Поиск

Физиологическая роль глюкокортикоидов. Кортизол. Обзор

Роль глюкокортикоидов - заход

Ольга Смирнова, к. б. н., ветеринарный врач-терапевт, эндокринолог Ветеринарной клиники неврологии, травматологии и интенсивной терапии, Санкт-Петербург

Врачу важно понимать роль глюкокортикоидов, важнейшим из которых является кортизол,  в организме животного, механизмы регуляции их синтеза, и знать основные симптомы его нарушения.

Надпочечники состоят из мозгового вещества, секретирующего катехоламины, и коры, секретирующей глюкокортикоиды, минералокортикоиды и андрогены. Основными продуктами секреции коры надпочечников у собак и кошек являются кортизол (главный представитель глюкокортикоидов), альдостерон (главный представитель минералокортикоидов) и дегидроэпиандростерон и андростендион (главные представители андрогенов). Кора надпочечников состоит из трёх гистологических слоёв: клубочковой зоны, пучковой зоны и сетчатой зоны. Глюкокортикоиды продуцируются клетками пучковой зоны наряду с небольшим количеством андрогенов и эстрогенов [1].

Регуляция синтеза кортизола корой надпочечников

Секреция гормонов пучковой зоной коры надпочечников регулируется гипоталамо-гипофизарной системой посредством АКТГ (он же кортикотропин, адренокортикотропин).

Нейроны гипоталамуса, секретирующие КРГ, имеют аксоны, заканчивающиеся в передней доле гипофиза. КРГ стимулирует секрецию АКТГ гипофизом. АКТГ высвобождается в кровь, соединяется с рецепторами в коре надпочечников и стимулирует синтез и секрецию кортизола. По мере повышения концентрации кортизола в плазме он начинает подавлять высвобождение КРГ и АКТГ из гипоталамуса и гипофиза по механизму отрицательной обратной связи. Повышенная концентрация АКТГ также подавляет высвобождение КРГ из гипоталамуса. Хотя у людей АКТГ секретируется в соответствии с суточными ритмами и его высочайшая концентрация наблюдается рано утром, у собак и кошек суточный ритм не описан [2]. Факторы, стимулирующие высвобождение КРГ, включают стресс, гипогликемию и физические нагрузки. Все виды физического и психоэмоционального стресса через несколько минут от начала могут привести к чрезвычайному увеличению секреции АКТГ и, соответственно, кортизола [3]. Наряду с КРГ, прочие факторы, стимулирующие высвобождение АКТГ, включают аргинин-вазопрессин, ангиотензин II, холецистокинин и натрийуретический фактор, а также вазоактивные пептиды [2].

Глюкокортикоиды являются жизненно важными гормонами, и с нарушением их выработки связаны достаточно тяжёлые патологии — гиперадренокортицизм (синдром Кушинга) и гипоадренокортицизм (болезнь Аддисона).

Влияние кортизола на метаболизм углеводов

Стимуляция глюконеогенеза является результатом непосредственного влияния кортизола на печень, а также эффектов, противоположных действию инсулина. Одним из проявлений усиленного глюконеогенеза под влиянием кортизола является увеличение запасов гликогена в гепатоцитах. Это влияние кортизола позволяет адреналину и глюкагону мобилизовывать глюкозу по мере необходимости, например, в промежутках между приёмами пищи [3]. Одно из очень распространённых последствий гиперадренокортицизма (избыточной продукции глюкокортикостероидов по разным причинам) — развитие так называемой гликогеновой (стероидной) гепатопатии.

Кортизол умеренно снижает уровень потребления глюкозы большинством клеток, что может способствовать инсулинорезистентности [3].

Повышение концентрации глюкозы в крови вызывает стероидный диабет. Как усиление глюконеогенеза, так и умеренное снижение потребления глюкозы клетками приводит к повышению уровня глюкозы в крови, что, в свою очередь, стимулирует продукцию инсулина. Высокий уровень глюкокортикоидов снижает чувствительность многих тканей, особенно скелетных мышц и жировой ткани, к действию инсулина, направленного на повышение использования глюкозы. Помимо прямого влияния кортизола на экспрессию транспортеров глюкозы и ферментов, вовлекаемых в реакции метаболизма глюкозы, высокий уровень жирных кислот в плазме, обусловленный мобилизацией липидов из жировой ткани под влиянием глюкокортикоидов, может ослаблять действие инсулина [3].

К развитию стероидного сахарного диабета наиболее предрасположены кошки.

Влияние кортизола на метаболизм белков

Существенным влиянием кортизола на метаболизм белков является уменьшение их количества практически во всех клетках организма, кроме клеток печени. Это вызвано как снижением синтеза белков, так и повсеместно возросшим уровнем их катаболизма. При этом содержание белка в печени увеличивается. Затем белки из печени высвобождаются в кровь, в результате возрастает уровень белков плазмы крови, что является единственным исключением на фоне общего истощения резервов белка в организме [3].

Для пациентов, страдающих ГАК (сопровождающимся избытком глюкокортикостероидов по любым причинам), очень характерны саркопения и как результат — мышечная слабость (см. илл. 1 и 2).

 

Роль глюкокортикоидов - гиперадренокортицизм (Гак)
Илл. 1. Выраженная гипотрофия мышц головы у собаки, больной ГАК
Роль глюкокортикоидов - ГАК
Илл. 2. Выраженная гипотрофия мышц туловища, брюшной стенки и конечностей у собаки, больной ГАК

 

Влияние кортизола на метаболизм жиров

Мобилизация жирных кислот из жировой ткани. Увеличение количества свободных жирных кислот в плазме повышает их использование для энергетических целей. Увеличение использования жирных кислот в качестве источника энергии является важным моментом в длительном сохранении глюкозы и гликогена в организме [3].

Несмотря на то что кортизол способствует умеренно выраженной мобилизации жирных кислот из жировой ткани, при ГАК развивается своеобразный тип ожирения с избыточным отложением жира в определённых местах (см. илл. 3). Причины такого типа ожирения неизвестны, предполагается, что это результат мощной стимуляции потребления пищи на фоне избытка кортизола, когда жиры в некоторых тканях образуются быстрее, чем мобилизуются или окисляются [3].

 

Роль глюкокортикоидов - ожирение
Илл. 3. Характерный для пациента, страдающего ГАК, тип ожирения с локализацией жира в основном в брюшной полости, в области шеи и бугров подвздошных костей

 

Роль кортизола в воспалительных реакциях

В случае продукции большого количества глюкокортикоидов возможны 2 противовоспалительные реакции: блокада ранних этапов воспаления; быстрое ограничение уже начавшегося воспаления и повышение скорости заживления. Также кортизол снижает количество эозинофилов и лимфоцитов в крови и блокирует воспалительные компоненты аллергических реакций. В результате снижается иммунитет по отношению практически ко всем чужеродным агентам. Кортизол не блокирует взаимодействие антигена и антитела, лежащее в основе аллергической реакции. Сохраняются и вторичные проявления аллергии, но в связи с тем, что воспалительные компоненты, ответственные за многие серьёзные, а иногда и летальные исходы аллергических реакций, ослабляются кортизолом, введение его и опосредованное им уменьшение проявлений воспаления наряду со снижением высвобождения продуктов воспаления может быть спасительным. Например, кортизол предотвращает анафилактический шок [3].

Кортизол препятствует воспалению следующими способами:

  1. Стабилизирует мембраны лизосом. Благодаря этому большинство протеолитических ферментов, которые высвобождаются повреждёнными тканями и вызывают воспаление, остаются в лизосомах либо выходят, но в чрезвычайно малых количествах.
  2. Снижает проницаемость капилляров, что предупреждает выход плазмы в ткани.
  3. Снижает миграцию лейкоцитов в очаг воспаления и фагоцитоз повреждённых клеток.
  4. Подавляет иммунную систему путём значительного снижения образования лейкоцитов, особенно Т-клеток. Уменьшение количества Т-клеток и антител в очаге воспаления снижает тканевую воспалительную реакцию.
  5. Снижает лихорадку, главным образом подавляя высвобождение из лейкоцитов интерлейкина 1. Снижение температуры приводит к уменьшению вазодилатации [3].

 

Таблица 1. Некоторые физиологические функции кортизола и симптомы его дефицита (гипоадренокортицизма), связанные с этими функциями

Функция глюкокортикоидов Симптом дефицита
глюкокортикоидов
Стимулируют глюконеогенез в печени Гипогликемия
Усиливают катаболизм белков и жиров Снижение мобилизации белков и жиров из тканей; мышечная слабость
Поддержание способности сосудов реагировать на катехоламины Гипотензия

Неспособность поддержания сосудистого тонуса и целостности эндотелия

Взаимодействуют с эритропоэтином и фактором стволовых клеток Анемия (нерегенераторная), которая усугубляется гипорексией и эрозивно-язвенным поражением ЖКТ
Противодействуют эффектам стресса Манифестация после стресс-провокации
Подавляют секрецию аргинин-вазопрессина по механизму отрицательной обратной связи Гипонатриемия > потеря градиента концентрации в мозговом веществе > полиурия

Развивающаяся гиповолемия также стимулирует синтез аргинин-вазопрессина

 

Таблица 2. Некоторые физиологические функции кортизола и симптомы поражения ЖКТ при его дефиците (гипоадренокортицизме), связанные с этими функциями

Функция Симптом дефицита
глюкокортикоидов, связанный
с поражением ЖКТ
Поддержание нормальной функции слизистой оболочки ЖКТ Рвоты, диареи
Влияние на моторику Снижение моторики желудочно-кишечного тракта > рвоты, диареи
Поддержание способности
сосудов реагировать
на катехоламины
Повышение проницаемости
сосудов > мелена, гематохезия
Слабая перфузия тканей,
гиповолемия и сосудистый
стаз > мелена, гематохезия,атрофия и воспаление слизистой желудка
Влияют на переваривание и всасывание питательных веществ, повышают активность ферментов щёточной каймы кишечника и митохондрий Снижение веса (см. илл. 4)

 

Роль глюкокортикоидов - гипоадренокортицизм
Илл. 4. Собака, страдающая типичной формой гипоадренокортицизма. Обратите внимание на кахексию

 


Список использованных сокращений: АКТГ — адренокортикотропный гормон; ГАК — гиперадренокортицизм; ЖКТ — желудочно-кишечный тракт; КРГ — кортикотропин-рилизинг-гормон; РААС — ренин-ангиотензиновая система


 

Литература

  1. Feldman E.C., Nelson R. W., Reusch C. and Scott-Moncrieff J. C. Canine and Feline Endocrinology, 4th Edition. — Imprint: Saunders, 2015. — 800 р.
  2. Melmed S., Williams R. H. Williams textbook of endocrinology. 12th ed. — Philadelphia: Elsevier/Saunders, 2011. —1897 p.
  3. Холл Дж. Э. Медицинская физиология по Гайтону иХоллу. 2-е изд. — М.: Логосфера, 2018. — 1328 с.

СВМ № 5/2022

Вам также могут быть интересны статьи:

Болезнь Аддисона (гипоадренокортицизм) у собак: обзор литературы

Гипоадренокортицизм у кошек — редкая болезнь. Наш небольшой опыт и известные ранее данные

Обзор частых отклонений в результатах рутинных лабораторных тестов у собак с гиперадренокортицизмом

Атипичное проявление гипоадренокортицизма у собаки. Клинический случай

Хирургическое лечение гиперкортицизма, или синдрома Кушинга, у собак