Кортизол: Регуляция Метаболизма Глюкозы и Стрессовый Гормон

Введение

Человеческий природный глюкокортикоидный гормон

Кортизол – это стероидный гормон, относящийся к классу глюкокортикоидов и являющийся гормоном стресса. При использовании в качестве лекарственного средства он известен как гидрокортизон. Он вырабатывается у многих животных, главным образом в пучковой зоне коры надпочечников. В других тканях он вырабатывается в меньших количествах. Его высвобождение подчиняется суточным ритмам и усиливается в ответ на стресс и низкий уровень глюкозы в крови. Он также подавляет образование костной ткани. Многие из этих функций осуществляются посредством связывания кортизола с глюкокортикоидными или минералокортикоидными рецепторами внутри клетки, которые затем взаимодействуют с ДНК, влияя на экспрессию генов.

Метаболизм глюкозы

Кортизол играет важную роль в регуляции метаболизма глюкозы и способствует глюконеогенезу (синтезу глюкозы) и гликогенезу (синтезу гликогена) в печени, а также гликогенолизу (расщеплению гликогена) в скелетных мышцах. В целом, кортизол стимулирует глюконеогенез (синтез "новой" глюкозы из неуглеводных источников, который происходит преимущественно в печени, но также в почках и тонком кишечнике при определенных условиях). Общий эффект – повышение концентрации глюкозы в крови, которое усиливается снижением чувствительности периферических тканей к инсулину, препятствуя тем самым усвоению глюкозы этими тканями из крови. Кортизол оказывает пермиссивное действие на гормоны, увеличивающие продукцию глюкозы, такие как глюкагон и адреналин. Кортизол также играет важную, но косвенную роль в гликогенолизе печени и мышц (расщеплении гликогена до глюкозо-1-фосфата и глюкозы), который происходит под действием глюкагона и адреналина. Кроме того, кортизол способствует активации гликогенфосфорилазы, необходимой для проявления эффекта адреналина на гликогенолиз. Парадоксально, что кортизол стимулирует не только глюконеогенез (биосинтез молекул глюкозы) в печени, но и гликогенез (полимеризацию молекул глюкозы в гликоген): следовательно, кортизол следует рассматривать как стимулятор обмена глюкозы/гликогена в печени. Это отличается от действия кортизола в скелетных мышцах, где гликогенолиз (расщепление гликогена до молекул глюкозы) стимулируется косвенно через катехоламины. Таким образом, кортизол и катехоламины действуют синергически, способствуя расщеплению мышечного гликогена до глюкозы для использования в мышечной ткани.

Метаболизм белков и липидов

Если повышенный уровень кортизола сохраняется длительное время, это может привести к протеолизу (расщеплению белков) и истощению мышц. Протеолиз происходит для обеспечения тканей необходимым сырьем для глюконеогенеза; см. глюкогенные аминокислоты. Обычно это кажущееся противоречие объясняется тем, что повышение концентрации глюкозы в крови (под действием кортизола) стимулирует высвобождение инсулина. Инсулин стимулирует липогенез, таким образом, это является косвенным следствием повышения концентрации кортизола в крови, но этот процесс разворачивается в течение более длительного времени.

Иммунный ответ

Кортизол предотвращает высвобождение в организме веществ, вызывающих воспаление. Он используется для лечения состояний, возникающих в результате повышенной активности опосредованного B-клетками антительного ответа. К ним относятся воспалительные и ревматоидные заболевания, а также аллергии. Низкие дозы местного гидрокортизона, доступные в некоторых странах без рецепта, используются для лечения кожных проблем, таких как сыпь и экзема. Кортизол ингибирует продукцию интерлейкина 12 (IL 12), интерферона гамма (IFN гамма), IFN альфа и фактора некроза опухоли альфа (TNF альфа) антигенпрезентирующими клетками (APC) и T-хелперами (Th1-клетками), но повышает регуляцию интерлейкина 4, интерлейкина 10 и интерлейкина 13 Th2-клетками. Это приводит к сдвигу в сторону иммунного ответа Th2, а не к общей иммуносупрессии. Активация системы стресса (и последующее увеличение кортизола и сдвиг в сторону Th2), наблюдаемая во время инфекции, считается защитным механизмом, предотвращающим чрезмерную активацию воспалительного ответа. Кортизол может ослабить активность иммунной системы, предотвращая пролиферацию T-клеток, делая T-клетки, продуцирующие интерлейкин 2, невосприимчивыми к интерлейкину 1 и неспособными продуцировать T-клеточный фактор роста IL 2. Кортизол снижает экспрессию IL2-рецептора IL2R на поверхности T-хелперов, необходимого для индукции Th1 «клеточного» иммунного ответа, тем самым способствуя сдвигу к доминированию Th2 и высвобождению вышеперечисленных цитокинов, что приводит к доминированию Th2 и благоприятствует «гуморальному» антителоопосредованному иммунному ответу. Кортизол также оказывает отрицательное обратное влияние на IL 1. Механизм этой отрицательной обратной связи заключается в том, что иммунный стрессор вызывает высвобождение IL 1 и других цитокинов, таких как IL 6 и TNF альфа, периферическими иммунными клетками. Эти цитокины стимулируют гипоталамус, заставляя его высвобождать кортикотропин-рилизинг-гормон (CRH). CRH, в свою очередь, стимулирует выработку адренокортикотропного гормона (ACTH) в надпочечниках, что (среди прочего) увеличивает продукцию кортизола. Кортизол затем замыкает цикл, ингибируя продукцию TNF альфа в иммунных клетках и делая их менее чувствительными к IL 1. Благодаря этой системе, пока иммунный стрессор невелик, ответ будет регулироваться до необходимого уровня. Подобно термостату, контролирующему обогреватель, гипоталамус использует кортизол для отключения «нагрева», как только выработка кортизола соответствует стрессу, воздействующему на иммунную систему. Однако при тяжелой инфекции или в ситуации, когда иммунная система чрезмерно сенсибилизирована к антигену (например, при аллергических реакциях) или происходит массовый выброс антигенов (как это может произойти при эндотоксичных бактериях), правильная уставка может быть никогда не достигнута. Кроме того, из-за снижения Th1-иммунитета кортизолом и другими сигнальными молекулами определенные типы инфекций (в частности, Mycobacterium tuberculosis) могут обмануть организм, заперев его в неправильном режиме атаки, используя антителоопосредованный гуморальный ответ, когда необходим клеточный ответ. Лимфоциты включают B-клеточные лимфоциты, которые являются клетками, продуцирующими антитела в организме, и, следовательно, являются основными агентами гуморального иммунитета. Увеличение количества лимфоцитов в лимфатических узлах, костном мозге и коже означает, что организм усиливает свой гуморальный иммунный ответ. B-клеточные лимфоциты высвобождают антитела в кровоток. Эти антитела снижают инфекцию тремя основными путями: нейтрализацией, опсонизацией и активацией комплемента. Антитела нейтрализуют патогены, связываясь с поверхностными адгезионными белками, предотвращая связывание патогенов с клетками-хозяевами. При опсонизации антитела связываются с патогеном и создают мишень для фагоцитарных иммунных клеток, чтобы найти и прикрепиться к ней, что позволяет им легче уничтожать патоген. Наконец, антитела также могут активировать молекулы комплемента, которые могут комбинироваться различными способами для усиления опсонизации или даже непосредственно лизировать бактерии. Существует множество различных видов антител, и их продукция очень сложна, включает несколько типов лимфоцитов, но в целом лимфоциты и другие клетки, регулирующие и продуцирующие антитела, мигрируют в лимфатические узлы, чтобы помочь в высвобождении этих антител в кровоток. Быстрое введение кортикостерона (эндогенный агонист рецепторов I и II типа) или RU28362 (специфический агонист рецептора II типа) животным после адреналэктомии индуцировало изменения в распределении лейкоцитов. С другой стороны, существуют клетки-натуральные киллеры; эти клетки способны уничтожать более крупные угрозы, такие как бактерии, паразиты и опухолевые клетки. Отдельное исследование показало, что кортизол эффективно «обезвреживает» клетки-натуральные киллеры, снижая экспрессию их рецепторов естественной цитотоксичности. Интересно, что пролактин оказывает противоположный эффект, увеличивая экспрессию цитотоксических рецепторов на клетках-натуральных киллерах, увеличивая их огневую мощь. Кортизол стимулирует многие медьсодержащие ферменты (часто до 50% их общего потенциала), включая лизил оксидазу, фермент, который сшивает коллаген и эластин. Особенно ценным для иммунного ответа является стимуляция кортизолом супероксиддисмутазы, поскольку этот медьсодержащий фермент, вероятно, используется организмом для отравления бактерий супероксидами. Некоторые вирусы, такие как грипп и SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2, известны тем, что подавляют секрецию гормонов стресса, чтобы избежать иммунного ответа организма, тем самым избегая иммунной защиты организма. Эти вирусы подавляют кортизол, продуцируя белок, который имитирует человеческий гормон ACTH, но является неполным и не обладает гормональной активностью. ACTH — это гормон, который стимулирует надпочечники к выработке кортизола и других стероидных гормонов. Однако организм вырабатывает антитела против этого вирусного белка, и эти антитела также убивают человеческий гормон ACTH, что приводит к подавлению функции надпочечников. Такое подавление надпочечников является способом для вируса избежать иммунного обнаружения и элиминации. Эта вирусная стратегия может иметь серьезные последствия для хозяина (человека, инфицированного вирусом), поскольку кортизол необходим для регулирования различных физиологических процессов, таких как метаболизм, кровяное давление, воспаление и иммунный ответ. Недостаток кортизола может привести к состоянию, называемому надпочечниковой недостаточностью, которое может вызывать такие симптомы, как усталость, потеря веса, низкое кровяное давление, тошнота, рвота и боль в животе. Надпочечниковая недостаточность также может ухудшить способность хозяина справляться со стрессом и инфекциями, поскольку кортизол помогает мобилизовать источники энергии, повышать частоту сердечных сокращений и снижать неважные метаболические процессы во время стресса. Поэтому, подавляя выработку кортизола, некоторые вирусы могут избежать иммунной системы и ослабить общее состояние здоровья и устойчивость хозяина, уменьшая транслокацию транспортеров глюкозы (особенно GLUT4) в клеточную мембрану. Кортизол также увеличивает синтез гликогена (гликогенез) в печени, запасая глюкозу в легкодоступной форме.

Cortisol prevents the release of substances in the body that cause inflammation. It is used to treat conditions resulting from overactivity of the B cell mediated antibody response. Examples include inflammatory and rheumatoid diseases, as well as allergies. Low dose topical hydrocortisone, available as a nonprescription medicine in some countries, is used to treat skin problems such as rashes and eczema. Cortisol inhibits production of interleukin 12 (IL 12), interferon gamma (IFN gamma), IFN alpha, and tumor necrosis factor alpha (TNF alpha) by antigen presenting cells (APCs) and T helper cells (Th1 cells), but upregulates interleukin 4, interleukin 10, and interleukin 13 by Th2 cells. This results in a shift toward a Th2 immune response rather than general immunosuppression. The activation of the stress system (and resulting increase in cortisol and Th2 shift) seen during an infection is believed to be a protective mechanism which prevents an over activation of the inflammatory response. Cortisol can weaken the activity of the immune system. It prevents proliferation of T cells by rendering the interleukin 2 producer T cells unresponsive to interleukin 1, and unable to produce the T cell growth factor IL 2. Cortisol downregulates the expression of the IL2 receptor IL 2R on the surface of the helper T cell which is necessary to induce a Th1 'cellular' immune response, thus favoring a shift towards Th2 dominance and the release of the cytokines listed above which results in Th2 dominance and favors the 'humoral' B cell mediated antibody immune response. Cortisol also has a negative feedback effect on IL 1. The way this negative feedback works is that an immune stressor causes peripheral immune cells to release IL 1 and other cytokines such as IL 6 and TNF alpha. These cytokines stimulate the hypothalamus, causing it to release corticotropin releasing hormone (CRH). CRH in turn stimulates the production of adrenocorticotropic hormone (ACTH) among other things in the adrenal gland, which (among other things) increases production of cortisol. Cortisol then closes the loop as it inhibits TNF alpha production in immune cells and makes them less responsive to IL 1. Through this system, as long as an immune stressor is small, the response will be regulated to the correct level. Like a thermostat controlling a heater, the hypothalamus uses cortisol to turn off the heat once the production of cortisol matches the stress induced on the immune system. But in a severe infection or in a situation where the immune system is overly sensitized to an antigen (such as in allergic reactions) or there is a massive flood of antigens (as can happen with endotoxic bacteria) the correct set point might never be reached. Also because of downregulation of Th1 immunity by cortisol and other signaling molecules, certain types of infection, (notably Mycobacterium tuberculosis) can trick the body into getting locked in the wrong mode of attack, using an antibody mediated humoral response when a cellular response is needed. Lymphocytes include the B cell lymphocytes that are the antibody producing cells of the body, and are thus the main agents of humoral immunity. A larger number of lymphocytes in the lymph nodes, bone marrow, and skin means the body is increasing its humoral immune response. B cell lymphocytes release antibodies into the bloodstream. These antibodies lower infection through three main pathways: neutralization, opsonization, and complement activation. Antibodies neutralize pathogens by binding to surface adhering proteins, keeping pathogens from binding to host cells. In opsonization, antibodies bind to the pathogen and create a target for phagocytic immune cells to find and latch onto, allowing them to destroy the pathogen more easily. Finally antibodies can also activate complement molecules which can combine in various ways to promote opsonization or even act directly to lyse a bacteria. There are many different kinds of antibody and their production is highly complex, involving several types of lymphocyte, but in general lymphocytes and other antibody regulating and producing cells will migrate to the lymph nodes to aid in the release of these antibodies into the bloodstream. Rapid administration of corticosterone (the endogenous type I and type II receptor agonist) or RU28362 (a specific type II receptor agonist) to adrenalectomized animals induced changes in leukocyte distribution. On the other side of things, there are natural killer cells; these cells have the ability to take down larger in size threats like bacteria, parasites, and tumor cells. A separate study found that cortisol effectively disarmed natural killer cells, downregulating the expression of their natural cytotoxicity receptors. Interestingly, prolactin has the opposite effect. It increases the expression of cytotoxicity receptors on natural killer cells, increasing their firepower. Cortisol stimulates many copper enzymes (often to 50% of their total potential), including lysyl oxidase, an enzyme that cross links collagen and elastin. Especially valuable for immune response is cortisol's stimulation of the superoxide dismutase, since this copper enzyme is almost certainly used by the body to permit superoxides to poison bacteria. Some viruses, such as influenza and SARS CoV 1 and SARS CoV 2, are known to suppress the secretion of stress hormones to avoid the organism's immune response, thus avoiding the immune protection of the organism. These viruses suppress cortisol by producing a protein that mimics the human ACTH hormone but is incomplete and does not have hormonal activity. ACTH is a hormone that stimulates the adrenal gland to produce cortisol and other steroid hormones. However, the organism makes antibodies against this viral protein, and those antibodies also kill the human ACTH hormone, which leads to the suppression of adrenal gland function. Such adrenal suppression is a way for a virus to evade immune detection and elimination. This viral strategy can have severe consequences for the host (human that is infected by the virus), as cortisol is essential for regulating various physiological processes, such as metabolism, blood pressure, inflammation, and immune response. A lack of cortisol can result in a condition called adrenal insufficiency, which can cause symptoms such as fatigue, weight loss, low blood pressure, nausea, vomiting, and abdominal pain. Adrenal insufficiency can also impair the ability of the host to cope with stress and infections, as cortisol helps to mobilize energy sources, increase heart rate, and downregulate non essential metabolic processes during stress. Therefore, by suppressing cortisol production, some viruses can escape the immune system and weaken the host's overall health and resilience. by decreasing the translocation of glucose transporters (especially GLUT4) to the cell membrane. Cortisol also increases glycogen synthesis (glycogenesis) in the liver, storing glucose in easily accessible form.

Костная и коллагеновая

Кортизол подавляет образование костной ткани, кортизол снижает синтез коллагена.

Аминокислоты

Кортизол повышает концентрацию свободных аминокислот в сыворотке крови, подавляя образование коллагена, снижая поглощение аминокислот мышцами и ингибируя синтез белка. Кортизол (в виде оптикортинола) может оказывать обратное ингибирующее действие на предшественнические клетки IgA в кишечнике телят. Кортизол также ингибирует IgA в сыворотке крови, подобно IgM; однако, не было показано, что он ингибирует IgE.

Электролитный баланс

Кортизол повышает скорость клубочковой фильтрации и почечный плазменный поток, что приводит к увеличению выведения фосфатов, а также к увеличению задержки натрия и воды и выведению калия, действуя на минералокортикоидные рецепторы. Он также усиливает всасывание натрия и воды и выведение калия в кишечнике.

Натрий

Кортизол способствует всасыванию натрия в тонком кишечнике млекопитающих. Однако дефицит натрия не влияет на уровень кортизола, поэтому кортизол не может использоваться для регуляции уровня натрия в сыворотке крови. Изначальной функцией кортизола, возможно, был транспорт натрия. Эта гипотеза подтверждается тем, что пресноводные рыбы используют кортизол для стимуляции притока натрия внутрь организма, а морские рыбы – кортизол-зависимую систему для выведения избытка натрия.

Калий

Нагрузка натрием усиливает интенсивное выведение калия кортизолом. Кортикостерон в данном случае сопоставим с кортизолом. Для выхода калия из клетки кортизол перемещает в клетку эквивалентное количество ионов натрия. Это должно значительно упростить регуляцию pH (в отличие от типичной ситуации дефицита калия, когда на каждые три иона калия, выходящих из клетки, поступает два иона натрия – что ближе к эффекту дезоксикортикостерона).

Желудок и почки

Кортизол стимулирует секрецию желудочной кислоты. Единственное прямое влияние кортизола на экскрецию ионов водорода почками заключается в стимуляции экскреции ионов аммония посредством дезактивации почечной глутаминазы.

Память

Кортизол взаимодействует с адреналином (эпинефрином) для формирования воспоминаний о недавних эмоциональных событиях; это предполагаемый механизм сохранения ярких, отчетливых воспоминаний, и, возможно, возник как способ запоминать то, чего следует избегать в будущем. Однако длительное воздействие кортизола повреждает клетки гиппокампа, что приводит к ухудшению способности к обучению.

Дневные циклы

Суточные циклы уровня кортизола наблюдаются у людей.

Стресс

Постоянный стресс может привести к повышенному уровню циркулирующего кортизола (который рассматривается как один из наиболее важных из ряда "гормонов стресса").

Воздействие на беременность

Во время беременности у человека повышенная продукция кортизола плодом между 30-й и 32-й неделями запускает выработку легочного сурфактанта, способствуя созреванию легких. У ягнят глюкокортикоиды (преимущественно кортизол) повышаются примерно на 130-й день, а в ответ на это значительно увеличивается выработка легочного сурфактанта к 135-му дню. Хотя кортизол плода ягненка в течение первых 122 дней в основном имеет материнское происхождение, к 136-му дню беременности 88% или более производится самим плодом. Хотя сроки повышения концентрации кортизола у плода овец могут незначительно варьироваться, в среднем это происходит примерно за 11,8 дней до начала родов. У нескольких видов сельскохозяйственных животных (например, крупного рогатого скота, овец, коз и свиней) всплеск кортизола плода в поздние сроки беременности инициирует роды, снимая прогестероновый блок расширения шейки матки и сокращения миометрия. Механизмы, лежащие в основе этого воздействия на прогестерон, различаются в зависимости от вида. У овец, у которых прогестерон, необходимый для поддержания беременности, вырабатывается плацентой примерно после 70-го дня беременности, предродовой всплеск кортизола плода индуцирует плацентарное ферментативное превращение прогестерона в эстроген. (Повышенный уровень эстрогена стимулирует секрецию простагландинов и развитие рецепторов окситоцина.) Воздействие кортизола на плод в период беременности может приводить к различным последствиям для развития, включая изменения в пренатальных и постнатальных моделях роста. У мармосет, вида приматов Нового Света, беременные самки демонстрируют различные уровни кортизола в течение беременности, как внутри особи, так и между особями. У младенцев, рожденных от матерей с высоким уровнем гестационного кортизола в первом триместре беременности, наблюдались более низкие темпы роста индекса массы тела по сравнению с младенцами, рожденными от матерей с низким уровнем гестационного кортизола (приблизительно на 20% ниже). Однако скорость роста после рождения у этих младенцев с высоким уровнем кортизола была более высокой, чем у младенцев с низким уровнем кортизола в более поздние постнатальные периоды, и полное восстановление роста произошло к 540 дню жизни. Эти результаты указывают на то, что воздействие кортизола на плод в период гестации оказывает значительное потенциальное программирующее влияние на пре- и постнатальный рост у приматов.

During human pregnancy, increased fetal production of cortisol between weeks 30 and 32 initiates production of fetal lung pulmonary surfactant to promote maturation of the lungs. In fetal lambs, glucocorticoids (principally cortisol) increase after about day 130, with lung surfactant increasing greatly, in response, by about day 135, and although lamb fetal cortisol is mostly of maternal origin during the first 122 days, 88% or more is of fetal origin by day 136 of gestation. Although the timing of fetal cortisol concentration elevation in sheep may vary somewhat, it averages about 11.8 days before the onset of labor. In several livestock species (e. g. cattle, sheep, goats, and pigs), the surge of fetal cortisol late in gestation triggers the onset of parturition by removing the progesterone block of cervical dilation and myometrial contraction. The mechanisms yielding this effect on progesterone differ among species. In the sheep, where progesterone sufficient for maintaining pregnancy is produced by the placenta after about day 70 of gestation, the prepartum fetal cortisol surge induces placental enzymatic conversion of progesterone to estrogen. (The elevated level of estrogen stimulates prostaglandin secretion and oxytocin receptor development.) Exposure of fetuses to cortisol during gestation can have a variety of developmental outcomes, including alterations in prenatal and postnatal growth patterns. In marmosets, a species of New World primates, pregnant females have varying levels of cortisol during gestation, both within and between females. Infants born to mothers with high gestational cortisol during the first trimester of pregnancy had lower rates of growth in body mass indices than infants born to mothers with low gestational cortisol (about 20% lower). However, postnatal growth rates in these high cortisol infants were more rapid than low cortisol infants later in postnatal periods, and complete catch up in growth had occurred by 540 days of age. These results suggest that gestational exposure to cortisol in fetuses has important potential fetal programming effects on both pre and postnatal growth in primates.

Регулирование

Основным регулятором кортизола является пептид гипофиза, АКТГ, который, вероятно, контролирует кортизол, регулируя поступление кальция в клетки-мишени, секретирующие кортизол. АКТГ, в свою очередь, контролируется гипоталамическим пептидом кортикотропин-рилизинг-гормоном (КРГ), находящимся под нервным контролем. КРГ действует синергически с аргинин-вазопрессином, ангиотензином II и эпинефрином. (У свиней, не производящих аргинин-вазопрессин, лизин-вазопрессин действует синергически с КРГ.) Когда активированные макрофаги начинают секретировать IL-1, который синергически с КРГ повышает уровень АКТГ, иммунные клетки берут на себя собственную регуляцию, но при более высоком базовом уровне кортизола. Однако повышение кортизола у телят с диареей минимально по сравнению со здоровыми телятами и со временем снижается. Клетки не полностью теряют способность к реакции "бей или беги" из-за синергизма интерлейкина-1 с КРГ. Кортизол даже оказывает отрицательное обратное влияние на интерлейкин-1.

Среды с высоким содержанием калия (которые стимулируют секрецию альдостерона in vitro) также стимулируют секрецию кортизола из фасцикулярной зоны надпочечников собак, в отличие от кортикостерона, на который калий не оказывает влияния. Повышение уровня калия также увеличивает уровень АКТГ и кортизола у людей. Вероятно, именно поэтому дефицит калия вызывает снижение уровня кортизола (как упоминалось) и уменьшает превращение 11-дезоксикортизола в кортизол. Это также может играть роль в боли при ревматоидном артрите, поскольку уровень калия в клетках всегда снижен при РА. Также было показано, что присутствие аскорбиновой кислоты, особенно в высоких дозах, модулирует реакцию на психологический стресс и ускоряет снижение уровня циркулирующего кортизола в организме после стресса. Это подтверждается снижением систолического и диастолического артериального давления и снижением уровня кортизола в слюне после лечения аскорбиновой кислотой.

Факторы, повышающие уровень кортизола

Вирусные инфекции повышают уровень кортизола посредством активации цитокинами оси ГПК (HPA). Интенсивные (с высоким VO2 max) или продолжительные аэробные упражнения временно повышают уровень кортизола для усиления глюконеогенеза и поддержания уровня глюкозы в крови; однако уровень кортизола возвращается к норме после приема пищи (то есть при восстановлении нейтрального энергетического баланса). Тяжелые травмы или стрессовые события могут приводить к длительному повышению уровня кортизола в крови. Диеты с низким содержанием углеводов вызывают кратковременное повышение кортизола в состоянии покоя (примерно 3 недели) и увеличивают реакцию кортизола на аэробные упражнения как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Повышение концентрации грелина, гормона, стимулирующего аппетит, приводит к увеличению уровня кортизола.

Биосинтез

Кортизол синтезируется из холестерина. Синтез происходит в пучковой зоне коры надпочечников. Название "кортизол" происходит от слова "cortex", что означает "внешний слой", – отсылка к коре надпочечников, части надпочечников, где производится кортизол. В то время как кора надпочечников у человека также вырабатывает альдостерон в клубочковой зоне и некоторые половые гормоны в сетчатой зоне, кортизол является его основным секретом у человека и нескольких других видов. У человека мозговое вещество надпочечников расположено под корой, преимущественно выделяя катехоламины адреналин (эпинефрин) и норадреналин (норэпинефрин) при симпатической стимуляции. Синтез кортизола в надпочечнике стимулируется передней долей гипофиза с помощью АКТГ; выработка АКТГ, в свою очередь, стимулируется КРГ, который высвобождается гипоталамусом. АКТГ повышает концентрацию холестерина во внутренней митохондриальной мембране посредством регуляции стероидогенного острого регуляторного белка. Он также стимулирует лимитирующую стадию синтеза кортизола, в ходе которой холестерин превращается в прегненолон, реакция катализируется цитохромом P450SCC (ферментом расщепления боковой цепи).

А-кольцевые редуктазы (5альфа- и 5бета-редуктаз)

Кортизол также необратимо метаболизируется в 5α-тетрагидрокортизол (5α-ТГК) и 5β-тетрагидрокортизол (5β-ТГК), реакции, лимитирующими стадиями которых являются 5α-редуктаза и 5β-редуктаза, соответственно. 5β-редуктаза также является лимитирующей стадией в превращении кортизона в тетрагидрокортизон.

Цитохром P450, семья 3, подсемейство А монооксигеназы

Кортизол также необратимо метаболизируется в 6β-гидроксикортизол цитохромом P450 3A монооксигеназами, главным образом CYP3A4. Препараты, индуцирующие CYP3A4, могут ускорять выведение кортизола.

Химия

Кортизол — это естественный прегнановый кортикостероид, также известный как 11β,17α,21-тригидроксипрегн-4-ен-3,20-дион.

Животные

У животных кортизол часто используется как показатель стресса и может быть измерен в крови, слюне, шерсти и фекалиях.