The Embryo Project Encyclopedia

Østrogen er det primære kønshormon hos kvinder, og det fungerer under den produktive menstruationscyklus. Kvinder har tre hovedtyper af østrogen: østron, østradiol og østriol, som binder sig til og aktiverer receptorer i kroppen. Forskere opdagede de tre østrogentyper i løbet af syv år og bidrog dermed til mere detaljerede beskrivelser af menstruationscyklusen. Hver type østrogenmolekyle indeholder et lidt anderledes arrangement eller antal atomer, hvilket igen gør, at nogle af østrogenerne er mere aktive end andre. De forskellige typer østrogener er i top og aftager i løbet af kvinders reproduktive cyklus, fra normal menstruation over graviditet til ophør af menstruation (overgangsalderen). Efterhånden som forskerne bedre forklarede virkningerne af østrogener, brugte de disse oplysninger til at udvikle orale præventionsmidler til at kontrollere graviditet, til at kortlægge menstruationscyklussen og til at skabe hormonbehandlinger til at regulere unormale østrogenniveauer.

Østrogenerne (østradiol, østron og østriol) er en gruppe af biologisk aktive steroidhormoner. Som signalmolekyler binder østradiol, østriol og østron sig til receptormolekyler i celler for at signalere specifikke ændringer, der skal ske i kroppen. Østrogenerne binder sig hver især til receptormolekyler med en specifik pasform, ligesom et puslespilsstykke er forbundet med et andet. Nogle af østrogenmolekylerne fungerer under menstruationscyklus, hvilket fører til ændringer i vævstykkelse og menstruationsblødning. Alle tre østrogenmolekyler ligner hinanden med hensyn til kemisk struktur og indholdsstoffer. Lighederne mellem de forskellige østrogener opstår, fordi nogle østrogenmolekyler er derivater af de andre, hvilket betyder, at et østrogen kan føre til dannelse af et andet. Hvert østrogenmolekyle indeholder en lignende grundstruktur og varierer minutiøst med tilføjelse eller fjernelse af specifikt bundne atomer, kaldet funktionelle grupper. Forskerne brugte de forskellige funktionelle grupper til at isolere og skelne østradiol, østron og østriol fra hinanden.

I 1920’erne diskuterede forskerne, hvilket element i kvindens krop der producerede mest østrogen, som dengang blev kaldt det primære hormon fra æggestokkene, i løbet af menstruationscyklussen. Nogle forskere sagde, at corpora lutea, som dannes på æggestokkene efter ægløsningen, indeholdt og producerede den nødvendige mængde østrogen til at fuldføre menstruationscyklusen. Forskerne Edward Adelbert Doisy og Edgar Allen antog imidlertid, at æggestokfollikkerne primært producerede de niveauer af østrogen, der var nødvendige for at fuldføre cyklusen. I 1923 isolerede Allen og Doisy på Washington University i St. Louis, Missouri, østrogen fra ovariefollikelekstrakter og påviste dets virkning på forsøgsdyr. Deres resultater viste, at æggestokfolliklerne primært producerede østrogen i løbet af den reproduktive cyklus. Denne opdagelse gjorde det muligt for fremtidige forskere at udpege den follikulære fase, den fase i menstruationscyklussen, der omfatter ægudviklingen, til også at omfatte østrogenproduktion i æggelederne. Senere forskere viste, at stigningen i østrogenniveauet førte til produktion af et andet hormon, det lutiniserende hormon, som fører til frigivelse af æg fra æggestokkene.

De tre slags østrogener – østradiol, østron og østriol – blev opdaget efterhånden, idet østron blev opdaget først. I 1929 isolerede forskerneDoisy, Clement D. Veler og Sidney Thayer rent krystalliseret estron i laboratoriet for biologisk kemi på St. LouisUniversity School of Medicine i St. De tre forskere isolerede estron fra urinen fra gravide kvinder ved hjælp af destillation, en metode, der anvender kogepunktsforskelle til at fordampe en væske fra en anden, og ekstraktion, fjernelse af et stof fra et andet. På det kemiske institut i Göttinge i Tyskland isolerede Adolf Frederick Johann Butenandt også estron omkring samme tid og modtog Nobelprisen for kemi i 1939 for denne bedrift.

Ud over estron isolerede Doisy også estriol fra hundredvis af liter urin fra gravide kvinder i 1930, hvorved han opdagede et andet østrogen. I 1936 isolerede Doisy sammen med forskerne Donald W. MacCorquodale og Stanley S. Thayer den tredje type østrogen, østradiol, fra grisens æggestokke. Estradiol blev senere fundet i mennesker. Østradiol har samme struktur som østron, men i stedet for det dobbeltbundne iltatom indeholder molekylet et enkeltbundet iltatom. Isoleringen af østradiol, det østrogen, der er mest involveret i den reproduktive menstruationscyklus, gjorde det muligt for forskerne at udvikle hormonbehandlinger og orale præventionsmidler. Doisy forskede også i K-vitamin, hvilket han vandt Nobelprisen i fysiologi eller medicin for i 1943.

Senere brugte forskerne Doisys metoder til at skabe hormonbehandlinger for kvinder, der manglede det rette niveau af østradiol. Forskerne kunne forårsage ændringer i menstruationscyklusen, da de havde mulighed for at give kvinder østradiol, det mest biologisk aktive østrogenhormon, som dominerer i menstruationscyklusen.

I 1946 demonstrerede lægerne Hans Wiesbader og William Filler i New York City, NewYork, at de kunne fremkalde ændringer i menstruationscyklusen, da de gav laboratoriefremstillet (syntetisk) østradiol til kvinder med problemer, der opstod i forbindelse med overgangsalderen. I midten af det 20. århundrede syntetiserede forskere østradiollignende molekyler fra andre produkter og skabte forbindelser som f.eks. etinyløstradiol, som forårsagede de samme reaktioner i kroppen som naturligt østradiol. Wiesbader og Filler forsøgte at hjælpe kvinder, der lider af overgangsalderen, dvs. ophør af regelmæssig menstruation, ved at give dem hormonet ethinylestradiol.Overgangsalderen hos kvinder kan medføre, at det vaginale væv bliver tyndt, og at den naturlige opbygning af endometriumvæv i livmoderen ophører, sammen med symptomer som hedeture. Når kvinder tog hormonet ethinylestradiol oralt i pilleform, fortykkede hormonet vaginalvæggene og slimhinderne i livmoderen, og det fjernede symptomer på hedeture hos nogle kvinder under de kliniske forsøg. Forskningen med østrogenhormoner fortsatte.

Doisy, MacCorquodale og Thayers isolering af østradiol gjorde det også muligt for forskerne at skabe orale præventionsmidler, som blev godkendt i 1960 i USA af Food and Drug Administration i Washington, DC. Isoleringen af østradiol fik forskerne til at beskrive hormonets struktur og funktion, hvilket hjalp kemikere med at syntetisere østradiollignende hormoner til kommerciel brug på en billig måde. Med fremkomsten af syntetiseret østradiol gjorde forskerne orale præventionsmidler til rådighed for kvinder til at forebygge graviditet. Orale præventionsmidler har til formål at forebygge graviditet ved at ændre menstruationscyklusen. Disse ændringer forhindrer æggestokkene i at frigive æg og holder vævet i livmoderen tyndt, hvilket reducerer chancerne for, at et eventuelt befrugtet æg kan implantere sig i livmoderen. Den menstruationscyklus styres af østradiol og andre hormoner. Med opdagelsen af, at østradiol fungerer i hele kvindens reproduktionscyklus, har forskerne beskrevet cyklusen mere detaljeret.

Menstruationscyklusen forbereder kvindens krop på en eventuel graviditet, idet den producerer et æg og et lag af nærende livmodervæv. Den menstruationscyklus begynder forfra, hvis det nyligt producerede æg forbliver ubefrugtet, eller hvis et befrugtet æg ikke sætter sig fast i livmoderen. Hos mennesker varer hver menstruationscyklus ca. 28 dage, men varierer typisk fra person til person, idet nogle kvinder har længere cyklusser, mens andre har kortere cyklusser. Fagfolk kvantificerer hver cyklus’ længde ved at måle den tid i dage, som den strækker sig fra start til slut. Den månedlige cyklus starter på dag et med normal blødning (menstruation) og slutter omkring dag otteogtyve, lige før den næste menstruation begynder, hvis et befrugtet æg ikke har sat sig fast. Hvis et befrugtet æg implanterer sig i livmodervæggen, stopper menstruationscyklusen, og graviditeten begynder. Hos mennesker styrer fire regulerende hormoner menstruationscyklusen ved at indlede og afslutte en række trinvise faser. De fire hormoner omfatter luteiniserende hormon, follikelstimulerende hormon, progesteron og østrogen. De faser, der udgør menstruationscyklusen, omfatter den follikulære fase, ægløsningsfasen og den luteale fase.

Den første fase, den follikulære fase, begynder menstruationscyklusen hos mennesker og varer i gennemsnit tretten til fire dage. Ægudvikling og menstruationsblødning forekommer begge i løbet af den follikulære fase. I begyndelsen af den follikulære fase er det væv, der beklæder indersiden af livmoderen (endometrium), tykt og fyldt med næringsstoffer, der er klar til at støtte og nære et befrugtet æg.Men hvis et æg ikke implanterer sig, flår livmoderen endometriumet i stykker. Afskildningen af livmoderslimhinden er en af de mangeforandringer, der sker i løbet af menstruationscyklussen.

Når menstruationscyklussen begynder, falder østradiol- og progesteronniveauet. Dette fald i hormonniveauet signalerer, at livmoderslimhinden laget skal skilles, hvilket resulterer i menstruationsblødning. Under menstruationsblødningen stiger niveauet af follikelstimulerende hormon (FSH) og stimulerer væksten af flere æggestokkefollikler. Hver follikel indeholder et æg under udvikling. Senere i den follikulære fase begynder FSH-niveauet at falde, og kun én follikel vokser til modenhed (den dominerende ægløsningsfollikel). Den dominerende ovariefollikel begynder at producere østradiol i løbet af den follikulære fase. Når den begynder at producere østradiol, nedbrydes de resterende stimulerede follikler. Stigningen i østradiol stimulerer produktionen af luteiniserendehormon, som indleder den næste fase af en menstruationscyklus.

Den næste fase, ægløsningsfasen, varer ca. seksten til toogtredive timer og begynder med en kraftig stigning i luteiniserende hormon forårsaget af østradiol i slutningen af follikelfasen. Stigningen i luteiniserende hormonniveauet får den dominerende æggestok til at stige i størrelse og til sidst til det punkt, hvor den brister og frigiver et modent æg fra en af de to æggestokke, som kvinder har. Frigivelsen af et æg kaldes ægløsning. Ovulationen finder sted ca. 14 dage før starten af en kvindes næste menstruation. Det frigivne æg bevæger sig ned gennem æggelederen, som forbinder æggestokken med livmoderen. Når ægget er i æggelederen, kan det blive befrugtet af sædceller. Hvis ægget bliver befrugtet og sætter sig fast i livmoderen, stopper cyklusen, og der opstår graviditet.Uanset om ægget bliver befrugtet eller ej, fortsætter menstruationscyklusen til lutealfasen.

Den luteale fase varer ca. 14 dage efter ægløsning og afslutter menstruationscyklusen. I løbet af lutealfasen lukker det bristede sted på æggestokken, hvor den dominerende ægløsningsfollikel har frigivet et æg, sig og udvikler sig til corpus luteum. Luteumlegemet producerer en lille mængde østradiol og en meget større mængde progesteron. Niveauerne af østradiol i lutealfasen er høje og får sammen med progesteron livmoderslimhinden til at blive tykkere for at tilvejebringe næringsstoffer og et sted til fasthæftning, hvis et æg bliver befrugtet og bliver til et embryon. Stigningen i østradiol- og progesteronniveauet bevirker også, at mælkekanalerne i brysterne udvides og bliver større, hvilket resulterer i hævelse og eventuelt ømhed i brysterne før menstruationens begyndelse. Hvis et embryon implanterer sig i endometriet, fungerer corpusluteum indtil placenta, som nærer fosteret, udvikler sig og overtager hormonproduktionen i den tolvte eller trettende uge af graviditeten. Hvis et befrugtet æg ikke implanterer sig, nedbrydes corpus luteum omkring ti dage efter dets første udvikling og holder op med at udskille progesteron. Lutealfasen slutter lige før begyndelsen af den næste menstruation eller før graviditetens indtræden, hvorefter den follikulære fase indtræder og menstruationscyklusen starter forfra.

Estradiol fungerer i løbet af menstruationscyklussen. Faldet i østradiolniveauet i den follikulære fase bevirker, at livmoderens endometriumlag afstødes, hvorved menstruationen begynder.I den senere ægløsningsfase producerer den dominerende æggestokfollikel østradiol, hvilket øger niveauet af luteiniserende hormon, hvorved æggestokfolliklen brister, hvilket frigiver et æg. Corpusluteum i den sidste lutealfase producerer hormonet østradiol i stigende mængder, som derefter gør livmoderslimhinden tykkere, så menstruationscyklussen kan begynde forfra. Under graviditeten producerer placenta mere østriol end østradiol. Estron stiger i koncentration og produceres i højere grad end østradiol, når en kvinde kommer i overgangsalderen, hvor menstruationen og menstruationscyklusen ophører.