The Embryo Project Encyclopedia

Estrogenul este hormonul sexual primar la femei și funcționează în timpul ciclului menstrual productiv. Femeile au trei tipuri majore de estrogen: estrona, estradiol și estriol, care se leagă și activează receptorii din organism. Cercetătorii au descoperit cele trei tipuri de estrogen pe o perioadă de șapte ani, contribuind astfel la o descriere mai detaliată a ciclului menstrual. Fiecare tip de moleculă de estrogen conține un aranjament sau un număr ușor diferit de atomi care, la rândul său, face ca unii dintre estrogeni să fie mai activi decât alții. Diferitele tipuri de estrogeni ating vârful și scad de-a lungul ciclului reproductiv al femeii, de la menstruația normală la sarcină și până la încetarea menstruației (menopauză). Pe măsură ce oamenii de știință au explicat mai bine efectele estrogenilor, au folosit aceste informații pentru a dezvolta contraceptive orale pentru a controla sarcina, pentru a cartografia ciclul menstrual și pentru a crea terapii hormonale pentru a regla nivelurile anormale de estrogen.

Estrogenii (estradiol, estronă și estriol) sunt un grup de hormoni steroizi biologic activi. Ca molecule de semnalizare,estradiolul, estriolul și estrona se leagă de moleculele receptoare din celule pentru a semnala modificări specifice care să aibă loc în organism. Estrogenii se atașează fiecare la moleculele receptorilor cu o potrivire specifică, la fel cum o piesă de puzzle se leagă de alta. Unele dintre moleculele de estrogen funcționează în timpul ciclului menstrual, ducând la modificări ale grosimii țesutului și la sângerări menstruale. Toate cele trei molecule de estrogensunt similare în ceea ce privește structura chimică și constituenții. Asemănările dintre diferiții estrogeni se datorează faptului că unele molecule de estrogen sunt derivate ale altora, ceea ce înseamnă că un estrogen poate duce la crearea altuia. Fiecare moleculă de estrogen conține o structură de bază similară și variază foarte puțin prin adăugarea sau eliminarea unor atomi legați în mod specific, numiți grupuri funcționale. Cercetătorii au folosit diferitele grupuri funcționale pentru a izola și a distinge estradiolul, estrona și estriolul unul de celălalt.

În anii 1920, cercetătorii au dezbătut ce element din corpul feminin producea cel mai mult estrogen, numit atunci hormonul ovarian primar, în timpul ciclurilor menstruale. Unii cercetători au spus că corpul galben, care se formează pe ovare după eliberarea ovulului, conținea și producea cantitatea necesară de estrogen pentru a finaliza ciclul menstrual. Cu toate acestea, cercetătorii Edward Adelbert Doisy și Edgar Allen au emis ipoteza că foliculii ovarieni produc în primul rând nivelurile de estrogen necesare pentru a finaliza ciclul. În 1923, la Universitatea Washington din St. Louis, Missouri, Allen și Doisy au izolat estrogenul din extracte din foliculii ovarieni și au demonstrat efectul acestuia pe animale de laborator. Rezultatele lor au arătat că foliculii ovarieni produc în primul rând estrogen în timpul ciclului de reproducere. Această descoperire a permis viitorilor cercetători să definească faza foliculară, faza din ciclul menstrual care include dezvoltarea ovulelor, pentru a include și producția de estrogen în foliculii ovarieni. Mai târziu, cercetătorii au arătat că creșterea nivelului de estrogen a dus la producerea unui alt hormon, hormonul luteinizant, care duce la eliberarea de ovule din ovare.

Cele trei tipuri de estrogen – estradiol, estronă și, estriol – au fost descoperite de-a lungul timpului, estrona fiind descoperită prima. În 1929, cercetătoriiDoisy, Clement D. Veler și Sidney Thayer au izolat estrona cristalizată pură în Laboratorul de Chimie Biologică de la Școala de Medicină a Universității St. Louis din St. Louis. Cei trei cercetători au izolat estrona din urina femeilor însărcinate prin distilare, o metodă care folosește diferențele de punct de fierbere pentru a evapora un lichid din altul, și prin extracție, care constă în îndepărtarea unei substanțe din alta. La Institutul de Chimie din Göttinge, Germania, Adolf Frederick Johann Butenandt a izolat, de asemenea, estrona cam în aceeași perioadă, primind Premiul Nobel pentru Chimie în 1939 pentru această realizare.

În plus față de estronă, Doisy a izolat și estriolul din sute de litri de urină de la femei însărcinate în 1930, descoperind un al doilea estrogen. În 1936, Doisy, alături de cercetătorii Donald W. MacCorquodale și Stanley S. Thayer, a izolat al treilea tip de estrogen, estradiolul, din ovarele de porc. Estradiolul a fost descoperit ulterior la om. Structura estradiolului este similară cu cea a estronei, dar în locul atomului de oxigen dublu legat, molecula conține un singur atom de oxigen legat. Izolarea estradiolului, estrogenul cel mai implicat în ciclul reproductivemenstrual, a permis cercetătorilor să creeze terapii hormonale și contraceptive orale. Doisy a cercetat, de asemenea, vitamina K, pentru care a câștigat Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 1943.

Mai târziu, cercetătorii au folosit metodele lui Doisy pentru a crea terapii hormonale pentru femeile care nu aveau niveluri adecvate de estradiol. Cercetătorii puteau provoca schimbări în ciclul menstrual, deoarece aveau capacitatea de a le da femeilor estradiol, hormonul estrogen cel mai activ din punct de vedere biologic carepredomină în timpul ciclului menstrual.

În 1946, la New York, NewYork, medicii Hans Wiesbader și William Filler au demonstrat capacitatea de a induce modificări ale ciclului menstrual atunci când au administrat estradiol fabricat în laborator (sintetic) unor femei cu probleme apărute în urma menopauzei. La mijlocul secolului al XX-lea, cercetătorii au sintetizat molecule asemănătoare estradiolului din alte produse, creând compuși precum etinilestradiolul, care au provocat aceleași reacții în organism ca și estradiolul natural. Wiesbader și Filler au căutat să ajute femeile care sufereau de menopauză, adică încetarea fluxului menstrual regulat, administrându-le hormonul etinilestradiol.Menopauza la femei poate determina subțierea țesutului vaginal și încetarea acumulării naturale de țesut endometrial în uter, împreună cu simptome precum bufeurile. Atunci când femeile au luat hormonul etinilestradiol pe cale orală sub formă de pilule, hormonul a îngroșat pereții vaginali și căptușeala uterină și a eliminat simptomele bufeurilor la unele femeiîn timpul testelor clinice. Cercetările cu hormoni estrogeni au continuat.

Izolarea estradiolului de către Doisy, MacCorquodale și Thayer a permis, de asemenea, cercetătorilor să creeze contraceptive orale, aprobate în 1960 în SUA de către Food and Drug Administration din Washington, DC. Izolarea estradiolului i-a determinat pe cercetători să descrie structura și funcția hormonului, ceea ce i-a ajutat pe chimiști să sintetizeze în mod ieftin hormoni asemănători cu estradiolul pentru uz comercial. Odată cu apariția estradiolului sintetizat, cercetătorii au pus la dispoziția femeilor contraceptive orale pentru prevenirea sarcinii. Contraceptivele orale au rolul de a preveni sarcina prin modificarea ciclului menstrual. Aceste modificări împiedicăvarele să elibereze ovule și mențin țesutul uterului subțire, reducând șansele ca un eventual ovul fertilizat să se implanteze în uter. Ciclulmenstrual este controlat de estradiol și de alți hormoni. Odată cu descoperirea faptului că estradiolul funcționează pe tot parcursul ciclului reproductiv al femeii, cercetătorii au descris ciclul într-un mod mai detaliat.

Ciclul menstrual pregătește corpul femeii pentru o posibilă sarcină,producând un ovul și un strat de țesut uterin hrănitor. Ciclulmenstrual începe din nou dacă ovulul produs recent rămâne nefertilizat sau dacă un ovul fertilizat nu se implantează în uter. La inumani, fiecare ciclu menstrual durează aproximativ douăzeci și opt de zile, dar variază de obicei între indivizi, deoarece unele femei au cicluri mai lungi, iar altele au cicluri mai scurte. Profesioniștii cuantifică durata fiecărui ciclu prin măsurarea timpului în zile pe care acesta se întinde de la început până la sfârșit. Ciclul lunar începe în prima zi cu o sângerare normală (menstruație) și se termină în jurul valorii de douăzeci și opt de zile, chiar înainte de începerea următoarei menstruații, dacă un ovul fertilizat nu s-a implantat. Dacă un ovul fertilizat se implantează pe peretele uterin, ciclul menstrual se oprește și începe sarcina. La om, patru hormoni reglatori controlează ciclul menstrual prin inițierea și încheierea unei serii de faze etapizate. Cei patru hormoni includ hormonul luteinizant, hormonul de stimulare a foliculilor, progesteronul și estrogenul. Fazele care alcătuiesc ciclul menstrual includ faza foliculară, faza ovulatorie și faza luteală.

Prima fază, faza foliculară, începe ciclul menstrual la om, care durează în medie treisprezece până la patru zile. Dezvoltarea ovulului și sângerarea menstruală au loc atât în timpul fazei foliculare. La începutul fazei foliculare, țesutul care căptușește interiorul uterului (endometrul) este gros și plin de substanțe nutritive care sunt gata să susțină și să hrănească un ovul fertilizat.Cu toate acestea, dacă un ovul nu se implantează, uterul toacă endometrul. Desprinderea mucoasei uterine este una dintre multele schimbări care au loc în timpul ciclului menstrual.

Când începe ciclul menstrual, nivelurile de estradiol și progesteron scad. Această scădere a nivelurilor de hormoni semnalează stratul de endometru să se desprindă, ceea ce duce la sângerarea menstruală. În timpul sângerărilor menstruale, nivelul hormonului de stimulare a foliculilor (FSH) crește și stimuleazăcreșterea mai multor foliculi ovarieni. Fiecare folicul conține un ovul în curs de dezvoltare. Mai târziu, în faza foliculară, nivelul FSH începe să scadă și doar un singur folicul crește până la maturitate (foliculul ovarian dominant). Foliculul ovarian dominant începe să producă estradiol în timpul fazei foliculare. Atunci când începe să producă estradiol, restul foliculilor stimulați se descompun. Creșterea de estradiol stimulează producția de hormon luteinizant, care începe următoarea etapă a ciclului menstrual.

Faza următoare, faza ovulatorie, durează aproximativ șaisprezece până la treizeci și două de ore și începe cu o creștere bruscă a hormonului luteinizant cauzată de estradiol la sfârșitul fazei foliculare. Creșterea bruscă a nivelului hormonului luteinizant face ca foliculul ovarian dominant să crească în dimensiune, în cele din urmă până la punctul în care se rupe, eliberând un ovul matur dintr-unul dintre cele două ovare pe care le au femeile. Eliberarea unui ovul se numește ovulație. Ovulația are loc cu aproximativ paisprezece zileînainte de începerea următoarei perioade menstruale a femeii. Ovulul eliberat se deplasează de-a lungul trompei uterine, care leagă ovarul de uter. Odată ajuns în trompele uterine, ovulul poate fi fecundat de spermatozoizi. Dacă ovulul devine fertilizat și se implantează în uter, ciclul se oprește și apare sarcina.Indiferent dacă ovulul devine sau nu fertilizat, ciclul menstrual continuă până la faza luteală.

Faza luteală durează aproximativ paisprezece zile după ovulație și încheie ciclul menstrual. În timpul fazei luteale, locul de ruptură de pe ovar, unde foliculul ovarian dominant a eliberat un ovul, se închide și se dezvoltă încorp luteal. Corpul galben produce o cantitate mică de estradiol și o cantitate mult mai mare de progesteron. Nivelurile de estradiol din timpul fazei luteale sunt ridicate și, împreună cu progesteronul, determină îngroșarea endometrului pentru a furniza substanțe nutritive și un loc de aderență în cazul în care un ovul este fertilizat și devine un embrion. Creșterea nivelurilor de estradiol și progesteron determină, de asemenea, dilatarea și mărirea canalelor de lapte din sâni, ceea ce duce la umflarea și posibila durere a sânilor înainte de debutul menstruației. În cazul în care un embrion se implantează în endometru, corpul galben funcționează până când placenta, care hrănește fătul, se dezvoltă și preia producția de hormoni în a douăsprezecea sau a treisprezecea săptămână de sarcină. Dacă un ovul fecundat nu se implantează, corpul galben se degradează la aproximativ zece zile de la dezvoltarea sa inițială și nu mai secretă progesteron. Faza luteală se termină chiar înainte de începerea următoarei perioade menstruale sau înainte de debutul sarcinii. în continuare are loc faza foliculară, care începe din nou ciclul menstrual.

Estradiolul funcționează în timpul ciclului menstrual. Scăderea nivelurilor de estradiol în timpul fazei foliculare face ca stratul de endometru al uterului să se desprindă, începând menstruația. în faza ovulatorie ulterioară, foliculul ovarian dominant produce estradiol, care crește nivelul hormonului luteinizant, rupând foliculul ovarian, care eliberează un ovul. Corpul luteal în timpul fazei luteale finale produce hormonul estradiol în cantități din ce în ce mai mari, care apoi îngroașă endometrul, permițând ciclul menstrual să înceapă din nou. În timpul sarcinii, placenta produce mai mult estriol decât estradiol. Ceea ce face ca estriolul să fie estrogenul dominant măsurat la nivelul concentrației din sânge.Estrona crește în concentrație și este produsă mai mult decât estradiolul atunci când femeia intră la menopauză, când menstruația și ciclul menstrual se opresc.