Munuaiskuoren hormonien biosynteesi ja vaikutus
Mineralokortikoidit ovat lisämunuaiskuoren steroideja, jotka vaikuttavat pääasiallisesti epiteelisolujen ioninkuljetukseen, mikä johtaa kaliumin häviämiseen ja natriumin säilymiseen. Voimakkain ja tärkein luonnossa esiintyvä mineralokortikoidi on aldosteroni. Munuaistubulusten ja hikirauhasten epiteelisolujen entsymaattisesti ohjatut elektrolyytti ”pumput” reagoivat mineralokortikoideihin säilyttämällä natriumia ja kloridia ja erittämällä kaliumia. Nisäkkäiden nefronin distaalisessa kierteisessä tubuluksessa on kationinvaihtomekanismi, joka mahdollistaa natriumin resorption glomerulusfiltraatista ja kaliumin erittymisen luumeniin. Mineralokortikoidit kiihdyttävät näitä reaktioita, ja niiden puuttuessa ne etenevät hitaammin. Mineralokortikoidien erittymisen puute (kuten koirien idiopaattisessa lisämunuaisen surkastumisessa) voi johtaa tappavaan kaliumin retentioon ja natriumin menetykseen.
Munuaiskuoren erittämät glukokortikoidihormonit osallistuvat glukoosin välisaineenvaihduntaan. Kortisoli ja vähäisempiä määriä kortikosteronia ovat tärkeimmät luonnossa esiintyvät glukokortikoidit, joita lisämunuainen erittää kotieläimissä. Glukokortikoidien vaikutus hiilihydraatti-, proteiini- ja rasva-aineenvaihduntaan johtaa yleensä glukoosin säästämiseen ja taipumukseen hyperglykemiaan ja lisääntyneeseen glukoosin tuotantoon. Glukokortikoidien akuutit vaikutukset havaitaan 15-30 minuuttia ennen kuin insuliinin kompensoivat vaikutukset tulevat näkyviin. Glukoosin otto vähenee rasvakudoksessa, ihossa, fibroblasteissa ja imukudoksessa, minkä jälkeen katabolia lisääntyy pian näissä kudoksissa ja lihaksissa. Näin saadaan aminohappoja glukoneogeneesiin, joka lisääntyy pääasiassa maksassa. Lisäksi glukokortikoidit vähentävät lipogeneesiä ja lisäävät lipolyysiä rasvakudoksessa, mikä johtaa glyserolin ja vapaiden rasvahappojen vapautumiseen.
Glukokortikoidit toimivat myös siten, että ne tukahduttavat tulehduksellisia ja immunologisia reaktioita ja siten vaimentavat niihin liittyvää kudostuhoa ja fibroplasiaa. Suurten glukokortikoidipitoisuuksien vaikutuksesta infektioiden leviäminen kuitenkin tehostuu ja vastustuskyky useita bakteeri-, virus- ja sienitauteja vastaan heikkenee. Glukokortikoidit voivat heikentää immunologista vastetta missä tahansa vaiheessa antigeenien alustavasta vuorovaikutuksesta ja käsittelystä immunokompetenttien lymfosyyttien induktioon ja proliferaatioon ja myöhempään vasta-ainetuotantoon. Glukokortikoidien aiheuttama useiden imusolujen toimintojen estäminen muodostaa osan immunologisen vasteen tukahduttamisen perustasta.
Glukokortikoidit vähentävät myös alkuvaiheen tulehdusreaktiota ja sen klassisia ilmenemismuotoja eli kuumuutta, turvotusta ja kipua. Hyperemian, ekstravasaation, solujen migraation ja infiltraation aste vammakohdassa vähenee. Erityisen tärkeitä ovat glukokortikoidien vaikutukset verisuonireaktioihin, kuten lisääntyneeseen läpäisevyyteen, diapedesiin ja ekstravasaatioon. Kapillaariverenkierto vähenee, ja endoteelin turvotus vähenee. Lisäksi glukokortikoidit estävät useita fagosytointimekanismeja, ja hiukkasmaisten aineiden puhdistuminen verestä ja imusolmukkeista on heikentynyt. Nielaistujen antigeenien kertyminen makrofageihin liittyy todennäköisesti glukokortikoidien aiheuttamaan lysosomaalisten kalvojen lisääntyneeseen stabiilisuuteen. Lysosomien kyky vuorovaikuttaa fagosytoidun materiaalin kanssa ja vapauttaa hydrolyyttisiä entsyymejä on heikentynyt.
Glukokortikoidit vaikuttavat kielteisesti haavan paranemiseen. Koirilla, jotka saavat suuria terapeuttisia määriä lisämunuaiskuoren kortikosteroideja, tai eläinpotilailla, joilla on hyperadrenokortisismi, voi esiintyä haavan irtoamista leikkauksen jälkeen. Perusmekanismina on fibroblastien proliferaation ja kollageenisynteesin estyminen, mikä johtaa arpikudoksen muodostumisen vähenemiseen.
Munuaisen sukupuolihormonien erittymistä zona reticulariksen soluista tapahtuu normaalioloissa, mutta vain vähäisiä määriä, joiden fysiologinen merkitys on todennäköisesti vähäinen. Aivokuoren sisemmän vyöhykkeen sekretoriset solut syntetisoivat progesteronia, estrogeeneja ja androgeeneja. Patologisissa olosuhteissa lisämunuaisen sukupuolisteroidien liiallista eritystä voi esiintyä harvoin lisämunuaiskuoren kasvaimen yhteydessä. Kliiniset ilmenemismuodot, kuten virilismi, ennenaikainen seksuaalinen kehitys tai feminisaatio, riippuvat siitä, mitä steroidia erittyy liikaa, potilaan sukupuolesta ja alkamisiästä.
Reniini-angiotensiinijärjestelmä on lisämunuaiskuoren zona glomerulosan aldosteronituotannon tärkein säätelijä. Reniini on entsyymi, jota munuaisten juxtaglomerulaarisen laitteen solut erittävät verenkiertoon. Se pilkkoo plasman globuliinin angiotensiinigeenin muodostaen angiotensiini I:n. Tämä dekapeptidi hydrolysoituu edelleen angiotensiini II:ksi konvertoivan entsyymin avulla. Angiotensiini II on sekä voimakas vasokonstriktorinen aine että trofinen hormoni lisämunuaiskuoren zona glomerulosalle, mikä johtaa aldosteronin synteesiin ja eritykseen. Se on hyvin labiili peptidi, joka inaktivoituu nopeasti plasmassa ja kudoksissa angiotensiininaasien avulla.
Monet tekijät säätelevät reniinin eritystä munuaisissa. Negatiivisen takaisinkytkennän ”lyhyt silmukka” on kiertävän angiotensiini II:n aiheuttama suora esto. ”Pitkän silmukan” muodostaa aldosteronin aiheuttama epäsuora takaisinkytkentä, joka estää reniinin eritystä. Reniinin vapautumista ja lopulta aldosteronin eritystä lisäävät olosuhteet, jotka heikentävät munuaisten verenkiertoa ja -paineita, vakava kuivuminen, joka johtaa verisuonensisäisen veritilavuuden pienenemiseen, ja natriumin puute.
Adenohypofyysin erittämä adrenokortikotropiini (ACTH) on lisämunuaiskuoren kasvun ja eritystoiminnan pääasiallinen säätelijä erityisesti zonae fasciculata- ja zonae reticularis -soluissa. Lisämunuaiskuori erittää fysiologisia määriä kortisolia vain vastauksena ACTH-stimulaatioon. Zona glomerulosa (ja sen erittämä aldosteroni) reagoi ACTH:hon, mutta alhaisemmalla tasolla kuin zonae fasciculata ja reticularis. ACTH vaikuttaa kohdesoluihin melanokortiini 2 -reseptorin kautta, minkä seurauksena adenylyylisyklaasi aktivoituu ja solunsisäinen välittäjäaine, 3′,5′-adenosiinimonofosfaatti (syklinen AMP), muodostuu. Syklinen AMP stimuloi tiettyjä avainentsyymejä (esim. proteiinikinaaseja) käynnistääkseen biokemialliset tapahtumat, jotka johtavat kortikosteroidihormonien biosynteesiin.
Adenohypofyysin ACTH:n eritystä kontrolloi hypotalamus pitkälti kortikotropiinia vapauttavan hormonin (CRH) erittymisen kautta. Hypotalamuksen neuronit erittävät tätä peptidiä kapillaareihin, jotka muodostavat hypotalamus-aivolisäkkeen portaalijärjestelmän ja välittävät CRH:n aivolisäkkeen kortikotrofeihin. CRH vaikuttaa stimuloimalla cAMP:n muodostumista ACTH:ta erittävissä soluissa, mikä johtaa ACTH:ta sisältävien valmiiksi muodostuneiden eritysrakeiden nopeaan vapautumiseen. Myös hypotalamuksen neuroneissa tuotetulla arginiini-vasopressiinilla voi olla merkitystä ACTH:n erityksen säätelyssä joillakin lajeilla.
Negatiivinen takaisinkytkentä ACTH:n eritystä säätelee ensisijaisesti verenkierrossa oleva kortisolitaso, joka vaikuttaa erittäviin soluihin hypotalamuksessa ja adenohypofyysissä. Kun plasman kortisolitasot kohoavat yli normaalin fysiologisen rajan (kuten tapahtuu eksogeenisen annostelun jälkeen tai kortisolia tuottavan lisämunuaiskasvaimen yhteydessä), ACTH:n eritys estyy, zonae fasciculata- ja zonae reticularis -alueiden sekretoriset solut vähentävät kortikosteroidihormonien synteesiä ja vapautumista, ja lisämunuaiskuori atrofioituu trofisesti. Päinvastoin, kun kortisolitasot ovat epänormaalit, ACTH:n vapautuminen aivolisäkkeestä lisääntyy pyrkimyksenä lisätä kortisolin eritystä ja palauttaa veren tasot kohti normaalia.