The Embryo Project Encyclopedia

Estrogeeni on naisten ensisijainen sukupuolihormoni, ja se toimii kuukautiskierron aikana. Naisilla on kolme pääasiallista estrogeenityyppiä: estroni, estradioli ja estrioli, jotka sitoutuvat ja aktivoivat reseptoreita elimistössä. Tutkijat löysivät nämä kolme estrogeenityyppiä seitsemän vuoden aikana, mikä edisti kuukautiskierron yksityiskohtaisempaa kuvausta. Jokaisessa estrogeenimolekyylissä on hieman erilainen atomien järjestys tai lukumäärä, mikä puolestaan aiheuttaa sen, että jotkin estrogeenit ovat aktiivisempia kuin toiset. Eri estrogeenityypit ovat suurimmillaan ja vaihtelevat koko naisten lisääntymiskierron ajan normaaleista kuukautisista raskauteen ja kuukautisten loppumiseen (vaihdevuodet). Kun tiedemiehet selittivät paremmin estrogeenien vaikutuksia, he käyttivät tätä tietoa kehittäessään raskauden hallintaan tarkoitettuja ehkäisyvälineitä, kartoittaessaan kuukautiskiertoa ja luodessaan hormonihoitoja estrogeenin epänormaalien tasojen säätelemiseksi.

Estrogeenit (estradioli, estroni ja estrioli) ovat ryhmä biologisesti aktiivisia steroidihormoneja. Signaalimolekyyleinä estradioli, estrioli ja estroni sitoutuvat solujen reseptorimolekyyleihin signaloidakseen tiettyjä muutoksia elimistössä. Estrogeenit kiinnittyvät kukin reseptorimolekyyleihin tietyllä tavalla, kuten palapelin palat liittyvät toisiinsa. Osa estrogeenimolekyyleistä toimii kuukautiskierron aikana, mikä johtaa kudospaksuuden muutoksiin ja kuukautisvuotoon. Kaikki kolme estrogeenimolekyyliäovat samankaltaisia kemialliselta rakenteeltaan ja ainesosiltaan. Eri estrogeenien samankaltaisuus johtuu siitä, että jotkin estrogeenimolekyylit ovat toistensa johdannaisia, mikä tarkoittaa, että yksi estrogeeni voi johtaa toisen estrogeenin syntymiseen. Jokaisella estrogeenimolekyylillä on samanlainen perusrakenne, ja se vaihtelee vähäisessä määrin lisäämällä tai poistamalla erityisesti sidottuja atomeja, joita kutsutaan funktionaalisiksi ryhmiksi. Tutkijat käyttivät erilaisia funktionaalisia ryhmiä estradiolien, estronien ja estriolien eristämiseen ja erottamiseen toisistaan.

1920-luvulla tutkijat kiistelivät siitä, mikä osa naisen elimistöstä tuotti kuukautiskierron aikana suurimman osan estrogeenistä, jota tuolloin kutsuttiin ensisijaiseksi munasarjahormoniksi. Joidenkin tutkijoiden mukaan munasarjoihin munasolun irtoamisen jälkeen muodostuvat kivespussit sisälsivät ja tuottivat tarvittavan määrän estrogeenia kuukautiskierron loppuun saattamiseksi. Tutkijat Edward Adelbert Doisy ja Edgar Allen olettivat kuitenkin, että munasarjatulehdukset tuottavat ensisijaisesti kierron loppuun saattamiseksi tarvittavan määrän estrogeenia. Vuonna 1923 Washingtonin yliopistossa St. Louisissa, Missourissa, Allen ja Doisy eristivät estrogeenia munasarjatulehdusuutteista ja osoittivat sen vaikutuksen koe-eläimillä. Heidän tuloksensa osoittivat, että munasarjat follikkelit tuottavat ensisijaisesti estrogeenia lisääntymiskierron aikana. Tämä löytö mahdollisti sen, että tulevat tutkijat pystyivät rajaamaan follikkelivaiheen, joka on kuukautiskierron vaihe, johon kuuluu munasolun kehittyminen, niin, että siihen sisältyy myös estrogeenin tuotanto munarakkuloissa. Myöhemmin tutkijat osoittivat, että estrogeenitasojen nousu johti toisen hormonin, eleluteinisoivan hormonin, tuotantoon, joka johtaa munasolujen vapautumiseen munasarjoista.

Estrogeenin kolme lajia – estradioli, estroni ja estrioli – löydettiin ajan myötä, ja estroni löydettiin ensin. Vuonna 1929 tutkijatDoisy, Clement D. Veler ja Sidney Thayer eristivät puhdasta kiteytynyttä estronia St. Louisin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan biologisen kemian laboratoriossa St. Louisissa. Nämä kolme tutkijaa eristivät estronia raskaana olevien naisten virtsasta käyttämällä tislausta, menetelmää, jossa kiehumispiste-erojen avulla höyrystetään yhtä nestettä toisesta, ja uuttamista, jossa yksi aine poistetaan toisesta. Saksan Göttingessä sijaitsevassa kemian laitoksessa Adolf Frederick Johann Butenandt eristi estronin samoihin aikoihin ja sai siitä Nobelin kemianpalkinnon vuonna 1939.

Estronin lisäksi Doisy eristi myös estriolin sadoista litroista raskaana olevien naisten virtsaa vuonna1930 ja löysi näin toisen estrogeenin. Vuonna 1936 Doisy sekä tutkijat Donald W. MacCorquodale ja Stanley S. Thayer eristivät kolmannen estrogeenityypin, estradiolin, sian munasarjoista. Estradiolia löydettiin myöhemmin ihmisistä. Estradioli on rakenteeltaan samanlainen kuin estroni, mutta kaksoissidoksisen happiatomin sijasta molekyylissä on yksisidoksinen happiatomi. Estradiolin, lisääntymiskierron kuukautiskiertoon eniten vaikuttavan estrogeenin, eristämisen ansiosta tutkijat pystyivät kehittämään hormonihoitoja ja ehkäisyvälineitä. Doisy tutki myös K-vitamiinia, josta hän sai Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon vuonna 1943.

Myöhemmin tutkijat käyttivät Doisyn menetelmiä luodakseen hormonihoitoja naisille, joilla ei ollut riittävästi estradiolia. Tutkijat pystyivätaiheuttamaan muutoksia kuukautiskierrossa, sillä he pystyivät antamaan naisille estradiolia, biologisesti aktiivisinta estrogeenihormonia, joka vallitsee kuukautiskierron aikana.

Vuonna 1946 New Yorkissa, NewYorkissa, lääkärit Hans Wiesbader ja William Filler osoittivat kykenevänsä aiheuttamaan muutoksia kuukautiskierrossa, kun he antoivat laboratoriossa valmistettua (synteettistä) estradiolia naisille, joilla oli vaihdevuosien aiheuttamia ongelmia. 1900-luvun puolivälissä tutkijat syntetisoivat estradiolia muistuttavia molekyylejä muista tuotteista ja loivat yhdisteitä, kuten etinyyliestradiolia, jotka aiheuttivat samoja reaktioita elimistössä kuin luonnollinen estradioli. Wiesbader ja Filler pyrkivät auttamaan naisia, jotka kärsivät vaihdevuosista eli säännöllisten kuukautisten loppumisesta, antamalla heille etinyyliestradiolihormonia.Naisten vaihdevuodet voivat aiheuttaa emätinkudoksen ohenemisen ja kohdun kohdun limakalvokudoksen luonnollisen kertymisen loppumisen sekä kuumien aaltojen kaltaisia oireita. Kun naiset ottivat etinyyliestradiolihormonia suun kautta pillereinä, hormoni paksuuntui emättimen seinämiä ja kohdun limakalvoja, ja se poisti kuumien aaltojen oireet joiltakin naisilta kliinisten testien aikana. Estrogeenihormonien tutkimusta jatkettiin.

Doisy, MacCorquodale ja Thayer eristivät estradiolin, minkä ansiosta tutkijat pystyivät myös kehittämään suun kautta otettavia ehkäisyvälineitä, jotka Washingtonissa sijaitseva elintarvike- ja lääkevirasto (Food and Drug Administration) hyväksyi vuonna 1960 Yhdysvalloissa. Estradiolin eristäminen johti siihen, että tutkijat pystyivät kuvaamaan hormonin rakenteen ja toiminnan, mikä auttoi kemistejä syntetisoimaan halvalla estradiolin kaltaisia hormoneja kaupalliseen käyttöön. Syntetisoidun estradiolin tulon myötä tutkijat saivat naisten käyttöön suun kautta otettavia ehkäisyvälineitä raskauden ehkäisemiseksi. Suun kautta otettavat ehkäisyvalmisteet ehkäisevät raskautta muuttamalla kuukautiskiertoa. Nämä muutokset estävät munasarjoja vapauttamasta munasoluja ja pitävät kohdun kudoksen ohuena, mikä vähentää mahdollisen hedelmöittyneen munasolun mahdollisuuksia istua kohtuun. Kuukautiskiertoa säätelevät estradioli ja muut hormonit. Kun havaittiin, että estradioli toimii koko naisen lisääntymissyklin ajan, tutkijat kuvasivat sykliä yksityiskohtaisemmin.

Kuukautiskierto valmistelee naisen elimistöä mahdollista raskautta varten,tuottaa munasolun ja ravitsevan kohdun kudoskerroksen. Kuukautiskierto alkaa uudelleen, jos äskettäin tuotettu munasolu jää hedelmöittymättömäksi tai jos hedelmöittynyt munasolu ei istu kohtuun. Ihmisillä kukin kuukautiskierto kestää noin kaksikymmentäkahdeksan päivää, mutta tyypillisesti se vaihtelee yksilöiden välillä, sillä joillakin naisilla kierto on pidempi ja toisilla lyhyempi. Ammattilaiset määrittelevät kunkin kierron pituuden mittaamalla ajan päivinä, joka kuluu kierron alusta loppuun. Kuukausikierto alkaa ensimmäisenä päivänä normaalilla verenvuodolla (kuukautiset)ja päättyy noin 28. päivänä, juuri ennen seuraavien kuukautisten alkamista, jos hedelmöittynyt munasolu ei ole istutettu. Jos hedelmöittynyt munasolu istuu kohdun seinämään, kuukautiskierto pysähtyy ja raskaus alkaa. Ihmisellä neljä säätelevää hormonia ohjaa kuukautiskiertoa käynnistämällä ja lopettamalla vaiheittaisten vaiheiden sarjan. Nämä neljä hormonia ovat luteinisoiva hormoni, follikkelia stimuloiva hormoni, progesteroni ja estrogeeni. Kuukautiskierron vaiheet ovat follikkelivaihe, ovulaatiovaihe ja luteaalivaihe.

Ensimmäinen vaihe, follikulaarivaihe, aloittaa ihmisellä kuukautiskierron, joka kestää keskimäärin kolmestatoista neljästä neljään vuorokautta. Munasolujen kehittyminen ja kuukautisvuoto tapahtuvat molemmat follikulaarivaiheen aikana. Follikulaarivaiheen alussa kohdun sisäpuolta reunustava kudos (endometrium) on paksu ja täynnä ravintoaineita, jotka ovat valmiita tukemaan ja ravitsemaan hedelmöittynyttä munasolua.Jos munasolu ei kuitenkaan istu, kohtu silppuaa endometriumia. Kohdun limakalvon irtoaminen on yksi monista kuukautiskierron aikana tapahtuvista muutoksista.

Kun kuukautiskierto alkaa, estradioli- ja progesteronitasot laskevat. Tämä hormonitasojen lasku viestittää kohdun limakalvon kerroksen irtoamisesta, mikä johtaa kuukautisvuotoon. Kuukautisvuodon aikana follikkelia stimuloivan hormonin (FSH) taso nousee ja stimuloi useiden munarakkuloiden kasvua. Kukin munarakkula sisältää kehittyvän munasolun. Myöhemmin follikkelivaiheessa FSH-tasot alkavat laskea ja vain yksi follikkelista kasvaa kypsäksi (dominoiva munarakkula). Hallitseva munasarjatiehyt alkaa tuottaa estradiolia follikkelivaiheen aikana. Kun se alkaa tuottaa estradiolia, muut stimuloidut munarakkulat hajoavat. Estradiolin lisääntyminen stimuloi luteinisoivan hormonin tuotantoa, joka aloittaa kuukautiskierron seuraavan vaiheen.

Seuraava vaihe, ovulaatiovaihe, kestää noin kuudestatoista kolmestakymmenestäkahdeksasta tunnista kolmeenkymmeneen kahteen tuntiin, ja se alkaa estradiolin aiheuttamalla luteinisoivan hormonin voimakkaalla nousulla follikkelivaiheen lopussa. Luteinisoivan hormonin nousu saa hallitsevan munarakkulan kasvamaan, kunnes se lopulta repeää ja vapauttaa kypsän munasolun jommastakummasta naisella olevasta munasarjasta. Munasolun vapautumista kutsutaan ovulaatioksi. Ovulaatio tapahtuu noin neljätoista päivää ennen naisen seuraavien kuukautisten alkamista. Vapautunut munasolu kulkee munanjohtimessa, joka yhdistää munasarjan ja kohdun. Kun munanjohtimessa on munasolu, siittiöt voivat hedelmöittää sen. Jos munasolu hedelmöittyy ja implantoituu kohtuun, kierto pysähtyy ja raskaus tapahtuu.Riippumatta siitä, hedelmöittyykö munasolu vai ei, kuukautiskierto jatkuu keltarauhasen vaiheeseen.

Luteaalivaihe kestää noin neljätoista päivää ovulaation jälkeen ja päättää kuukautissyklin. Kihtiputkivaiheen aikana munasarjassa oleva repeytymiskohta, jossa hallitseva munarakkula vapautti munasolun, sulkeutuu ja kehittyy keltarauhaseksi. Keltarauhanen tuottaa vähän estradiolia ja paljon enemmän progesteronia. Estradiolitasot ovat keltarauhasen aikana korkeat, ja yhdessä progesteronin kanssa ne saavat kohdun limakalvon paksuuntumaan, jotta se tarjoaisi ravintoaineita ja kiinnittymispaikan, jos munasolu hedelmöittyy ja muuttuu alkioksi. Estradioli- ja progesteronipitoisuuksien nousu saa myös rintojen maitotiehyet laajenemaan ja suurentumaan, mikä aiheuttaa turvotusta ja mahdollisesti rintojen arkuutta ennen kuukautisten alkamista. Jos alkio implantoituu kohdun limakalvoon, keltarauhanen toimii, kunnes sikiötä ravitseva istukka kehittyy ja ottaa hormonituotannon haltuunsa raskauden kahdellatoista tai kolmellatoista viikolla. Jos hedelmöittynyt munasolu ei istu, keltarauhanen hajoaa noin kymmenen päivän kuluttua sen alkukehityksestä ja lakkaa erittämästä progesteronia. Kihtiputkivaihe päättyy juuri ennen seuraavien kuukautisten alkamista tai ennen raskauden alkamista.Seuraavaksi seuraa munarakkulavaihe, jolloin kuukautiskierto alkaa alusta.

Estradioli toimii kuukautiskierron aikana. Estradiolipitoisuuden lasku follikulaarivaiheen aikana saa aikaan kohdun limakalvokerroksen irtoamisen, jolloin kuukautiset alkavat.Myöhemmässä ovulaatiovaiheessa hallitseva munasarjatiehyt tuottaa estradiolia, joka nostaa luteinisoivan hormonin pitoisuutta, jolloin munasarjatiehyt puhkeaa, jolloin munasolu vapautuu. Viimeisen luteaalivaiheen aikana keltarauhashormoni tuottaa lisääntyvässä määrin estradiolia, joka sitten paksuntaa kohdun limakalvoa, jolloin kuukautiskierto voi alkaa uudelleen. Raskauden aikana istukka tuottaa enemmän estriolia kuin estradiolia. Estronin pitoisuus kasvaa ja sitä tuotetaan enemmän kuin estradiolia, kun nainen siirtyy vaihdevuosiin, jolloin kuukautiset ja kuukautiskierto loppuvat.