The Embryo Project Encyclopedia

Estrogen je primární pohlavní hormon u žen a funguje během reprodukčního menstruačního cyklu. Ženy mají tři hlavní typyestrogenů: estron, estradiol a estriol, které se vážou na receptory v těle a aktivují je. Vědci objevili tyto tři typy estrogenů v průběhu sedmi let a přispěli tak k podrobnějšímu popisu menstruačního cyklu. Každý typ estrogenové molekuly obsahuje mírně odlišné uspořádání nebo počet atomů, což způsobuje, že některé estrogeny jsou aktivnější než jiné. Různé typy estrogenů dosahují vrcholu a slábnou v průběhu reprodukčních cyklů žen, od normální menstruace přes těhotenství až po ukončení menstruace (menopauzu). Když vědci lépe vysvětlili účinky estrogenů, využili tyto informace k vývoji orální antikoncepce pro kontrolu těhotenství, ke zmapování menstruačního cyklu a k vytvoření hormonální terapie k regulaci abnormálních hladin estrogenů.

Estrogeny (estradiol, estron a estriol) jsou skupinou biologicky aktivních steroidních hormonů. Jako signální molekuly se estradiol, estriol a estron vážou na receptorové molekuly v buňkách, aby signalizovaly specifické změny, které mají v těle nastat. Každý z estrogenů se připojuje k receptorovým molekulám se specifickým uložením, podobně jako se jedna skládačka připojuje k druhé. Některé z molekul estrogenů fungují během menstruačního cyklu, což vede ke změnám tkáňové tloušťky a menstruačnímu krvácení. Všechny tři molekuly estrogenůjsou si podobné chemickou strukturou i složením. Podobnost různých estrogenů vzniká proto, že některé molekuly estrogenů jsou deriváty jiných, což znamená, že jeden estrogen může vést ke vzniku jiného. Každá molekula estrogenu obsahuje podobnou základní strukturu a nepatrně se liší přidáním nebo odstraněním specificky vázaných atomů, tzv. funkčních skupin. Vědci použili různé funkční skupiny k izolaci a odlišení estradiolu, estronu a estriolu od sebe navzájem.

V 20. letech 20. století vědci diskutovali o tom, která položka v ženském těle produkuje během menstruačních cyklů nejvíce estrogenu, tehdy nazývaného primární ovariální hormon. Někteří vědci tvrdili, že žlutá tělíska, která se tvoří na vaječnících po uvolnění vajíčka, obsahují a produkujípotřebné množství estrogenu k dokončení menstruačního cyklu. Vědci Edward Adelbert Doisy a Edgar Allen však předpokládali, že množství estrogenu potřebné k dokončení cyklu produkují především vaječníkové folikuly. V roce 1923 na Washingtonově univerzitě v St. Louis v Missouri Allen a Doisy izolovali estrogen z výtažků z vaječníkových folikulů a prokázali jeho účinek na pokusných zvířatech. Jejich výsledky ukázaly, že vaječníkové folikuly produkují estrogen především během reprodukčního cyklu. Tento objev umožnil pozdějším vědcům zakreslit folikulární fázi, fázi menstruačního cyklu, která zahrnuje vývoj vajíčka, tak, aby zahrnovala i produkci estrogenu v ovariálních folikulech. Později vědci ukázali, že zvýšení hladiny estrogenu vede k produkci dalšího hormonu, luteinizačního hormonu, který vede k uvolňování vajíček z vaječníků.

Tři druhy estrogenů – estradiol, estron a estriol – byly časem objeveny, přičemž estron byl objeven jako první. V roce 1929 vědciDoisy, Clement D. Veler a Sidney Thayer izolovali čistý krystalizovanýestron v Laboratoři biologické chemie na Lékařské fakultě Univerzity v St. Louis v St. Louis. Tito tři výzkumníci izolovali estron z moči těhotných žen pomocí destilace, což je metoda, která využívá rozdílů teplot varu k odpařování jedné kapaliny z druhé, a extrakce, což je odstranění jedné látky z druhé. Ve stejné době izoloval estron také Adolf Frederick Johann Butenandt v Chemickém ústavu v německém Göttingu a v roce 1939 za to obdržel Nobelovu cenu za chemii.

Kromě estronu Doisy v roce 1930 izoloval ze stovek litrů moči těhotných žen také estriol, čímž objevil druhý estrogen. V roce 1936 Doisy spolu s vědci Donaldem W. MacCorquodalem a Stanleym S. Thayerem izoloval z prasečích vaječníků třetí typ estrogenu, estradiol. Estradiol byl později nalezen i u lidí. Struktura estradiolu je podobná estronu, ale místo dvojitě vázaného atomu kyslíku obsahuje molekula jediný vázaný atom kyslíku. Izolace estradiolu, estrogenu, který se nejvíce podílí na reprodukčním menstruačním cyklu, umožnila vědcům vytvořit hormonální terapii aorální antikoncepci. Doisy také zkoumal vitamin K, za což v roce 1943 získal Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství.

Později vědci použili Doisyho metody k vytvoření hormonální terapie pro ženy, které neměly správnou hladinu estradiolu. Vědci mohlivyvolat změny v menstruačním cyklu, protože měli možnost podávatženám estradiol, biologicky nejaktivnější hormon estrogen, kterýpřevládá během menstruačního cyklu.

V roce 1946 v New Yorku lékaři Hans Wiesbader a William Filler prokázali schopnost vyvolat změny v menstruačním cyklu, když podávali ženám s problémy vyplývajícími z menopauzy laboratorně vyrobený (syntetický) estradiol. V polovině dvacátého století vědci syntetizovali molekuly podobné estradiolu z jiných produktů a vytvořili sloučeniny jako ethylestradiol, které vyvolávaly v těle stejné reakce jako přírodní estradiol. Wiesbader a Filler se snažili pomoci ženám trpícím menopauzou, tedy ukončením pravidelného menstruačního proudění, tím, že jim podávali hormon ethinyl estradiol. menopauza u žen může způsobit ztenčení vaginální tkáně a zastavení přirozeného hromadění endometria v děloze spolu s příznaky, jako jsou návaly horka. Když ženy užívaly hormon ethinylestradiol perorálně ve formě tablet, hormon zesílil poševní stěny a děložní výstelku a u některých žen během klinických testů odstranil příznaky návalů horka. Výzkum s estrogenními hormony pokračoval.

Izolace estradiolu Doisym, MacCorquodalem a Thayerem rovněž umožnila vědcům vytvořit perorální antikoncepci, schválenou v roce 1960 v USA Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv ve Washingtonu. Izolace estradiolu vedla vědce k popisu struktury a funkce hormonu, což pomohlo chemikům levně syntetizovat hormony podobné estradiolu pro komerční použití. S příchodem syntetizovaného estradiolu vědci zpřístupnili ženám perorální antikoncepci, která zabraňuje otěhotnění. Perorální antikoncepce funguje jako prevence otěhotnění tím, že mění menstruační cyklus. Tyto změny brání vaječníkům v uvolňování vajíček a udržují děložní tkáň tenkou, což snižuje šance případného oplodněného vajíčka na uhnízdění v děloze. Menstruační cyklus je řízen estradiolem a dalšími hormony. S objevem, že estradiol funguje v celém reprodukčním cyklu ženy, vědci popsali cyklus podrobněji.

Menstruační cyklus připravuje tělo ženy na možné těhotenství,produkuje vajíčko a vrstvu výživné děložní tkáně. Menstruační cyklus začíná znovu, pokud nedávno vyprodukované vajíčko zůstane neoplozené nebo pokud se oplozené vajíčko neusadí v děloze. U nelidí trvá každý menstruační cyklus přibližně dvacet osm dní, ale obvykle se u různých jedinců liší, protože některé ženy mají cykly delší a jiné kratší. Odborníci kvantifikují délku každého cyklu tak, že měří dobu ve dnech, která uplyne od jeho začátku do konce. Měsíční cyklus začíná první den normálním krvácením (menstruací) a končí kolem dvacátého osmého dne, těsně před začátkem další menstruace, pokud se oplodněné vajíčko neuhnízdilo. Pokud se oplodněné vajíčkoimplantuje do děložní stěny, menstruační cyklus se zastaví a začíná těhotenství. U člověka řídí menstruační cyklus čtyři regulační hormony, které zahajují a ukončují řadu postupných fází. Mezi tyto čtyři hormony patří luteinizační hormon, folikuly stimulující hormon,progesteron a estrogen. Fáze, které tvoří menstruační cyklus, zahrnují folikulární fázi, ovulační fázi a luteální fázi.

První fáze, folikulární fáze, zahajuje u člověka menstruační cyklus, který trvá v průměru třináct až čtrnáct dní. Během folikulární fáze dochází k vývoji vajíček i menstruačnímu krvácení. Na začátku folikulární fáze je tkáň, která vystýlá vnitřek dělohy (endometrium), hustá a plnáživin, které jsou připraveny podporovat a vyživovat oplodněné vajíčko. pokud se však vajíčko neusadí, děloha endometrium roztrhá. Odlučování děložní výstelky je jednou z mnohazměn, ke kterým dochází během menstruačního cyklu.

Když menstruační cyklus začíná, klesá hladina estradiolu a progesteronu. Tento pokles hladin hormonů signalizuje, že se vrstva endometria rozpadá, což vede k menstruačnímu krvácení. Během menstruačního krvácení se zvyšuje hladina folikulostimulačního hormonu (FSH) a stimuluje růst více ovariálních folikulů. Každý folikul obsahuje vyvíjející se vajíčko. Později ve folikulární fázi začne hladina FSH klesat a pouze jeden folikul doroste do fáze zralosti (dominantní ovariální folikul). Dominantní ovariální folikul začne během folikulární fáze produkovatestradiol. Když začne produkovat estradiol, zbývající stimulovanéfolikuly se rozpadnou. Zvýšení estradiolu stimuluje produkci luteinizačníhohormonu, který zahajuje další fázi menstruačního cyklu.

Další fáze, ovulační fáze, trvá přibližně šestnáct až třicet dva hodin a začíná prudkým zvýšením luteinizačního hormonu způsobeným estradiolem na konci folikulární fáze. Nárůst hladiny luteinizačního hormonu způsobí, že se dominantní ovariální folikul zvětší, až nakonec praskne a uvolní zralé vajíčko z jednoho ze dvou vaječníků, které ženy mají. Uvolnění vajíčka se nazývá ovulace. K ovulaci dochází přibližně čtrnáct dnípřed příchodem další menstruace ženy. Uvolněné vajíčko putuje vejcovodem, který spojuje vaječník s dělohou. Po vstupu do vejcovodu může být vajíčko oplodněno spermií. Pokud dojde k oplodnění vajíčka a jeho uhnízdění v děloze, cyklus se zastaví a dojde k otěhotnění. bez ohledu na to, zda dojde k oplodnění vajíčka, menstruační cyklus pokračuje do luteální fáze.

Luteální fáze trvá přibližně čtrnáct dní po ovulaci a ukončuje menstruační cyklus. Během luteální fáze se prasklé místo na vaječníku, kdedominantní ovariální folikul uvolnil vajíčko, uzavírá a vyvíjí se vežluté tělísko. Žluté tělísko produkuje malé množství estradiolu a mnohem větší množství progesteronu. Hladiny estradiolu během luteální fáze jsou vysoké a spolu s progesteronem způsobují ztluštění endometria, které poskytuje živiny a místo pro přilnutí, pokud je vajíčko oplodněno a stane se embryem. Zvýšení hladin estradiolu a progesteronu také způsobuje rozšíření a zvětšení mlékovodů v prsou, což vede k otoku a možné bolestivosti prsou před nástupem menstruace. Pokud se embryo uhnízdí v děložní sliznici, žluté tělísko funguje do doby, než se vyvine placenta, která vyživuje plod, a převezme produkci hormonů ve dvanáctém nebo třináctém týdnu těhotenství. Pokud se oplodněné vajíčko neimplantuje, žluté tělísko zhruba deset dní po svém počátečním vývoji degraduje a přestane vylučovat progesteron. Luteální fáze končí těsně předzačátkem další menstruace nebo před začátkem těhotenství. následuje folikulární fáze, která začíná menstruační cyklus nanovo.

Estradiol funguje během menstruačního cyklu. Pokles hladiny estradiolu během folikulární fáze způsobí, že se vrstva endometria dělohy vyloučí, čímž začne menstruace. v pozdější ovulační fázi produkuje dominantní ovariální folikul estradiol, který zvyšuje hladinu luteinizačního hormonu, čímž praskne ovariální folikul, který uvolní vajíčko. Žluté tělísko v závěrečné luteální fázi produkuje ve zvyšujícím se množství hormon estradiol, který pak ztlušťuje děložní sliznici, což umožňuje, aby menstruační cyklus začal znovu. Během těhotenství produkuje placenta více estriolu než estradiolu. Estriol se tak stává dominantním estrogenem měřeným v hladinách koncentrace v krvi. estron se zvyšuje v koncentraci a je produkován více než estradiol, když žena vstoupí do menopauzy, kdy se menstruace a menstruační cyklus zastaví.