтением, отписываем вопросы и комментарии – оставьте свой след в истории!

Химическая структура основных стероидных соединений, синтезируемых в надпочечниках, приведена на рис. 52. Различия между ними сводятся к неодинаковой насыщенности атомов углерода и присутствию дополнительных группировок. Для обозначения стероидных гормонов применяют не только систематическую химическую номенклатуру (зачастую весьма громоздкую), но и тривиальные названия.

Рис. 52. Биосинтез стероидов в корковом слое надпочечников.

Исходной структурой для синтеза стероидных гормонов служит холестерин. Количество продуцируемых стероидов зависит от активности ферментов, катализирующих отдельные этапы соответствующих превращений. Эти ферменты локализованы в различных фракциях клетки — митохондриях, микросомах и цитозолt (рис. 53). Холестерин, используемый для синтеза стероидных гормонов, образуется в самих надпочечниках из ацетата и частично поступает в железу с молекулами липопротеинов низкой (ЛПНП) или высокой плотности (ЛПВП), синтезируемыми в печени. Различные источники холестерина в этих клетках по-разному мобилизуются в неодинаковых условиях.

Рис. 53. Внутриклеточные пути биосинтеза стероидов коры надпочечников.

Так, возрастание продукции стероидных гормонов в условиях острой стимуляции АКТГ обеспечивается превращением небольшого количества свободного холестерина, образующегося в результате гидролиза его эфиров. Одновременно возрастает и синтез холестерина из ацетата. При длительной же стимуляции коры надпочечников синтез холестерина, напротив, снижается, а главным его источником становятся липопротеины плазмы (на фоне увеличения числа рецепторов ЛПНП). При абеталипопротеинемии (отсутствие ЛПНП) надпочечники реагируют на АКТГ меньшим, чем в норме, выбросом кортизола.

В митохондриях происходит превращение холестерина в прегненолон, являющийся предшественником всех стероидных гормонов позвоночных. Его синтез — многоэтапный процесс. Он лимитирует скорость биосинтеза надпочечниковых стероидов и является объектом регуляции (со стороны АКТГ, ангиотензина II и калия, см. ниже). В разных зонах коры надпочечника прегненолон подвергается различным превращениям. В клубочковой зоне он преобразуется в основном в прогестерон и далее в 11-дезоксикортикостерон (ДОК), а в пучковой — в 17а-оксипрегне-нолон, служащий предшественником кортизола, андрогенов и эстрогенов. На пути синтеза кортизола из 17а-оксипрегненолона образуется 17а-оксипрогестерон, который последовательно гидроксилируется 21- и 11 (3-гидроксилазами в 11-дезокси-кортизол (кортексолон, или соединение S), а затем (в митохондриях) — в кортизол (гидрокортизон, или соединение F).

Основным продуктом клубочковой зоны коры надпочечников является альдостерон, путь синтеза которого включает промежуточные этапы образования прогестерона, ДОК, кортикостерона (соединение В) и 18-оксикортикостерона. Последний под действием митохондриальной 18-оксистероиддегидрогеназы приобретает альдегидную группировку. Этот фермент присутствует только в клубочковой зоне. С другой стороны, в ней отсутствует 17а-гидроксилаза, что препятствует образованию в этой зоне кортизола. ДОК может синтезироваться во всех трех зонах коры, но наибольшее его количество вырабатывается в пучковой зоне.

Среди продуктов секреции пучковой и сетчатой зон имеются и С-19 стероиды, обладающие андрогенной активностью: дегидроэпиандростерон (ДГЭА), дегидроэпиандростерон-сульфат (ДГЭА-С), андростендион (и его ПВ-аналог) и тестостерон. Все они образуются из 17а-оксипрегненолона. В количественном отношении главными андрогенами надпочечников являются ДГЭА и ДГЭА-С, которые в железе могут превращаться друг в друга. Синтез ДГЭА протекает с участием 17а-гидроксилазы, отсутствующей в клубочковой зоне.

Андрогенная активность надпочечниковых стероидов в основном обусловлена их способностью преобразовываться в тестостерон. Сами надпочечники вырабатывают очень мало этого вещества, равно как и эстрогенов (эстрона и эстрадиола). Однако надпочечниковые андрогены могут служить источником эстрогенов, образующихся в подкожной жировой клетчатке, волосяных фолликулах, молочной железе. В фетальной зоне коры надпочечников 3Р-оксистероиддегидрогеназная активность отсутствует, и поэтому основными продуктами являются ДГЭА и ДГЭА-С, которые превращаются в плаценте в эстрогены, обеспечивая 90 % продукции эстриола и 50 % эстрадиола и эстрона в материнском организме.

Стероидные гормоны коры надпочечников по-разному связываются белками плазмы. Что касается кортизола, то 90-93 % присутствующего в плазме гормона находится в связанном виде. Примерно на 80 % это связывание обусловлено специфическим кортикостероидсвязываюшим глобулином (транскортином), обладающим высоким сродством к кортизолу. Меньшее количество гормона соединено с альбумином и совсем незначительное — с другими белками плазмы.
Транскортин синтезируется в печени. Он представляет собой гликозилированный белок с относительной молекулярной массой около 50000, связывающий у здорового человека до 25 мкг% кортизола.

Поэтому при больших концентрациях гормона уровень свободного кортизола уже не будет пропорционален его общему содержанию в плазме. Так, при общей концентрации кортизола в плазме 40 мкг% концентрация свободного гормона (около 10 мкг%) окажется в 10 раз выше, чем при общем уровне кортизола 10 мкг%. Как правило, транскортин в силу своего наибольшего сродства именно к кортизолу соединяется только с этим стероидом, однако в конце беременности целых 25 % связанного транскортином стероида представлено прогестероном. Характер стероида в комплексе с транскортином может меняться и при врожденной гиперплазии надпочечников, когда последние вырабатывают большие количества кортикостерона, прогестерона, 11-дезоксикортизола, ДОК и 21-дезоксикортизола.

Большинство синтетических глюкокортикоидов слабо соединены с транскортином. Его уровень в плазме регулируется различными (в том числе и гормональными) факторами. Так, эстрогены повышают содержание этого белка. Аналогичным свойством обладают и тиреоидные гормоны. Повышение уровня транскортина отмечено при сахарном диабете и ряде других заболеваний. Например, печеночные и почечные (нефроз) изменения сопровождаются снижением содержания транскортина в плазме. Синтез транскортина может тормозиться и глюкокортикоидами. Генетически обусловленным колебаниям уровня этого белка обычно не сопутствуют клинические проявления гипер- или гипокортицизма.

В отличие от кортизола и ряда других стероидов альдостерон не взаимодействует специфически с белками плазмы. Он лишь очень слабо связан с альбумином и транскортином, а также с эритроцитами. В физиологических условиях с белками плазмы соединено только около 50 % всего количества гормона, причем 10 % его ассоциировано с транскортином. Поэтому при повышении уровня кортизола и полном насыщении им транскортина уровень свободного альдостерона может меняться незначительно. Связь альдостерона с транскортином более прочна, чем с другими белками плазмы.

Надпочечниковые андрогены, за исключением тестостерона, связываются преимущественно альбумином, причем достаточно слабо. Тестостерон же почти полностью (на 98 %) специфически взаимодействует с тестостерон-эстрадиолсвязывающим глобулином. Концентрация последнего в плазме возрастает под влиянием эстрогенов и тиреоидных гормонов и снижается под действием тестостерона и СТГ.

Гидрофобные стероиды фильтруются почками, но почти целиком (95 % кортизола и 86 % альдостерона) реабсорбируются в канальцах. Для их выделения с мочой необходимы ферментативные превращения, увеличивающие их растворимость. Они сводятся в основном к переходу кетоновых групп в карбоксильные и С-21 -групп в кислые формы. Гидроксильные группы способны взаимодействовать с глюкуроновой и серной кислотами, что еще более увеличивает водорастворимость стероидов.

Среди многих тканей, в которых происходит их метаболизм, важнейшее место занимает печень, а при беременности — и плацента. Часть метаболизированных стероидов попадает в содержимое кишечника, откуда они могут реабсорбироваться в неизмененном или модифицированном виде.

Исчезновение кортизола из крови происходит с полупериодом 70-120 мин (в зависимости от вводимой дозы). За сутки в мочу попадает около 70 % меченого гормона; за 3 сут с мочой выводится уже 90 % такого гормона. Примерно 3 % обнаруживается в кале. Неизмененный кортизол составляет менее 1 % экскретируемых меченых соединений. Первым важным этапом деградации гормона является необратимое восстановление двойной связи между 4-м и 5-м углеродными атомами. В результате этой реакции образуется в 5 раз больше 5сх-дигидрокортизола, чем его 5В-формы. Под действием 3-оксистероиддегидрогеназы эти соединения быстро превращаются в тетрагидрокортизол. Окисление 11 В-гидроксильной группы кортизола приводит к образованию кортизона. В принципе, это превращение обратимо, но в силу меньшего количества кортизона, продуцируемого надпочечниками, оно сдвинуто в сторону образования именно данного соединения.

Последующий метаболизм кортизона происходит как у кортизола и проходит стадии дигидро- и тетрагидроформ. Поэтому соотношение между этими двумя веществами в моче сохраняется и для их метаболитов. Кортизол, кортизон и их тетрагидропроизводные могут подвергаться и другим превращениям, включая образование кор-толов и кортолонов, кортоловой и кортолоновой кислот (окисление в 21м положении) и окисление боковой цепи в 17-м положении. Могут образовываться и 6в-гидроксилированные метаболиты кортизола и других стероидов. У детей, а также при ряде патологических состояний этот путь метаболизма кортизола приобретает основное значение. 5-10 % метаболитов кортизола являются С-19, 11-окси и 17-кетостероидами.

Период полужизни альдостерона в плазме не превышает 15 мин. Он почти полностью извлекается печенью уже за один пассаж крови, и в моче обнаруживается менее 0,5 % нативного гормона. Около 35 % альдостерона выводится в виде глюкуронида тетрагидроальдостерона, а 20 % — глюкуронида альдостерона. Этот метаболит называют кислотолабильным, или 3-оксо-конъюгатом. Часть гормона обнаруживается в моче в виде 21-дезокситетрагидроальдостерона, который образуется из экскретируемого с желчью тетрагидроальдостерона под действием кишечной флоры и вновь всасывается в кровь.

За один пассаж крови через печень элиминируется более 80 % андростендиона и всего около 40 % тестостерона. В мочу попадают в основном конъюгаты андрогенов. Небольшая доля их экскретируется через кишечник. ДГЭА-С может выводиться в неизмененном виде. ДГЭА и ДГЭА-С способны к дальнейшему метаболизму через гидроксилирование в 7-м и 16-м положениях или превращение 17-кетогруппы в 17-оксигруппу. ДГЭА необратимо трансформируется и в андростендион.

Последний может превращаться в тестостерон (главным образом вне печени), а также в андростерон и этиохоланолон. Дальнейшее восстановление этих стероидов приводит к образованию андростандиола и этиохоландиола. Тестостерон в тканях-«мишенях» превращается в 5сх-дигидротестостерон, который необратимо инактивируется, превращаясь в Зa-андростандиол, или обратимо — в 5сх-андро-стендион. Оба эти вещества могут трансформироваться в андростерон.

Каждый из перечисленных метаболитов способен образовывать глюкурониды и сульфаты. У мужчин тестостерон и андростендион исчезают из плазмы в 2-3 раза быстрее, чем у женщин, что, вероятно, объясняется влиянием половых стероидов на уровень тестостерон-эстрадиолсвязывающего белка в плазме.

Систематическое (МСТПХ) название:

(11β)-11,17,21-тригидроксипрегн-4-ен-3,20-дион

Клинические данные:

Австралия: A

США: C (риск не исключен)

Юридический статус:

Австралия: Отпускается только в аптеках

Великобритания: Отпуск только по рецепту (POM)

США: отпускается без рецепта для местного применения; только по рецепту для пероральных таблеток, ректального использования и внутривенной терапии

Способы приема:

Пероральный прием в виде таблеток, внутривенный, местный, ректальный

Химические данные:

Формула:C21H30O5

Молекулярная масса:362,460 г/моль

Кортизол представляет собой стероидный гормон, принадлежащий к классу глюкокортикоидных гормонов, вырабатывается у людей пучковой зоной коры в надпочечниках. Он высвобождается в ответ на стресс и низкий уровень глюкозы в крови. Его функции заключаются в повышении уровня глюкозы в крови посредством глюконеогенеза, подавлении иммунной системы и способствовании обмену жиров, белков и углеводов. Также снижает образование костной ткани. Гидрокортизон (МНН, непатентованное название в США, Британское общепринятое название) – это название кортизола при использовании в качестве лекарственного препарата. Гидрокортизон используется для лечения людей, которые страдают нехваткой кортизола естественного происхождения. Он включен в Перечень препаратов первой необходимости ВОЗ, требуемых для основных систем здравоохранения.

Основные функции в организме

Метаболическая реакция

При начальном состоянии голодания кортизол стимулирует глюконеогенез (образование глюкозы) и активирует антистрессовые и противовоспалительные пути. Кортизол также играет важную, но косвенную, роль в печеночном и мышечном гликогенолизе, расщеплении гликогена на глюкозу-1-фосфат и глюкозу. Это осуществляется посредством его пассивного влияния на глюкагон. Кроме того, кортизол способствует активации гликоген фосфорилазы, которая необходима для оказания эпинефрином действия на гликогенолиз. При позднем состоянии голодания функция кортизола незначительно меняется, повышается гликогенез. Данная реакция дает возможность печени поглощать глюкозу, которая не используется периферийной тканью и возвращается в гликогеновые запасы печени с целью использования, если организм перейдет в состояние голодания. Повышенный уровень кортизола, если держится продолжительное время, может привести к протеолизу (расщеплению белков) и мышечной атрофии. Несколько исследований показало, что кортизол может обладать липолитическим действием (способствовать расщеплению жиров). В некоторых условиях, тем не менее, кортизол может в некоторой степени подавлять липолиз.

Иммунная реакция

Кортизол предотвращает высвобождение веществ в организме, которые вызывают воспаление. Он используется в лечении состояний, возникающих в результате избыточной активности B-клеток, обусловливающих гуморальную реакцию. Примеры включают воспаление и ревматоидные заболевания, а также аллергические реакции. Гидрокортизон с низкой потенцией, доступный в некоторых странах в качестве отпускаемого без рецепта препарата, используется для лечения проблем с кожей, таких как сыпи и экзема. Он ингибирует выработку интерлейкина (ИЛ)-12, интерферона (IFN)-гамма, IFN-альфа и фактора некроза опухолей-альфа с помощью антигенпредставляющих клеток (АПК) и T клеток-помощников (Th)1, но повышает выработку ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 клетками Th2. Данные результаты скорее смещаются в сторону иммунной реакции Th2, чем общей иммуносупрессии. Активация стрессового состояния (и как результат повышение уровня кортизола и сдвиг в сторону Th2), наблюдаемая во время инфекции, предположительно представляет собой защитный механизм, который предотвращает избыточную активацию воспалительной реакции. Кортизол может ослаблять активность иммунной системы. Кортизол предотвращает пролиферацию T-клеток посредством активации вырабатывающих интерлейкин-2 T-клеток, не реагирующих на интерлейкин-1 (ИЛ-1) и неспособных вырабатывать фактор роста T-клеток (ИЛ-2). Кортизол также обладает действием негативной обратной связи на интерлейкин-1. Хотя ИЛ-1 полезен в борьбе с некоторыми заболеваниями, тем не менее, эндотоксические бактерии получают преимущество посредством принуждения гипоталамуса повышать уровень кортизола (принудительный вызов секреции кортикотропин-релизинг гормона и, таким образом, противодействие ИЛ-1). Супрессорные клетки не поддаются действию глюкостероидного модифицирующего реакцию фактора (GRMF), таким образом, эффективное пороговое значение для иммунных клеток может быть даже выше, чем пороговое значение для физиологических процессов (отражающих перегруппировку лейкоцитов в лимфатических узлах, костном мозге и коже). Неотложный прием кортикостерона (эндогенного агониста рецепторов типа I и типа II) или RU28362 (агонист рецептора специфического типа II) адреналэктомированными животными вызывает изменение распределения лейкоцитов. Естественные клетки-киллеры подвергаются действию кортизола. Кортизол стимулирует многие медьсодержащие ферменты (часто до 50% от их общего потенциала), возможно, повышая доступность меди для иммунных целей. Они включают лизилоксидазу, фермент, который поперечно связан с коллагеном, и эластин. Особенно важным для иммунной реакции является стимулирование кортизолом супероксиддисмутазы, поскольку данный медьсодержащий фермент определенно используется организмом с целью обеспечения возможности супероксидов заражать бактерии.

Другие воздействия

Обмен веществ

Глюкоза

Кортизол противодействует инсулину, способствуя вызывающему гипергликемию печеночному глюконеогенезу, и ингибирует периферийное использование глюкозы (инсулиновая резистентность) посредством снижения перемещения переносчиков глюкозы (в особенности, GLUT4) к клеточной мембране. Тем не менее, кортизол повышает синтез гликогена (гликогенез) в печени. Премиссивное действие кортизола на функцию инсулина в печеночном гликогенезе наблюдалось в культуре гепатоцитов в лаборатории, хотя механизм данного действия не известен.

Кости и коллаген

Кортизол снижает образование костей, способствуя долговременному развитию остеопороза (прогрессирующее заболевание костей). Он перемещает калий из клеток в обмен на равное количество ионов натрия (смотри выше). Это может инициировать гиперкалиемию метаболического шока в результате хирургической операции. Кортизол также снижает абсорбцию кальция в кишечнике. Коллаген представляет собой важную составляющую соединительной ткани. Он жизненно необходим для опорно-двигательного аппарата и обнаруживается в мышцах, сухожилиях и суставах, а также по всему организму. Кортизол снижает синтез коллагена.

Аминокислоты

Кортизол повышает уровень свободных аминокислот в сыворотке. Он осуществляет это посредством ингибирования образования коллагена, снижая поглощение аминокислот мышцами и ингибируя синтез белков. Кортизол (как и оптикортинол) может обратимо ингибировать клетки-предшественницы иммуноглобулина A в кишечнике телят. Кортизол также ингибирует иммуноглобулин A в сыворотке, как это делает иммуноглобулин M; тем не менее, он не ингибирует иммуноглобулин E.

Заживление ран

Кортизол и стрессовая реакция обладают отрицательным действием на иммунную систему. Высокий уровень воспринимаемого стресса и повышенный уровень кортизола увеличивает время заживления ран у здоровых взрослых мужчин. У тех, кто имеет пониженный уровнем кортизола, следующий день после 4 мм пункционной биопсии демонстрирует наиболее быструю скорость заживления. У студентов стоматологии раны от пункционной биопсии заживали в среднем на 40% дольше при выполнении биопсии тремя днями ранее по сравнению с биопсией, выполненной в отношении тех же самых студентов во время летних каникул.

Электролиты и водный баланс

Кортизол действует как диуретик, повышая водный диурез, уровень гломерулярной фильтрации и ренальный поток плазмы из почек, а также повышая поглощение воды и выведение калия в кишечнике.

Натрий

Кортизол ингибирует выделение натрия из тонкого кишечника млекопитающих. Распад натрия, тем не менее, не оказывает влияние на уровень кортизола, таким образом, кортизол не может использоваться с целью регулирования уровня натрия в сыворотке. Изначальная цель кортизола может заключаться в переносе натрия. Данная гипотеза поддерживается фактом, что пресноводные рыбы используют кортизол в целях стимулирования поступления натрия внутрь, в то время как обитающие в соленой воде рыбы обладают основанной на кортизоле системой для выведения избыточного натрия.

Калий

Натриевая нагрузка усиливает интенсивное выведение калия кортизолом. Кортикостерон в данном случае сопоставим с кортизолом. Чтобы вывести калий из клетки, кортизол перемещает в клетку равное количество натрия. Это должно сделать регуляцию pH более легкой (в отличие от обычной ситуации дефицита калия, в которой два иона натрия вводится в клетку на каждые три иона калия, которые выводятся,-действие близко к деоксикортикостерону).

Желудочная и почечная секреция

Кортизол стимулирует секрецию желудочного сока. Исключительно прямое действие кортизола на выведение ионов водорода из почек заключается в стимулировании выведения ионов аммония посредствам деактивации почечного фермента глутаминазы.

Память

Кортизол действует посредством эпинефрина (адреналина) с целью создания памяти о краткосрочных эмоциональных событиях; это представляет собой предполагаемый механизм хранения ярких воспоминаний и может выступать в качестве механизма для запоминания того, чего следует избегать в будущем. Тем не менее, долговременное воздействие кортизола повреждает клетки гиппокампа; данное повреждение приводит к нарушению способности к научению. Более того, было выявлено, что кортизол ингибирует извлечение из памяти уже хранящейся информации.

Сон, стресс и депрессия

У людей были обнаружены суточные циклы уровня кортизола. Что касается людей, количество кортизола, представленное в крови, подвержено суточному колебанию; максимальный уровень наблюдается ранним утром (приблизительно в 8 часов утра) и достигает минимального уровня примерно с полуночи до 4 часов утра либо спустя от трех до пяти часов после начала сна. Информация относительно цикла дня и ночи передается от сетчатки к парным супрахиазматическим ядрам в гипоталамусе. Данный паттерн не наблюдается при рождении; расчетные данные, когда он появляется, варьируются от возраста двух недель до девяти месяцев. Измененные паттерны уровня кортизола в сыворотке наблюдаются в связи с отклоняющимся от нормы уровнем адренокортикотропина, клинической депрессией, психологическим стрессом и физиологическими стрессовыми факторами, такими как гипогликемия, болезнь, жар, травма, хирургическая операция, страх, боль, физическое напряжение или экстремальные температуры. Уровень кортизола также может отличаться у субъектов с аутизмом или синдромом Аспергера. Также существуют значительные индивидуальные различия, хотя обычно люди демонстрируют устойчивые ритмы.

Действие во время беременности

Во время беременности у людей повышенная выработка кортизола у плода с 30 по 32 неделю запускает выработку у плода легочного сурфактанта для содействия созреванию легких. У плода овцы глюкокортикоиды (преимущественно кортизол) повышаются приблизительно после 130 дня, при этом легочный сурфактант значительно повышается в ответ примерно после 135 дня, и, хотя кортизол эмбрионов овцы большей частью материнского происхождения в течение первых 122 дней, 88 процентов или более становится эмбрионального происхождения после 136 дня беременности. Хотя временной период роста концентрации кортизола эмбриона у овец может в некоторой степени варьироваться, он составляет в среднем 11,8 дней до начала родового акта. У нескольких видов домашнего скота (например, корова, овца, коза и свинья) всплеск уровня кортизола у эмбриона в конце беременности запускает родовой акт посредством устранения прогестерона, блокирующего растяжение шейки матки и миометральные сокращения. Механизмы, обеспечивающие данное действие на прогестерон, различаются среди видов. У овец, когда прогестерон, достаточный для поддержания беременности, вырабатывается плацентой приблизительно после 70 дня беременности, всплеск предродового кортизола эмбриона запускает плацентарное ферментативное превращение прогестерона в эстроген. (Повышенный уровень эстрогена стимулирует секрецию простагландина и развитие рецептора окситоцина). Воздействие кортизола на эмбрион во время беременности может давать множество связанных с развитием результатов, включая изменение предродовых и послеродовых картин роста. У игрунок, вида американских приматов, беременные самки имеют колеблющийся уровень кортизола во время беременности, как у плода, так и у самой самки. Мусто и др. (2012 г.) показали, что младенцы, рожденные от матерей с высоким уровнем кортизола во время первого триместра беременности, имеют более низкую скорость роста индекса массы тела (BMI), чем рожденные от матерей с низким уровнем кортизола во время беременности (приблизительно на 20% ниже). Тем не менее, послеродовая скорость роста у младенцев матерей с высоким уровнем кортизола более высокая, чем у рожденных от матерей с низким уровнем кортизола в поздние послеродовые периоды времени, а завершение наверстывания роста происходит с возраста 540 дней. Эти результаты свидетельствуют, что воздействие кортизола на плод во время беременности обладает важным потенциалом программирующего действия на до- и послеродовой рост детеныша приматов.

Синтез и высвобождение

Кортизол вырабатывается в организме человека пучковой зоной надпочечника, вторым из трех слоев, составляющих кору надпочечника. Верхний слой образует внешнюю «кору» каждого надпочечника, располагаясь поверх почек. Высвобождение кортизола контролируется гипоталамусом, регионом головного мозга. Секреция кортикотропин-релизинг гормона (CRH) гипоталамусом заставляет клетки в близлежащей передней доле гипофиза выделять другой гормон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), в сосудистую систему, посредством которой кровь переносит его в кору надпочечника. АКТГ стимулирует синтез кортизола, глюкокортикоидов, минералокортикоидов и дегидроэпиандротестостерона (ДГЭА).

Нормальный уровень

Нормальные значения в отношении человека приведены в следующих таблицах (нормы варьируются среди видов). Измеряемый уровень кортизола и, вследствие этого, диапазоны нормальных значений, зависят от применяемого аналитического метода и факторов, таких как пол и возраст. По этой причине результаты анализов всегда должны интерпретироваться с использованием диапазона нормальных значений лаборатории, в которой получены результаты. При использовании молекулярного веса в 362,460 г/моль, коэффициент перевода из мкг/дл в нмоль/л приблизительно составит 27,6; таким образом, 10 мкг/дл приблизительно будут равны 276 нмоль/л.

Нарушения выработки кортизола

Повышенный уровень кортизола: избыточный уровень кортизола в крови.

Пониженный уровень кортизола: недостаточный уровень кортизола в крови.

Нарушения выработки кортизола, а также некоторые вытекающие состояния, включают:

Первичный повышенный уровень кортизола (синдром Кушинга)

Первичный пониженный уровень кортизола (болезнь Аддисона, синдром Нельсона)

Вторичный повышенный уровень кортизола (гипофизарная или эктопированная опухоль, болезнь Кушинга, ложный синдром Кушинга)

Вторичный пониженный уровень кортизола (гипофизарная опухоль, синдром Шихана)

Регулирование

Первичное регулирование кортизола осуществляется гипофизарным пептидом, адренокортикотропным гормоном (АКТГ). АКТГ, предположительно, контролирует кортизол посредством управления движением кальция в секрецирующих кортизол мишеневидных клетках. АКТГ, в свою очередь, контролируется гипоталамическим пептидом кортикотропин-релизинг гормоном (CRH), который находится под нервным контролем. Кортикотропин-релизинг гормон действует синергично с аргинин вазопрессином, ангиотензином II и эпинефрином. (у свиней, у которых не вырабатывается аргинин вазопрессин, синергично с кортикотропин-релизинг гормоном действует лизин вазопрессин. ) Когда активированные макрофаги начинают выделять интерлейкин-1 (ИЛ-1), который синергично с CRH повышает уровень АКТГ, T-клетки также выделяют модифицирующий глюкостероидную реакцию фактор (GRMF или GAF), а также ИЛ-1; оба повышают количество кортизола, необходимо для ингибирования практически всех иммунных клеток. Иммунные клетки затем приобретают свою собственную регуляцию, но более высокое пороговое значение кортизола. Повышение уровня кортизола у диарейных телят минимально по сравнению со здоровыми телятами и со временем падает. Клетки не утрачивают полностью свое преимущество «борьбы или бегства», потому что интерлейкин-1 синергичен с CRH. Кортизол даже обладает эффектом негативной обратной связи на интерлейкин-1, что особенно полезно для лечения заболеваний, который вынуждают гипоталамус выделять слишком много CRH, такие как вызываемые эндотоксическими бактериями заболевания. Супрессорные иммунные клетки не поддаются действию GRMF, таким образом, эффективное предельное значение для иммунных клеток может быть даже выше, чем предельное значение для физиологических процессов. GRMF (в данном отношении известный как GAF) влияет преимущественно на печень (а не на почки) в целях некоторых физиологических процессов. Посредник с высоким содержанием калия (который стимулирует секрецию альдостерона в лабораторных условиях) также стимулирует секрецию кортизола из пучковой зоны собачьих надпочечников - в отличие от кортикостерона, в отношении которого калий не обладает действием. Калиевая нагрузка также повышает уровень АКТГ и кортизола у людей. Это предположительно является причиной того, почему дефицит калия вызывает снижение уровня кортизола (как упоминалось) и снижает преобразование 11-деоксикортизола в кортизол. Это также может играть роль в боли ревматоидного артрита; уровень калия в клетках всегда низок при ревматоидном артрите.

Факторы, снижающие уровень кортизола

Факторы, повышающие уровень кортизола

Фармакология

Гидрокортизон представляет собой фармацевтическое понятие для обозначения кортизола, применяемого для перорального приема, внутривенных инъекций или местного нанесения. Он используется в качестве иммуносупрессорного препарата, применяемого посредством инъекций для лечения тяжелых аллергических реакций, таких как анафилактический шок и отек Квинке, вместо преднизолона у пациентов, нуждающихся в стероидном лечении, но неспособных принимать пероральные лекарственные препараты, и периоперативно у пациентов, находящихся на долговременном стероидном лечении, с целью предотвращения аддисонического криза. Он может применяться местно при аллергических сыпях, дерматите, псориазе и других определенных воспалительных заболеваниях кожи. Он также может вводиться в суставы, воспаленные в результате таких заболеваний как подагра. Флутиказона пропионат представляет собой кортикостероид, применяемый в назальных спреях и ингаляторах при астме. По сравнению с гидрокортизоном, преднизолон практически в четыре раза сильнее, а дексаметазон сильнее примерно в сорок раз в отношении противовоспалительного действия. Крема и мази гидрокортизона для местного применения доступны во многих странах без рецепта в концентрации в диапазоне от 0,05% до 2,5% (в зависимости от местных норм), при этом формы с более высокой концентрацией отпускаются только по рецепту. Закрытие кожи после нанесения повышает абсорбцию и усиливает действие. Иногда такой метод предписывается врачом, но в иных случаях этого следует избегать для предотвращения передозировки и системного эффекта.

Связывание с белком

Большая часть сывороточного кортизола (практически 4%) связывается с белками, включая кортикостероид-связывающий глобулин (CBG) и сывороточный альбумин. Свободный кортизол с легкостью проходит через клеточные мембраны, где он внутриклеточно связывается с рецепторами кортизола.

Биохимия

Биосинтез

Кортизол синтезируется из холестерина. Синтез происходит в пучковой зоне коры надпочечника. (Название кортизол получено от слова кортекс, кора). В то время как кора надпочечника также вырабатывает альдостерон (в клубочковой зоне) и некоторые половые гормоны (в сетчатой зоне), кортизол представляет собой ее основной секрет у людей и нескольких других видов. (Тем не менее, у домашнего скота, уровень кортикостерона близок или превышает уровень кортизола). Медуллярное вещество надпочечника находится под корой, в основном выделяя катехоламины адреналин (эпинефрин) и норадреналин (норэпинефрин) в условиях симпатической стимуляции. Синтез кортизола в надпочечниках стимулируется передней долей гипофиза за счет адренокортикотропного гормона (АКТГ); выработка АКТГ, в свою очередь, стимулируется кортикотропин-релизинг гормоном (CRH), который высвобождается гипоталамусом. АКТГ повышает концентрацию холестерина во внутренней митохондриальной мембране посредством регуляции белка STAR (стероидогенного острого регуляторного белка). Он также стимулирует основной ограниченный по скорости этап синтеза кортизола, в котором холестерин преобразуется в прегненолон и катализируется цитохромом P450SCC (расщепляющий боковую цепь фермент).

Метаболизм

Кортизол метаболизируется системой 11-бета гидроксистероидной дегидрогеназы (11-бета HSD), которая состоит из двух ферментов: 11-бета HSD1 и 11-бета HSD2.

11-бета HSD1 использует кофактор НАДФН для преобразования биологически инертного кортизона в биологически активный кортизол

11-бета HSD2 использует кофактор НАД+ для преобразования кортизола в кортизон

В целом, суммарный эффект заключается в том, что 11-бета HSD1 способствует повышению локальных концентраций биологически активного кортизола в данной ткани; 11-бета HSD2 способствует снижению локальных концентраций биологически активного кортизола. Кортизол также метаболизируется в 5-альфа тетрагидрокортизол (5-альфа THF) и 5-бета тетрагидрокортизол (5-бета THF), в данных реакциях 5-альфа редуктаза и 5-бета редуктаза представляют собой ограничивающие скорость факторы соответственно. 5-бета редуктаза также представляет собой ограничивающий скорость фактор в преобразовании кортизона в тетрагидрокортизон (THE). Изменение 11-бета HSD1 играет роль в патогенезе ожирения, гипертензии и инсулиновой резистентности, известных как метаболический синдром. Изменение 11-бета HSD2 имеет отношение к гипертонической болезни и приводит к синдрому выраженного избытка минералокортикоидов (SAME).

Характеристика гормона

1.Название. Кортизол (гидрокортизон, или 17-гидрокортикостерон, соединение F).

2. Кортизол - биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы, то есть в своей структуре имеет стерановое ядро(Рис.3).

3 .Биосинтез. Кортизолсинтезируется корой надпочечников из холестерола.У взрослого человека надпочечники за сутки выделяют 15-30 мг кортизола.Скорость синтеза и секреции кортизола стимулируются в ответ на стресс, травму, инфекцию, понижение концентрации глюкозы в крови. Повышение концентрации кортизола подавляет синтез кортиколиберина и АКТГ по механизму отрицательной обратной связи.

4 . Биологическая роль. Кортизол жизненно необходим, т.к. участвует в регуляции многих обменных процессов, главным образом, углеводного обмена. Гормон стимулирует процесс глюконеогенеза.

Глюконеогенез - процесс образования в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10 %) молекул глюкозы из молекул других органических соединений - источников энергии, например свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина.

Кроме того, кортизол отвечает за защитные реакции: во время длительного голодания не дает упасть уровню содержания глюкозы в крови ниже критического уровня, усиливая ее синтез и замедляя распад. В стрессовых и шоковых ситуациях поддерживает артериальное давление (не ниже критической отметки).

5.Механизм действия кортизола

Нервная система реагирует на внешние воздействия (в том числе стрессовые), посылая нервные импульсы в гипоталамус . В ответ на сигнал гипоталамус секретирует кортиколиберин , который переносится кровью по т.н. воротной системе прямо в гипофиз и стимулирует секрецию им АКТГ . Последний поступает в общий кровоток и, попав в надпочечники, стимулирует выработку и секрецию корой надпочечников кортизола .

Выделившийся в кровь кортизол достигает клеток-мишеней (в частности, клеток печени), проникает путем диффузии в их цитоплазму и связывается там со специальными белками – рецепторами кортизола. Образовавшиеся гормон-рецепторные комплексы после «активации» связываются с соответствующей областью ДНК и активируют определенные гены, что в итоге приводит к увеличению выработки специфических белков. Именно эти белки и определяют ответную реакцию организма на кортизол, а значит, и на внешнее воздействие, послужившее причиной его секреции.

Реакция состоит, с одной стороны, в усилении синтеза глюкозы в печени и в проявлении (разрешении) действия многих других гормонов на обменные процессы, а с другой – в замедлении распада глюкозы и синтеза белков в ряде тканей, в том числе мышечной. Таким образом, эта реакция направлена в основном на экономию имеющихся энергетических ресурсов организма (снижение их расходования мышечной тканью) и восполнение утраченных: синтезируемая в печени глюкоза может запасаться в виде гликогена – легко мобилизуемого потенциального источника энергии.

Кортизол по механизму обратной связи ингибирует образование АКТГ : по достижении уровня кортизола, достаточного для нормальной защитной реакции, образование АКТГ прекращается.

В кровотоке кортизол связан с кортикостероид-связывающим глобулином – белком-носителем, который синтезируется в печени. Этот белок доставляет кортизол к клеткам-мишеням и служит резервуаром кортизола в крови. В печени кортизол подвергается превращениям с образованием неактивных, водорастворимых конечных продуктов (метаболитов), которые выводятся из организма.

Глюкокортикоиды оказывают разностороннее влияние на обмен веществ в разных тканях. В мышечной, лимфатической, соединительной и жировой тканях глюкокортикоиды, проявляя катаболическое действие, вызывают снижение проницаемости клеточных мембран и соответственно торможение поглощения глюкозы и аминокислот; в то же время в печени они оказывают противоположное действие. Конечным итогом воздействия глюкокортикоидов является развитие гипергликемии, обусловленной главным образом глюконеогенезом.

Рис.4. Механизм действия кортизола на клетку-мишень.

6. Норма кортизола меняется в зависимости от времени суток: утром обычно происходит повышение кортизола, вечером - значение кортизола минимально.

Повышенный синтез кортизола наблюдается при болезни Иценко-Кушинга. Болезнь Иценко - Кушинга (болезнь Кушинга) - тяжёлое нейроэндокринное заболевание, сопровождающееся гиперфункцией коры надпочечников, связанное с гиперсекрецией АКТГ. Гиперсекреция АКТГ вызывает повышенную секрецию кортизола, которая приводит к нарушению углеводного обмена, остеопорозу, гипертензии (повышение артериального давления), атрофии кожи, перераспределению жира, гирсутизму у женщин.

Одной из причин недостаточной секреции гормона кортизола может быть болезнь Аддисона. Болезнь Аддисона (гипокортицизм) - редкое эндокринное заболевание, в результате которого надпочечники теряют способность производить достаточное количество гормонов, прежде всего кортизола.Болезнь может быть следствием

первичной недостаточности коры надпочечников (при которой поражена или плохо функционирует сама кора надпочечников),

или вторичной недостаточности коры надпочечников, при которой передняя доля гипофиза производит недостаточно адренокортикотропного гормона (АКТГ) для адекватной стимуляции коры надпочечников.

Болезнь Аддисона приводит к хронической усталости, мышечной слабости, потери веса и аппетита, тошноте, боли в животе, низкому артериальному давлению, гиперпигментации кожи, гипогликемии, снижению объёма циркулирующей крови, обезвоживанию организма, тремору, тахикардии, тревоге, депресии и т.д.