The Embryo Project Encyclopedia

Az ösztrogén a nők elsődleges nemi hormonja, és a termékeny menstruációs ciklus alatt működik. A nőknek három fő ösztrogéntípusa van: az ösztron, az ösztradiol és az ösztriol, amelyek a szervezetben lévő receptorokhoz kötődnek és aktiválják azokat. A kutatók hét év alatt fedezték fel az ösztrogén három típusát, hozzájárulva a menstruációs ciklus részletesebb leírásához. Az ösztrogénmolekulák minden egyes típusa az atomok kissé eltérő elrendezését vagy számát tartalmazza, ami viszont azt eredményezi, hogy egyes ösztrogének aktívabbak, mint mások. A különböző ösztrogéntípusok a nők reproduktív ciklusa során a normális menstruációtól a terhességen át a menstruáció megszűnéséig (menopauza) tetőznek és csökkennek. Ahogy a tudósok jobban megmagyarázták az ösztrogének hatásait, ezt az információt felhasználták a terhesség szabályozására szolgáló fogamzásgátlók kifejlesztésére, a menstruációs ciklus feltérképezésére, valamint az ösztrogén rendellenes szintjének szabályozására szolgáló hormonterápiák létrehozására.

Az ösztrogének (ösztradiol, ösztron és ösztriol) biológiailag aktív szteroid hormonok egy csoportja. Jelzőmolekulákként az ösztradiol, az ösztriol és az ösztron a sejtekben lévő receptormolekulákhoz kötődnek, hogy a szervezetben bekövetkező specifikus változásokat jelezzenek. Az ösztrogének mindegyike sajátos illeszkedéssel kapcsolódik a receptormolekulákhoz, mint ahogyan az egyik kirakósdarab a másikhoz. Az ösztrogénmolekulák egy része a menstruációs ciklus alatt működik, ami a szövetvastagság és a menstruációs vérzés változásához vezet. Mindhárom ösztrogénmolekula hasonló kémiai szerkezetű és összetételű. A különböző ösztrogének hasonlósága azért merül fel, mert egyes ösztrogénmolekulák egymás származékai, ami azt jelenti, hogy az egyik ösztrogén egy másik ösztrogén létrehozásához vezethet. Minden ösztrogénmolekula hasonló alapszerkezetet tartalmaz, és apró eltéréseket mutat a specifikusan kötött atomok, az úgynevezett funkcionális csoportok hozzáadásával vagy eltávolításával. A kutatók a különböző funkciós csoportok segítségével izolálták és különböztették meg egymástól az ösztradiolt, az ösztront és az ösztriolt.

Az 1920-as években a kutatók vitatkoztak arról, hogy a női test melyik eleme termeli a legtöbb ösztrogént, amelyet akkoriban elsődleges petefészekhormonnak neveztek, a menstruációs ciklusok során. Néhány kutató azt mondta, hogy a petefészkek, amelyek a petefészkeken a petesejt kibocsátása után alakulnak ki, tartalmazzák és termelik a menstruációs ciklus befejezéséhez szükséges ösztrogénmennyiséget. Edward Adelbert Doisy és Edgar Allen kutatók azonban azt feltételezték, hogy a petefészek tüszők termelik elsősorban a ciklus befejezéséhez szükséges ösztrogénmennyiséget. 1923-ban a Missouri állambeli St. Louis-i Washington Egyetemen Allen és Doisy a petefészek tüszőkivonatából izolálták az ösztrogént, és kimutatták annak hatását kísérleti állatokon. Eredményeik azt mutatták, hogy a petefészek tüszők elsősorban ösztrogént termelnek a termékenyülési ciklus alatt. Ez a felfedezés lehetővé tette a későbbi kutatók számára, hogy a tüszőfázist, a menstruációs ciklus azon szakaszát, amely magában foglalja a petesejtek fejlődését, a petefészek tüszőinek ösztrogéntermelésére is kiterjesszék. Később a kutatók kimutatták, hogy az ösztrogénszint növekedése egy másik hormon, a teleluteinizáló hormon termeléséhez vezetett, amely a petefészkekből történő petesejt-kibocsátáshoz vezet.

Az ösztrogén három fajtáját – az ösztradiolt, az ösztront és az ösztriolt – idővel fedezték fel, az ösztront fedezték fel először. 1929-ben a kutatókDoisy, Clement D. Veler és Sidney Thayer izolálták a tiszta kristályosított ösztront a St. Louis-i St. Louis-i egyetem orvosi karának biológiai kémiai laboratóriumában. A három kutató terhes nők vizeletéből izolálta az ösztront desztillációval, egy olyan módszerrel, amely a forráspontkülönbségeket használja fel egy folyadék elpárologtatására egy másikból; és extrakcióval, egy anyag eltávolításával egy másikból. A németországi Göttinge-i Kémiai Intézetben Adolf Frederick Johann Butenandt ugyanebben az időben izolálta az ösztront, amiért 1939-ben kémiai Nobel-díjat kapott.

Az ösztron mellett Doisy 1930-ban terhes nők több száz gallon vizeletéből izolálta az ösztriolt is, felfedezve ezzel egy második ösztrogént. 1936-ban Doisy Donald W. MacCorquodale és Stanley S. Thayer kutatókkal együtt izolálta az ösztrogén harmadik típusát, az ösztradiolt sertés petefészekből. Az ösztradiolt később emberekben is megtalálták. Az ösztradiol szerkezete hasonló az ösztronéhoz, de a kettős kötésű oxigénatom helyett a molekula egyetlen kötésű oxigénatomot tartalmaz. Az ösztradiol, a reproduktívmenstruációs ciklusban leginkább részt vevő ösztrogén izolálása lehetővé tette a kutatók számára a hormonterápiák és a szájon át történő fogamzásgátlók létrehozását. Doisy a K-vitamint is kutatta, amiért 1943-ban elnyerte az élettani vagy orvosi Nobel-díjat.

Később a kutatók Doisy módszereit arra használták, hogy hormonterápiákat hozzanak létre olyan nők számára, akiknek nem volt megfelelő ösztradiolszintjük. A kutatók változásokat okozhattak a menstruációs ciklusban, mivel képesek voltak a nőknek ösztradiolt adni, a biológiailag legaktívabb ösztrogénhormont, amely a menstruációs ciklus alatt dominál.

1946-ban a New York-i New York Cityben Hans Wiesbader és William Filler orvosok bebizonyították, hogy képesek változást előidézni a menstruációs ciklusban, amikor laboratóriumban előállított (szintetikus) ösztradiolt adtak a menopauzából eredő problémákkal küzdő nőknek. A huszadik század közepén a kutatók más termékekből szintetizáltak ösztradiol-szerű molekulákat, olyan vegyületeket hozva létre, mint az etinil-ösztradiol, amelyek ugyanolyan reakciókat váltottak ki a szervezetben, mint a természetes ösztradiol. Wiesbader és Filler a menopauzában, a rendszeres menstruáció megszűnésében szenvedő nőknek próbált segíteni az etinilösztradiol hormon beadásával.A menopauza a nőknél a hüvelyszövet elvékonyodását és a méhben lévő méhnyálkahártya szövet természetes felhalmozódásának megszűnését okozhatja, olyan tünetekkel együtt, mint a hőhullámok. Amikor a nők az etinilösztradiol hormont szájon át, tabletta formájában szedték, a hormon megvastagította a hüvelyfalakat és a méhnyálkahártyát, és a klinikai vizsgálatok során néhány nőnél megszüntette a hőhullámok tüneteit. Az ösztrogénhormonokkal kapcsolatos kutatások folytatódtak.

A Doisy, MacCorquodale és Thayer által izolált ösztradiol lehetővé tette a kutatók számára az orális fogamzásgátlók létrehozását is, amelyeket 1960-ban hagyott jóvá az Egyesült Államokban a washingtoni Food and Drug Administration. Az ösztradiol izolálása vezetett a kutatókat a hormon szerkezetének és működésének leírásához, ami segített a vegyészeknek abban, hogy olcsón szintetizáljanak ösztradiol-szerű hormonokat kereskedelmi felhasználásra. A szintetizált ösztradiol megjelenésével a kutatók elérhetővé tették a nők számára a terhesség megelőzésére szolgáló orális fogamzásgátlókat. Az orális fogamzásgátlók a menstruációs ciklus megváltoztatásával előzik meg a terhességet. Ezek a változások megakadályozzák, hogy a méhek petesejteket szabadítsanak fel, és vékonyan tartják a méh szöveteit, csökkentve annak esélyét, hogy egy esetleges megtermékenyített petesejt beágyazódjon a méhbe. A menstruációs ciklust az ösztradiol és más hormonok szabályozzák. Azzal a felfedezéssel, hogy az ösztradiol a nő egész reproduktív ciklusa alatt működik, a kutatók részletesebben leírták a ciklust.

A menstruációs ciklus előkészíti a nő szervezetét az esetleges terhességre,petesejtet és tápláló méhszöveti réteget termel. Amenstruációs ciklus újrakezdődik, ha a nemrég termelt petesejt megtermékenyítetlen marad, vagy ha a megtermékenyített petesejt nem telepszik be a méhbe. Embereknél egy-egy menstruációs ciklus körülbelül huszonnyolc napig tart, de jellemzően egyénenként változik, mivel egyes nőknek hosszabb, másoknak rövidebb ciklusuk van. A szakemberek az egyes ciklusok hosszát úgy határozzák meg, hogy a ciklus kezdetétől a végéig eltelt időt napokban mérik. A havi ciklus az első napon kezdődik a normális vérzéssel (menstruációval)és a huszonnyolcadik nap körül ér véget, közvetlenül a következő menstruáció kezdete előtt, ha a megtermékenyített petesejt nem ült be. Ha a megtermékenyített petesejt beágyazódik a méhfalba, a menstruációs ciklus leáll, és megkezdődik a terhesség. Emberben négy szabályozó hormon szabályozza a menstruációs ciklust, lépcsőzetes fázisok sorozatának elindításával és befejezésével. A négyhormon a luteinizáló hormon, a tüszőstimuláló hormon, a progeszteron és az ösztrogén. A menstruációs ciklust alkotó fázisok közé tartozik a tüszőfázis, a peteérési fázis és a lágyékfázis.

Az első fázis, a tüszőfázis kezdi az ember menstruációs ciklusát, amely átlagosan tizenhárom-négy napig tart. A petesejtfejlődés és a menstruációs vérzés egyaránt a tüszőfázisban történik. A tüszőfázis kezdetén a méh belsejét borító szövet (méhnyálkahártya) vastag és tele van tápanyagokkal, amelyek készen állnak arra, hogy támogassák és táplálják a megtermékenyített petesejtet.Ha azonban a petesejt nem telepszik be, a méh feldarabolja a méhnyálkahártyát. A méhnyálkahártya leválása egyike a menstruációs ciklus során bekövetkező számos változásnak.

A menstruációs ciklus kezdetén az ösztradiol- és progeszteronszintek csökkennek. Ez a hormonszint-csökkenés jelzi a méhnyálkahártya rétegének leválását, ami menstruációs vérzést eredményez. A menstruációs vérzés során a tüszőstimuláló hormon (FSH) szintje megnő és serkenti a több petefészek tüsző növekedését. Minden egyes tüsző fejlődő petesejtet tartalmaz. Később a tüszőfázisban az FSH szintje csökkenni kezd, és csak egy tüsző növekszik érésig (a domináns petefészek tüsző). A domináns petefészek tüsző a tüszőfázisban ösztradiolt kezd termelni. Amikor elkezd ösztradiolt termelni, a többi stimulált tüsző lebomlik. Az ösztradiolszint növekedése serkenti a luteinizálóhormon termelését, amely elindítja a menstruációs ciklus következő szakaszát.

A következő fázis, a peteérési fázis körülbelül tizenhat-harminckét óráig tart, és a tüszőfázis végén az ösztradiol által okozott luteinizáló hormon erőteljes emelkedésével kezdődik. A luteinizáló hormon szintjének emelkedése a domináns petefészek tüsző méretének növekedését okozza, végül olyannyira, hogy megreped, és a nők két petefészke közül az egyikből érett petesejt szabadul fel. A petesejt felszabadulását ovulációnak nevezik. Az ovuláció körülbelül tizennégy nappal a nő következő menstruációja előtt következik be. A felszabadult petesejt a petevezetékben halad lefelé, amely összeköti a petefészket a méhvel. A petevezetékben a petesejtet a spermiumok megtermékenyíthetik. Ha a petesejt megtermékenyül és beágyazódik a méhbe, a ciklus megáll és terhesség következik be.Függetlenül attól, hogy a petesejt megtermékenyül-e vagy sem, a menstruációs ciklus a luteális fázisban folytatódik.

A luteális fázis az ovuláció után körülbelül tizennégy napig tart, és lezárja a menstruációs ciklust. A luteális fázis alatt a petefészken lévő megrepedt hely, ahol a domináns petefészek tüsző kibocsátotta a petesejtet, bezáródik és a sárgatestbe fejlődik. A sárgatest kis mennyiségű ösztradiolt és sokkal nagyobb mennyiségű progeszteront termel. A luteális fázisban az ösztradiol szintje magas, és a progeszteronnal együtt a méhnyálkahártya megvastagodását okozza, hogy tápanyagokat és tapadási helyet biztosítson, ha a petesejt megtermékenyül és embrióvá válik. Az ösztradiol- és progeszteronszint emelkedése a mellben lévő tejcsatornák kitágulását és megnagyobbodását is okozza, ami duzzanatot és esetleges mellfájdalmat okoz a menstruáció kezdete előtt. Ha az embrió beágyazódik a méhnyálkahártyába, a sárgatest addig működik, amíg a magzatot tápláló méhlepény ki nem fejlődik, hogy a terhesség tizenkettedik vagy tizenharmadik hetében átvegye a hormontermelést. Ha a megtermékenyített petesejt nem implantálódik be, a sárgatest a kezdeti kialakulása után körülbelül tíz nappal lebomlik, és megszűnik a progeszteron kiválasztása. A luteális fázis közvetlenül a következő menstruáció kezdete vagy a terhesség kialakulása előtt ér véget.Ezután következik a tüszőfázis, amely a menstruációs ciklust újrakezdi.

Az ösztradiol működése a menstruációs ciklus során. Az ösztradiolszint csökkenése a tüszőfázis alatt a méh méhnyálkahártya rétegének leválását okozza, ami a menstruáció kezdetét jelenti.a későbbi ovulációs fázisban a domináns petefészek tüsző ösztradiolt termel, ami növeli a luteinizáló hormon szintjét, megreped a petefészek tüsző, ami felszabadítja a petesejtet. A sárgatest az utolsó luteális fázisban növekvő mennyiségben termel ösztradiol hormont, amely aztán megvastagítja a méhnyálkahártyát, lehetővé téve a menstruációs ciklus újrakezdését. A terhesség alatt a méhlepény több ösztriolt termel, mint ösztradiolt. Így az ösztriol a vérkoncentrációban mért domináns ösztrogén.Az ösztron koncentrációja növekszik, és az ösztriolnál nagyobb mennyiségben termelődik, amikor a nő belép a menopauzába, amikor a menstruáció és a menstruációs ciklus megszűnik.