Віднайдені залозами з'єднання впливають на багато процесів обміну речовин і функції організму. Вже самі назви - глюко- і мінералокортикоїди - показують, що вони виконують важливі функції в регуляції різних сторін метаболізму.
Надлишок глюкокортикоїдів збільшує утворення глікогену і продукцію глюкози печінкою і знижує поглинання та утилізацію глюкози периферичними тканинами. В результаті виникають гіперглікемія і зменшення толерантності до глюкози. Навпаки, при дефіциті глюкокортикоїдів знижується печінкова продукція глюкози і зростає чутливість до інсуліну, що може привести до гіпоглікемії. Ефекти глюкокортикоїдів протилежні подібного дії інсуліну, секреція якого в умовах стероидной гіперглікемії підвищується.
Це призводить до нормалізації рівня глюкози в крові натще, хоча порушення толерантності до вуглеводів може зберігатися. В умовах цукрового діабету надлишок глюкокортикоїдів посилює порушення глюкозотолерантний і підвищує потреба організму в інсуліні. При хворобі Аддісона у відповідь на прийом глюкози виділяється менше інсуліну (через невелику приросту рівня цукру в крові), в силу чого тенденція до гіпоглікемії пом'якшується і рівень цукру натще зазвичай залишається нормальним.
Стимуляція печінкової продукції глюкози під впливом глюкокортикоїдів пояснюється їхньою дією на процеси глюконеогенезу в печінці, вивільнення субстратів глюконеогенезу з периферичних тканин і глюконеогенний ефект інших гормонів. Так, у ситих адреналектомірованних тварин базальний глюконеогенез зберігається, але втрачається його здатність зростати під дією глюкагону або катехоламінів. У голодних або хворих на цукровий діабет тварин адреналектомія призводить до падіння інтенсивності глюконеогенезу, який відновлюється при введенні кортизолу.
Під впливом глюкокортикоїдів активуються практично всі етапи глюконеогенезу. Ці стероїди підвищують загальний синтез білка в печінці зі збільшенням освіти ряду трансаміназ. Однак найбільш важливі для дії глюкокортикоїдів етапи глюконеогенезу протікають, мабуть, вже після реакцій переамінування, на рівні функціонування фосфоенолпіруваткарбоксікінази і глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, активність яких в присутності кортизолу зростає.
У м'язах, жировій і лімфоїдної тканини стероїди не тільки гальмують синтез білка, але і прискорюють його розпад, що призводить до вивільнення амінокислот в кров. У людини гостре дію глюкокортикоїдів виявляється виборчим і вираженим підвищенням вмісту в плазмі амінокислот з розгалуженим ланцюгом. При тривалій дії стероїдів в ній зростає тільки рівень аланіну. На тлі голодування рівень амінокислот підвищується лише короткочасно.
Швидкий ефект глюкокортикоїдів пояснюється, ймовірно, їх антіінсуліновие дією, а виборче вивільнення аланіну (основного субстрату глюконеогенезу) обумовлено прямою стимуляцією процесів переамінування в тканинах. Під впливом глюкокортикоїдів збільшується і вивільнення гліцерину з жирової тканини (внаслідок стимуляції ліполізу), а також лактату з м'язів. Прискорення ліполізу призводить до підвищеного вступу в кров і вільних жирних кислот, які хоча і не служать прямими субстратами глюконеогенезу, але, забезпечуючи цей процес енергією, зберігають інші субстрати, які можуть перетворюватися в глюкозу.
Важливим ефектом глюкокортикоїдів в сфері вуглеводного обміну є і гальмування поглинання та утилізації глюкози периферичними тканинами (головним чином жирової і лімфоїдної). Цей ефект може проявлятися навіть раніше, ніж стимуляція глюконеогенезу, в силу чого після введення кортизолу гликемия підвищується ще без збільшення продукції глюкози печінкою. Є також дані про стимуляцію глюкокортикоїдами секреції глюкагону і гальмуванні секреції інсуліну.
Спостережуване при синдромі Іценко-Кушинга перерозподіл жиру в організмі (відкладення на шиї, обличчі та тулубі і зникнення на кінцівках) може бути пов'язано з неоднаковою чутливістю різних жирових депо до стероїдів і інсуліну. Глюкокортикоїди полегшують липолитическое дію і інших гормонів (СТГ, катехоламіни). Вплив глюкокортикоїдів на ліполіз опосередковується гальмуванням поглинання і метаболізму глюкози в жировій тканині. В результаті в ній зменшується кількість гліцерину, необхідного для реестеріфікаціі жирних кислот, і в кров потрапляє більше вільних жирних кислот. Останнє обумовлює схильність до кетозу. Крім того, глюкокортикоїди можуть і прямо стимулювати кетогенез в печінці, що особливо яскраво проявляється в умовах дефіциту інсуліну.
Для окремих тканин детально вивчено дію глюкокортикоїдів на синтез специфічних РНК і білків. Однак вони надають і більш загальний ефект в організмі, який зводиться до стимуляції синтезу РНК і білка в печінці, його гальмування і стимуляції розпаду в таких периферичних тканинах, як м'язи, шкіра, жирова і лімфоїдна тканина, фібробласти, але не мозок або серце.
Свої безпосередні впливу на клітини організму глюкокортикоїди, подібно до інших стероїдних сполук, надають шляхом первісного взаємодії з цитоплазматичними рецепторами. Вони володіють молекулярною масою близько 90000 дальтон і являють собою асиметричні і, можливо, фосфорильовані білки. У кожній клетке- «мішені» присутній від 5000 до 100000 цитоплазматических рецепторів глюкокортикоїдів. Спорідненість зв'язування цих білків з гормоном практично збігається з концентрацією вільного кортизолу в плазмі. Це означає, що насичення рецепторів в нормі коливається від 10 до 70%. Між зв'язуванням стероїдів цитоплазматическими рецепторами і глюкокортикоидной активністю гормонів є пряма кореляція.
Взаємодія з гормоном викликає зміна конформації (активацію) рецепторів, в результаті якого 50-70% гормонрецепторную комплексів зв'язується з певними ділянками ядерного хроматину (акцепторами), що містять ДНК і, можливо, деякі ядерні білки. Акцепторні ділянки присутні в клітці в такій великій кількості, що вони ніколи не бувають повністю насиченими гормонрецепторную комплексами. Якась частина акцепторів, що взаємодіють з цими комплексами, генерує сигнал, що призводить до прискорення транскрипції специфічних генів з подальшим збільшенням рівня МРНК в цитоплазмі і підвищенням синтезу кодованих ними білків.
Такі білки можуть являти собою ферменти (наприклад, які беруть участь в процесах глюконеогенезу), що і визначить конкретні реакції на гормон. У деяких випадках глюкокортикоїди знижують рівень специфічних МРНК (наприклад, тих, які кодують синтез АКТГ і В-ендорфіну). Присутність рецепторів глюкокортикоїдів в більшості тканин відрізняє ці гормони від стероїдів інших класів, тканинне представництво рецепторів до яких набагато більше обмежена.
Концентрація рецепторів глюкокортикоїдів в клітці обмежує величину реакції на ці стероїди, що відрізняє їх від гормонів інших класів (поліпептидних, катехоламінів), для яких існує «надмірність» поверхневих рецепторів на клітинній мембрані. Оскільки рецептори глюкокортикоїдів в різних клітинах, очевидно, однакові, а реакції на кортизол залежать від типу клітин, експресія того чи іншого гена під дією гормону визначається іншими факторами.
Останнім часом накопичуються дані про можливу дію глюкокортикоїдів не тільки через механізми транскрипції генів, але і, наприклад, шляхом модифікації мембранних процесів, однак біологічне значення таких ефектів залишається неясним. Є також повідомлення про гетерогенності глюкокортікоідсвязивающіх клітинних білків, але чи всі вони є істинними рецепторами - невідомо. Хоча з глюкокортикоїдними рецепторами можуть взаємодіяти і стероїди, що відносяться до інших класів, але їх спорідненість до цих рецепторів, як правило, менше, ніж до специфічних клітинним білкам, опосредующим інші, зокрема мінералокортикоїдні, ефекти.
Мінералокортикоїди (альдостерон, кортизол і іноді ДОК) регулюють іонний гомеостаз, впливаючи на нирки, кишечник, слинні і потові залози. Не виключено також їх пряму дію на ендотелій судин, серце і мозок. Однак в будь-якому випадку число тканин, чутливих до мінералокортикоїдів в організмі, набагато менша за кількість тканин, що реагують на глюкокортикоїди.
Найбільш важливим з відомих на сьогодні органів- «мішеней» минералокортикоидов є нирки. Більшість ефектів цих стероїдів локалізовано в збірних канальцях коркового речовини, де вони сприяють збільшенню реабсорбції натрію, а також секреції калію і водню (амонію). Ці дії мінералокортикоїдів виникають через 0,5-2 год після їх введення, супроводжуються активацією синтезу РНК і білка і зберігаються протягом 4-8 ч. При дефіциті минералокортикоидов в організмі розвиваються втрата натрію, затримка калію і метаболічний ацидоз. Надлишок гормонів викликає протилежні зрушення.
Під дією альдостерону реабсорбируется лише частина фільтрованої нирками натрію, тому в умовах сольовий навантаження цей ефект гормону проявляється слабше. Більш того, навіть при нормальному споживанні натрію в умовах надлишку альдостерону виникає феномен вислизання з-під його дії: реабсорбція натрію в проксимальних ниркових канальцях падає і в кінці кінців його екскреція приходить у відповідність зі споживанням. Наявністю цього феномена можна пояснити відсутність набряків при хронічному надлишку альдостерону.
Однак при набряках серцевого, печінкового або ниркового походження втрачається здатність організму до «вислизання» з-під дії мінералокортикоїдів, і розвивається в таких умовах вторинний гіперальдостеронізм посилює затримку рідини.
Відносно секреції калію нирковими канальцями феномен вислизання відсутня. Цей ефект альдостерону в значній мірі залежить від споживання натрію і стає очевидним лише в умовах достатнього надходження останнього в дистальні ниркові канальці, де проявляється дія мінералокортикоїдів на його реабсорбцію. Так, у хворих зі зниженою швидкістю клубочкової фільтрації і підвищеної реабсорбцией натрію в проксимальних ниркових канальцях (серцева недостатність, нефроз, цироз печінки) калійуретіческій ефект альдостерону практично відсутня.
Мінералокортикоїди підвищують також екскрецію магнію і кальцію з сечею. Ці ефекти, в свою чергу, пов'язані з дією гормонів на ниркову динаміку натрію.
Важливі ефекти мінералокортикоїдів в сфері гемодинаміки (зокрема, зміна артеріального тиску) багато в чому опосередковані їх нирковим дією.
Механізм клітинних ефектів альдостерону - в цілому як у інших стероїдних гормонів. У клітинах «мішенях» присутні цитозольні рецептори минералокортикоидов. Їх спорідненість до альдостерону і ДОК набагато перевищує спорідненість до кортизолу. Після взаємодії з проникли в клітку стероїдів гормонрецепторную комплекси зв'язуються з ядерним хроматином, збільшуючи транскрипцію певних генів з утворенням специфічних МРНК. Наступні реакції, обумовлені синтезом специфічних білків, полягають, ймовірно, в збільшенні кількості натрієвих каналів на апікальній поверхні клітини.
Крім того, під дією альдостерону в нирках зростають відношення НАД-Н / НАД і активність ряду мітохондріальних ферментів (цитратсинтетаза, глутаматдегідрогеназа, малатдегідрогеназа і глутаматоксалацетаттрансаміназа), які беруть участь в генерації біологічної енергії, необхідної для функціонування натрієвих насосів (на серозної поверхні дистальних ниркових канальців) . Не виключено також вплив альдостерону на фосфоліпазну і ацілтрансферазную активність, в силу чого змінюються фосфоліпідний склад клітинної мембрани і іонний транспорт. Механізм дії мінералокортикоїдів на секрецію калію і іона водню в нирках менш вивчений.
Ефекти і механізм дії надниркових андрогенів і естрогенів розглядаються в главах, присвячених статевих стероїдів.