الهرمونات هي جزيئات تنتج وتفرزها الغدد الصماء في الجسم ، ويتم إطلاق الهرمونات في الدم ، والانتقال إلى أجزاء أخرى من الجسم ، حيث تجلب استجابات محددة من خلايا معينة ، وتستمد الهرمونات الستيرويدية من الكوليسترول ، وهي جزيئات قابلة للذوبان في الدهون.
وتشمل أمثلة الهرمونات الستيرويدية ، الهرمونات الجنسية (الأندروجينات ، والإستروجين ، والبروجسترون) ، التي تنتجها الغدد التناسلية الذكرية ، والأنثوية ، وهرمونات الغدد الكظرية (الألدوستيرون ، والكورتيزول ، والأندروجينات).
كيفية عمل الهرمونات الستيرويدية
تسبب الهرمونات الستيرويدية تغييرات داخل الخلية ، من خلال المرور أولًا عبر غشاء الخلية للخلية المستهدفة ، والهرمونات الستيرويدية على عكس الهرمونات غير الستيرويدية ، يمكنها القيام بذلك لأنها قابلة للذوبان ، في الدهون.
وتتكون أغشية الخلايا من طبقة ثنائية الفوسفوليبيد ، والتي تمنع الجزيئات غير القابلة للذوبان في الدهون ، من الانتشار في الخلية ، وبمجرد دخول الخلية ، يرتبط هرمون الستيرويد ، بمستقبل محدد موجود فقط في السيتوبلازم للخلية المستهدفة.
ثم ينتقل هرمون الستيرويد المرتبط بالمستقبل إلى النواة ، ويرتبط بمستقبل محدد آخر على الكروماتين ، وبمجرد ارتباطه بالكروماتين ، يستدعي مركب مستقبلات الهرمونات الستيرويدية ، إنتاج جزيئات محددة من الرنا ، تسمى الرنا الرسول (مرنا) بعملية تسمى النسخ.
ثم يتم تعديل جزيئات مرنا ، ونقلها إلى السيتوبلازم ، وترمز جزيئات مرنا لإنتاج البروتينات من خلال عملية تسمى الترجمة ، يمكن استخدام هذه البروتينات لبناء العضلات.
آلية عمل الهرمونات الستيرويدية
يمكن تلخيص آلية عمل هرمون الستيرويد على النحو التالي:
1- تمر هرمونات الستيرويد ، عبر غشاء الخلية للخلية المستهدفة.
2- يرتبط هرمون الستيرويد ، بمستقبل محدد في السيتوبلازم.
3- ينتقل هرمون الستيرويد المرتبط بالمستقبل ، إلى النواة ويرتبط بمستقبل محدد آخر على الكروماتين.
4- يدعو مجمع مستقبلات الهرمونات الستيرويدية إلى إنتاج جزيئات الحمض النووي الريبي (mRNA) ، التي ترمز إلى إنتاج البروتينات.
أنواع الهرمونات الستيرويدية
يتم إنتاج الهرمونات الستيرويدية ، عن طريق الغدد الكظرية ، والغدد التناسلية ، وتجلس الغدد الكظرية فوق الكلى ، وتتكون من طبقة قشرة خارجية ، وطبقة نخاع داخلية ، كما يتم إنتاج الهرمونات الستيرويدية الكظرية في طبقة القشرة الخارجية ، الغدد التناسلية هي الخصيتين الذكور والإناث هي المبيضين.
هرمونات الغدة الكظرية الستيرويدية
1- الألدوستيرون
الألدوستيرون يعمل هذا الكورتيكال المعدني على الكلى ، مما يعزز امتصاص الصوديوم والماء ، ويساعد الألدوستيرون في تنظيم ضغط الدم ، عن طريق رفع حجم الدم وضغط الدم.
2- الكورتيزول
الكورتيزول يساعد هذا الكورتيزون في تنظيم عملية التمثيل الغذائي ، من خلال تحفيز إنتاج الجلوكوز من مصادر غير كربوهيدراتية في الكبد ، والكورتيزول أيضًا مادة مهمة مضادة للالتهابات ، وتساعد الجسم على التعامل مع الإجهاد.
3- الهرمونات الجنسية
الهرمونات الجنسية ، تنتج الغدد الكظرية كميات صغيرة من هرمون التستوستيرون الذكري ، وهرمون الأستروجين الجنسي.
هرمونات الغدد التناسلية الستيرويدية
1- هرمون التستوستيرون
هرمون التستوستيرون يتم إنتاج هرمون الذكورة ، هذا عن طريق الخصيتين وبكميات صغيرة ، في المبيضين الإناث ، والتستوستيرون مسؤول عن تطوير الأعضاء التناسلية الذكرية ، والخصائص الجنسية الثانوية للذكور.
2- هرمون الاستروجين
هرمون الاستروجين يتم إنتاج هذه الهرمونات الجنسية الأنثوية ، في المبيضين ، وأنها تعزز تطوير الخصائص الجنسية للإناث ، ونمو الهيكل العظمي.
3- البروجسترون
البروجسترون يتم إنتاج هذا الهرمون الجنسي الأنثوي في المبيضين ، وهو مهم لإنتاج وصيانة بطانة الرحم ، أثناء الحمل ، كما تنظم مستويات الاستروجين والبروجسترون الدورة الشهرية.
الهرمونات الستيرويدية المنشطة
الهرمونات المنشطة هي مواد اصطناعية ، مرتبطة بالهرمونات الجنسية الذكرية ، ولديهم نفس آلية العمل داخل الجسم ، وتحفز الهرمونات الستيرويدية المنشطة إنتاج البروتين ، الذي يستخدم لبناء العضلات ، كما أنها تؤدي إلى زيادة إنتاج هرمون التستوستيرون.
بالإضافة إلى دوره في تطوير أعضاء الجهاز التناسلي ، والخصائص الجنسية ، فإن التستوستيرون مهم أيضًا في تطوير كتلة العضلات الهزيلة ، بالإضافة إلى ذلك تعزز هرمونات الستيرويد المنشطة ، إطلاق هرمون النمو ، الذي يحفز نمو الهيكل العظمي.
والستيرويدات الابتنائية لها استخدام علاجي ، ويمكن وصفها لعلاج مشاكل مثل تنكس العضلات المرتبط بالمرض ، ومشاكل هرمونية الذكور ، وظهور البلوغ المتأخر ، ومع ذلك يستخدم بعض الأفراد المنشطات بشكل غير قانوني لتحسين الأداء الرياضي ، وبناء كتلة العضلات.
ويؤدي تعاطي هرمونات الستيرويد الابتنائية ، إلى تعطيل الإنتاج الطبيعي للهرمونات في الجسم ، وهناك العديد من العواقب الصحية السلبية المرتبطة بتعاطي المنشطات ، وبعض هذه الهرمونات تشمل العقم ، وفقدان الشعر ، وتطور الثدي لدى الذكور ، والنوبات القلبية ، وأورام الكبد ، كما تؤثر المنشطات أيضًا على الدماغ مما يتسبب في تقلبات المزاج والاكتئاب.
التمييز بين الهرمونات الستيرويدية من الذكور والإناث
أفاد العلماء في مختبر طوكيو تيك للكيمياء وعلوم الحياة ، أنهم صمموا وطوروا مستقبلات اصطناعية على شكل كبسولة ، يمكنها التمييز بين الهرمونات الستيرويدية الذكرية والأنثوية ، وعلى وجه التحديد يُظهر المستقبل تقاربًا غير عادي ، عالي الارتباط تجاه هرمونات الذكورة الذكورية في الماء.
ويتصور الباحثون أنه سيتم استخدام مستقبلاتهم الاصطناعية ، في تطوير أجهزة تحليلية عملية ، وفائقة الحساسية لهرمونات الجنس الستيرويدية ، بدءًا من الأدوات الطبية ، إلى ضوابط المنشطات في الرياضة ، في المستقبل القريب.
وتمثل الدراسة (مستقبل متعدد الأضداد مع تقارب عالي من الأندروجين) ، المنشورة في Science Advances ، مثالًا على تصميم المحاكاة الحيوية ، أي إنشاء أنظمة تحاكي الأفكار من الطبيعة ، ووفقًا لما صرح به الفريق ، فقال الباحثون: (يمكن للمستقبلات البيولوجية الطبيعية ، التعرف على الفروق الهيكلية الضئيلة بين هرمونات الستيرويد الذكرية والأنثوية ، باستخدام جيوب البروتين) ، ومع ذلك كان من الصعب محاكاة هذه الوظيفة بشكل مصطنع حتى الآن.
والمستقبلات البيولوجية تميز وتربط الهرمونات الجنسية الستيرويدية ، مثل هرمونات الأندروجين والبروجستيرون ، والإستروجين ذات الانتقائية العالية ، وحتى الآن ، لم تتمكن المستقبلات الجزيئية الاصطناعية ، من التمييز بين هذه الفئات من الركائز الحيوية ، وهنا نذكر أن المستقبل الاصطناعي متعدد العطريات ، يربط بشكل تفضيلي جزئ واحد من هرمونات الأندروجين ، المعروفة باسم هرمونات الذكورة (المشار إليها بـ م) ، فوق هرمون البروجستيرون والإستروجين ، المعروف باسم هرمونات(الأنثى) (المشار إليها بـ و) في الماء.
وأثبتت التجارب التنافسية الانتقائية الملزمة للمستقبلات الاصطناعية ، للعديد من الهرمونات الجنسية لتكون هرمون التستوستيرون (م)> الأندروستيرون (م) >> البروجسترون (و)> β استراديول (و)> بريغنينولون (و)> استريول (و).
وهذه الارتباطات مدفوعة بالتأثير الكارهة للماء ، وينتج الانتقائية المرصودة من جهات اتصال متعددة لـ
CH-and وتفاعلات رابطة الهيدروجين في التجويف شبه الصلب العطري، وعلاوة على ذلك ، تم الكشف عن الفلورة الميكروية للأندروجين ، باستخدام المستقبلات التي تحتوي على صبغة الفلورسنت في الماء.
ولاحظ الباحثون أن مفتاح تقدمهم كان التصميم الفريد للتجويف ، (تقليد الجيب الطبيعي ولكن باستخدام مكونات غير طبيعية) ، داخل المستقبل ، ومكّن هذا التجويف ، المحاط بأطر متعددة الأطوار مثبتة مع أيونات معدنية ، المستقبل من العمل كحاوية شبه صلبة ، واحدة مرنة بما يكفي لاستكمال شكل الهرمون ، ولحث تفاعلات الترابط الفعالة.
وتلك الدراسة ، التي أجراها ميتشيتو يوشيزاوا ، دكتوراه ، ماساهيرو ياماشينا ، دكتوراه ، وزملاؤه ، هي استمرار لعمل الفريق السابق في تطوير كبسولات نانوية لمجموعة واسعة من تطبيقات الاستشعار البيولوجي في المجالات الطبية والبيئية.
وأظهرت تجاربهم أن المستقبل الاصطناعي يربط بشكل تفضيلي الهرمونات الجنسية الستيرويدية ، بترتيب مشابه لمستقبلات الأندروجين الطبيعية ، بدءًا من الهرمونات الذكرية مثل التستوستيرون والأندروستيرون ، تليها الهرمونات الأنثوية مثل البروجسترون وبيتا استراديول.
وعند وضعها في مزيج من الهرمونات الذكرية والأنثوية ، المعلقة في محلول مائي عند 60 درجة مئوية ، لمدة عشر دقائق ، يرتبط المستقبل بشكل حصري بهرمون التستوستيرون بأكثر من 98٪ انتقائية ، وقد تم تحقيق هذا المستوى العالي من الانتقائية ، حتى عندما احتوى الخليط على فائض كبير من الهرمونات الأنثوية.
وباستخدام التحليل البلوري بالأشعة السينية ، لاحظ الباحثون أن التجويف الكروي مشوه ، إلى شكل بيضاوي الشكل عند تغليف التستوستيرون ، ويقولون أن هذا التغيير التوافقي يساهم في تعزيز التفاعلات ، بين الجزيئات بين المستقبل والهرمون.
وقد ابتكر الفريق أيضًا طريقة لاستخدام المستقبل للكشف عن كميات صغيرة جدًا ، من هرمون الذكورة ، وقد قاموا بتحضير مركب صبغة مستقبلات ، ينبعث منها مضان أخضر مزرق بدون هرمون التستوستيرون ، كما أوضح الباحثون أنه من خلال إضافة كمية نانوجرام ، من هرمون التستوستيرون ، انخفض الفلوريسنت بشكل كبير عند التغليف ، مما يمثل طريقة جديدة للكشف عن الحساسية.
[ad_2]