Une hormone stéroïde

Une hormone stéroïde est une hormone synthétisée à partir du cholestérol, un stéroïde ou un composé stéroïdien. Les hormones stéroïdes peuvent être regroupées en cinq groupes en fonction du récepteur auquel elles se lient : corticostéroïdes (glucocorticoïdes, minéralocorticoïdes), androgènes, oestrogènes et progestatifs. Il existe également un autre groupe d'hormones stéroïdes qui se lient aux récepteurs de type 2, à savoir les rétinoïdes, la vitamine A, la vitamine D et les hormones thyroïdiennes.

La stéroïdogenèse avec enzymes :

Les hormones stéroïdes (stéroïdiennes) avec leurs enzymes, leur localisation cellulaire, substrats et produits sont indiquées dans ce schéma de la stéroïdogenèse humaine. Les hormones stéroïdes sont des composés chimiques cycliques constitués d'anneaux d'atomes de carbone.

Généralités

Les principales classes d'hormones stéroïdes sont : progestatives, minéralocorticoïdes, glucocorticoïdes, androgènes et oestrogènes. Cependant, ils se chevauchent partiellement, par exemple minéralocorticoïdes et glucocorticoïdes. Les cercles blancs indiquent des changements dans la structure moléculaire par rapport aux précurseurs.

⭐ Les récepteurs des hormones stéroïdiennes sont situés dans le cytoplasme des cellules cibles. La liaison de l'hormone stéroïde à son récepteur spécifique forme un complexe capable de lier l'ADN dans le noyau de la cellule et d'initier la transcription. Les hormones stéroïdes sont hydrophobes, contrairement aux hormones protéiques.

🚩 On connaît de nombreux composés stéroïdiens apparentés, qui n'ont pas tous une activité hormonale, mais remplissent de nombreuses fonctions importantes dans la cellule et les membranes cellulaires.

✅ Les hormones stéroïdes sont principalement produites dans le cortex surrénal et dans les testicules ou les ovaires.

Les hormones stéroïdes sont l'une des principales molécules bioactives responsables de la régulation coordonnée des processus biologiques dans les organismes multicellulaires. Chez les insectes, les principales hormones stéroïdes sont les ecdystéroïdes, dont la 20-hydroxyecdysone.

Rôle et fonction des hormones stéroïdiennes

Les hormones stéroïdiennes aident à contrôler le métabolisme, l'inflammation, les fonctions immunologiques, l'équilibre du sel et de l'eau, le développement des caractéristiques sexuelles et la capacité de résister aux maladies et aux blessures. Le terme stéroïde décrit à la fois les hormones produites par le corps et les médicaments fabriqués artificiellement qui reproduisent l'action de stéroïdes d'origine naturelle.

Les hormones stéroïdes naturelles sont généralement synthétisées à partir du cholestérol dans les gonades et les glandes surrénales. Ces formes d'hormones sont des lipides. Elles peuvent traverser la membrane cellulaire car elles sont liposolubles, puis se lier à des récepteurs d'hormones stéroïdiennes pouvant être nucléaires ou cytosoliques, en fonction de l'hormone stéroïde, pour provoquer des modifications au sein de la cellule. Les hormones stéroïdes sont généralement transportées dans le sang attaché à un vecteur protéique spécifique, tel que la globuline liant les hormones sexuelles ou le globuline liant le cortisol. Des conversions et un catabolisme supplémentaire interviennent dans le foie, dans d'autres tissus "périphériques" et dans les tissus cibles.

Métabolisme

Les hormones stéroïdes sont dérivées du cholestérol et sont donc bonnes solubles dans la graisse et peu solubles dans l'eau. En conséquence, contrairement aux autres groupes d'hormones, ils peuvent entrer directement dans la cellule et n'ont pas besoin d'un second messager. Là, elles se lient à leurs récepteurs respectifs et peuvent ainsi développer leur effet. Le complexe récepteur stéroïde entre ensuite dans le noyau, où il peut influencer le métabolisme de la cellule. Dans le noyau, il provoque la transcription de segments d'ADN spécifiques, de sorte que, par exemple, d'autres protéines structurelles sont produites. Cela peut modifier de façon permanente les propriétés membranaires de la cellule. En raison de leur lipophilie, les hormones stéroïdes sont capables de traverser la barrière hémato-encéphalique. Lorsqu'elles sont transportées par la circulation sanguine, les hormones stéroïdiennes dépendent des protéines plasmatiques et de protéines de transport spéciales en raison de leurs propriétés hydrofuges.

La prégnénolone est le produit de départ essentiel de la biosynthèse des hormones stéroïdiennes à partir du cholestérol.

Le cholestérol fournit le squelette en stéranium auquel les stéroïdes doivent leur nom. Le cholestérol est le produit de trois voies différentes : les minéralocorticoïdes, les glucocorticoïdes et les hormones sexuelles. Cela intervient dans le cortex surrénal et dans les gonades mâles et femelles (testicules et ovaires). Incidemment, dans l'ovaire, la testostérone (c'est-à-dire l'hormone sexuelle masculine) est d'abord produite, puis convertie en estradiol avec une aromatase (enzyme qui forme un noyau carboné aromatique).

✅ Leur durée d'action dure de quelques heures à quelques jours, après quoi ils se décomposent à nouveau dans le foie.

Les enzymes qui catalysent les étapes individuelles du cholestérol aux hormones stéroïdiennes peuvent être perturbées par des anomalies génétiques. Le déficit en 21-hydroxylase est relativement courant. Cela conduit à une surproduction d'hormones sexuelles, le chemin menant au cortisol et à l'aldostérone étant perturbé. La maladie s'appelle le syndrome adrénogénital.

Transport

Les hormones stéroïdes sont transportées dans le sang en étant liées aux protéines porteuses, des protéines sériques qui les lient et augmentent la solubilité des hormones dans l'eau. Certains exemples sont la globuline liant les hormones sexuelles (SHBG), la globuline liant les corticostéroïdes et l'albumine. La plupart des études indiquent que les hormones ne peuvent affecter les cellules que si elles ne sont pas liées par les protéines sériques. Pour être actives, les hormones stéroïdes doivent se libérer de leurs protéines qui solubilisent le sang et se lier soit aux récepteurs extracellulaires, soit traverser passivement la membrane cellulaire et se lier aux récepteurs nucléaires. Cette idée est connue sous le nom d'hypothèse d'hormone libre.

Une étude a montré que ces complexes stéroïdes-transporteurs sont liés par la mégaline, un récepteur membranaire, puis introduits dans les cellules par endocytose. Une voie possible est qu'une fois à l'intérieur de la cellule, ces complexes sont dirigés vers le lysosome, où la protéine porteuse est dégradée et l'hormone stéroïde est libérée dans le cytoplasme de la cellule cible. L'hormone suit alors une voie d'action génomique. Le rôle de l'endocytose dans le transport de l'hormone stéroïde n'est pas bien compris et fait actuellement l'objet d'une enquête.

Pour que les hormones stéroïdes traversent la bicouche lipidique des cellules, elles doivent surmonter les obstacles énergétiques qui les empêcheraient d'entrer ou de sortir de la membrane. L'énergie libre de Gibbs (enthalpie libre) est un concept important ici. Ces hormones, qui sont toutes dérivées du cholestérol, ont des groupes fonctionnels hydrophiles à chaque extrémité et des squelettes carbonés hydrophobes. Lorsque les hormones stéroïdiennes pénètrent dans les membranes, des barrières énergétiques libres apparaissent lorsque les groupes fonctionnels pénètrent dans l'intérieur hydrophobe de la membrane, mais il est énergiquement favorable que le noyau hydrophobe de ces hormones pénètre dans les bicouches lipidiques. Ces barrières énergétiques et ces puits sont inversés pour les hormones sortant des membranes. Les hormones stéroïdes entrent et sortent facilement de la membrane dans des conditions physiologiques. Ils ont démontré expérimentalement qu'ils traversaient les membranes à une vitesse proche de 20 µm/s, en fonction de l'hormone.

Bien qu'il soit énergiquement plus favorable à la présence d'hormones dans la membrane que dans l'ECF ou l'ICF, elles quittent en fait la membrane une fois qu'elles y sont entrées. Ceci est une considération importante car le cholestérol - le précurseur de toutes les hormones stéroïdiennes - ne quitte pas la membrane une fois qu'elle s'est incrustée à l'intérieur. La différence entre le cholestérol et ces hormones réside dans le fait que le cholestérol est dans une énergie libre beaucoup plus grande de Gibb négative une fois à l'intérieur de la membrane, par rapport à ces hormones. En effet, la queue aliphatique sur le cholestérol a une interaction très favorable avec l'intérieur des bicouches lipidiques.

Stéroïdes biologiques et stéroïdes synthétiques

Une variété de stéroïdes biologiques naturels et de stéroïdes synthétiques ont également été conçus. La plupart sont des stéroïdes, mais certaines molécules non stéroïdiennes peuvent interagir avec les récepteurs stéroïdiens en raison de la similitude de leurs formes. Certains stéroïdes synthétiques sont plus faibles et certains beaucoup plus puissants que les stéroïdes naturels dont ils activent les récepteurs.

Quelques exemples d'hormones stéroïdes synthétiques :

• Glucocorticoïdes : cortisol, prednisone, dexaméthasone, triamcinolone.
• Minéralocorticoïdes : aldostérone, fludrocortisone.
• Vitamine D : dihydrotaquisterol, calcitriol (vitamine D3).
• Androgènes : oxandrolone, testostérone, déhydroépiandrostérone (DHEA et ses dérivés sulfates), nandrolone, androstènedione, dihydrotestostérone (DHT).
• Oestrogènes : diéthylstilbestrol (DES), estradiol, estrone, estriol.
• Progestatifs : progestérone, noréthindrone, acétate de médroxyprogestérone.

Les androgènes, oestrogènes et progestatifs sont des stéroïdes sexuels.

✅ Chez les arthropodes, l'ecdysone et les ecdystéroïdes sont des hormones de mue (exuviation des insectes et crustacés par exemple), que l'on retrouve également en quantités importantes dans de nombreuses plantes (phytoecdystéroïdes). Les brassinostéroïdes sont des hormones de développement des plantes, comme l'eau de saule par exemple qui est une hormone de croissance.

Physiologie

Chez l'homme, les hormones stéroïdes peuvent être classées comme suit :

• Glucocorticoïdes : leur principal agent physiologique est le cortisol. Ils ont des tâches de régulation métabolique en termes d'approvisionnement en énergie (par exemple, augmentation du taux de glucides dans le sang, d'où le nom) et de tâches organophysiologiques : elles préviennent z. Ils sont donc utilisés en thérapeutique médicale pour l'immunosuppression et ont des fonctions régulatrices en croissance (favoriser la dégradation osseuse = ostéoporose), en système cardiovasculaire (augmentation de la pression artérielle), en rythme jour-nuit (circadien) et en induisant des réactions de stress. Par conséquent, le cortisol est couramment appelé l'hormone du stress.
• Corticoïdes minéraux : l'agent physiologique le plus important est l'aldostérone. Les tâches sont la régulation de la balance eau et électrolytes. Joue dans la régulation complexe de l'eau et de l'équilibre électrolytique un rôle de rétention d'eau et de sel dans le corps (système rénine-angiotensine-aldostérone).
• Hormones sexuelles : il faut distinguer les hormones sexuelles féminines et masculines et, physiologiquement, les deux sexes. Les hormones sexuelles sont principalement, mais pas exclusivement, synthétisées par les gonades :
  • Androgènes : Les hormones sexuelles mâles sont également appelées androgènes. L'agent physiologique le plus important des androgènes est la testostérone, ou la dihydrotestostérone plus active, qui ne se forme que dans la cellule cible à partir d'autres androgènes. Incidemment, il existe également des formes moins actives, principalement du cortex surrénalien. La testostérone provoque la formation du phénotype masculin (apparence) et des comportements masculins. Il est donc également de plus en plus libéré lors de l'embryogenèse (formation de l'être vivant dans l'utérus) et de la puberté. Les androgènes provoquent la différenciation phénotypique entre les hommes et les femmes en cours d'embryogenèse, qui dépend exclusivement de la présence ou de l'absence d'effet des hormones sexuelles mâles. Ainsi, par exemple, le développement des organes génitaux externes : en présence de l'action des androgènes proviennent de la plante pour les organes génitaux pénis et scrotum, dans lequel les testicules immigrent. Sous leur absence proviennent de la même plante clitoris et des lèvres sans descendance testiculaire (ou ovarienne) avec un attachement vaginal externe. L'hypothèse selon laquelle l'apparence et la nature d'un individu est déterminée par la présence d'un chromosome Y est inexacte. Cela n'a d'importance que dans le développement du testicule, qui est naturellement le principal producteur d'androgènes (perturbation de la différenciation sexuelle).
  • Hormones sexuelles féminines : on distingue les oestrogènes et les progestatifs :
    • Œstrogènes  : les principaux représentants physiologiques sont l'oestradiol et l'estratriol. Avec la progestérone, ils sont responsables de la régulation du cycle féminin et de la grossesse. En outre, ils régulent la maturation et la croissance des organes génitaux internes de la femme et la maturation des caractéristiques sexuelles secondaires de la femme à la puberté. De plus, ils sont responsables de l'achèvement de la croissance osseuse (fermeture de la plaque épiphysaire) chez les deux sexes.
    • Le seul progestatif physiologique est la progestérone. C'est la plus importante hormone préservant la grossesse en plus de la régulation du cycle. Les oestrogènes et la progestérone sont tous deux produits dans les ovaires, dans une moindre mesure par le cortex surrénalien. Le fait que ces hormones, en plus des hormones hypophysaires (FSH et LH) contrôlent le cycle féminin, est utilisé dans la contraception orale (pilule contraceptive), dans laquelle la femme prend artificiellement des hormones produites chimiquement à partir d'estradiol et de progestérone.

Effets et contrôle

Les stéroïdes exercent une grande variété d'effets induits par la génomique lente, ainsi que par des mécanismes rapides non génomiques. Pour les actions génomiques, ils se lient au récepteur nucléaire dans le noyau de la cellule. Pour les actions non génomiques, les récepteurs stéroïdiens de la membrane activent des cascades de signaux intracellulaires.

Puisque les stéroïdes et les stérols sont solubles dans les lipides, ils peuvent entrer assez librement du sang à travers la membrane cellulaire dans le cytoplasme des cellules cibles. Dans le cytoplasme, le stéroïde pourrait subir une modification enzymatique telle qu'une réduction, une hydroxylation ou une aromatisation. Dans le cytoplasme, le stéroïde se lie à des récepteurs spécifiques, une grande métalloprotéine. À la jonction des stéroïdes, de nombreux types de récepteurs de stéroïdes sont dimérisés : Deux sous-unités de récepteurs se rejoignent pour former une unité fonctionnelle pouvant se lier à l'ADN et pénétrer dans le noyau de la cellule. Une fois dans le noyau, le complexe ligand récepteur stéroïde se lie à des séquences d'ADN spécifiques et induit la transcription de ses gènes cibles.

La libération d'hormones stéroïdes est contrôlée par les hormones hypophysaires, elles-mêmes contrôlées par les neurones de l'hypothalamus (boucle de contrôle hypothalamo-hypophysaire). Il existe des mécanismes dits de rétroaction négative, si de la périphérie du corps. Comme le cortex surrénalien est trop produit, enregistrez l'hypothalamus et l'hypophyse, qui contiennent des hormones moins trophiques (hormones sans action directe, mais autres hormones stimulant les hormones des glandes endocrines) de type glycoprotéine et peptide (par exemple : ACTH), qui diminue également l'organe périphérique.

Usage médicinal

Les hormones stéroïdes sont également utilisées comme médicaments. Des exemples en sont, parmi d'innombrables autres, les pilules contraceptives et les préparations contenant du corticoïde (contenant de la "cortisone").

En rapport avec "hormone stéroïde"

• brassinostéroïde

  

  Les brassinostéroïdes sont une classe de phytohormones stéroïdiennes polyhydroxylées nécessaires à l'organogenèse des plantes.

• cétostéroïde

  

  Un cétostéroïde (oxostéroïde) est un stéroïde endogène possédant une fonction cétone sur le carbone 17.

• corticostéroïde

  

  Un corticostéroïde est une hormone stéroïde produite dans la zone externe des glandes surrénales.

• stéroïde

  

  Un stéroïde est une substance dérivée d'un stérol, un composé organique qui contient une disposition caractéristique de quatre anneaux cycloalcanes reliés...