Kortikosteroon

Kortikosteroon, mida tuntakse ka kui 17-deoksükortisooli ja 11β,21-dihüdroprogesterooni,^[1] on 21-süsinikuline steroidhormoon kortikosteroidide klassist, mida toodetakse neerupealiste koores. See on näriliste ja muude loomade stressihormoon, mis inimese kehas on vähese tähtsusega.

Kortikosterooni molekul

Füsioloogiline roll

Paljudel liikidel, sealhulgas roomajatel, kahepaiksetel, närilistel ja lindudel, on kortikosteroon põhiline glükokortikoid,^[2] mis osaleb energia regulatsioonis, immuunreaktsioonides ja stressivastuses.

Inimestel on põhiliseks glükokortikoidiks kortisool, mida toodetakse neerupealiste koore fastsikulaattsoonis (zona fasciculata). Kortikosteroonil on inimese kehas ainult nõrk glükokortikoidne ja mineralokortikoidne mõju ja on oluline peamiselt vahelülina steroidogeenses rajas pregnenoloonist aldosteroonini. Kortikosteroon muudetakse aldosterooniks aldosterooni süntaasi kaudu. See protsess toimub neerupealiste koore glomeruloostsooni (zona glomerulosa) rakkude mitokondrites. Kortikosteroon on seega eellasmolekuliks aldosteroonile, mis mõjutab peamiselt naatriumi ja kaaliumi tasakaalu organismis.

Lindudel

Kortikosteroon inhibeerib valkude sünteesi ning lagundab neid. Linnud, kellel on kortikosterooni tase kõrgem, on sulgimise ajal aeglasema sulekasvuga ja nende lennuvõime taastub aeglasemalt. Paljudel lindudel väheneb sulgimise ajal kehas kortikosterooni tase, et vältida moodustuvate sulgede lagundamist.^[3]

Kortikosteroonil on mõju ka lindude arengule. Linnupojad, kelle kortikosterooni tase on kõrgem, nõuavad rohkem toitu ja on agressiivsemad. Lühikeses plaanis tähendab see, et lind saab suurema tõenäosusega süüa, aga pikas perspektiivis mõjub kasvuea kõrgem kortikosteroonitase kahjulikult linnu kognitiivsetele funktsioonidele, sealhulgas probleemide lahendamise oskus, visuaalse signaali ja toidu vahelise seose loomine jne.^[4]

Linnu vanemad reageerivad nõudlikule linnupojale, kulutades rohkem aega toidu otsimisele ja on seega pesast kauem eemal, mis jätab linnupojad pikemaks ajaks järelevalveta.^[5] Pikema toidupuuduse korral võivad mõnede linnuliikide tibud kortikosterooni kehas maha suruda, vähendades selle kahjulikke mõjusid.^[6]

Lääne- ja Kesk-Euroopas on uuringud näidanud, et inimtegevus mõjutab metsiste stressitaset ja et talveturism mõjutab metsise elupaigakasutust. Just talvel on metsis häirimise suhtes eriti tundlik, kuna sellel perioodil toitub metsis okaspuuokstest, millel on väike toiteväärtus. Igasugune stress seedimise ajal takistab toitainete omastamist. Häirimine suurendab metsise energiakulu ka otseselt, sest tekitab vajaduse võimaliku ohu eest korduvalt põgeneda. Eesti uurimuse kohaselt mõjutab metsiste kortikosterooni taset helide tugevus. Teatud perioodi vältel uuriti kahte tüüpi alasid, nn häiringualasid (Kaitseliidu ja Kaitseväe harjutusalasid) ja häirijateta kontrollalasid. Metsiste väljaheidetest mõõdeti nende kortikosterooni metaboliitide kontsentratsiooni. Selgus, et Kaitseliidu ja Kaitseväe harjutusaladel oli metsiste stressitase kõrgem. Oletatavasti häiris linde laskeharjutuste müra. Selgus ka, et kortikosterooni tase erines piirkonniti, näiteks Jõgevamaal oli stressitase madalam kui Harju- ja Võrumaal. See erinevus võib olla tingitud looduslikest häiringutest ja toidubaasist. Samas rasketehnika liikumine lindude stressi oluliselt ei mõjutanud, kuna sellega ei kaasne sellist müra nagu laskeharjutustega.^[7]

Närilistel

Kortikosterooni sekreteeritakse närilistel nagu teistelgi imetajatel neerupealiste koores ja seda reguleerib negatiivse tagasiside põhimõttel ajuripatsi adrenokortikotroopne hormoon. See on näiteks rottidel peamine kehas ringlev steroidhormoon, kuna närilised ei ole võimelised sünteesima kortisooli, sest neil puudub ensüüm 17-α-hüdroksülaas (CYP17).^[8]

Kortikosteroon reguleerib näriliste kehas süsivesikute, valkude ja rasvade metabolismi. Sellel on mõju ka vereloomele ja see vähendab ringlevate lümfotsüütide ja eosinofiilide koguarvu, kuid teeb seda vähemal määral kui kortisool. Võrreldes kortisooliga on kortikosteroonil väike põletikuvastane toime.

On vaadeldud vere kortikosterooni taset emastel ja isastel rottidel ning võrreldud seda tavaolukorras ja stressi tekitavas situatsioonis. Rottide kortikosterooni taseme vähendamine pakub huvi asutustele, mis viivad läbi neurofüsioloogilisi uuringuid, nagu teadusinstitutsioonid ja farmaatsiatehased, millel on ravimiuuringute osakonnad. Ravimid, mis mõjutavad endokriinsüsteemi, võivad suurendada või vähendada kortikosterooni tootmist. Rottide kortikosterooni tase on seetõttu ravimite kõrvaltoimete indikaator. Mõjusid, mida nähakse rottidel, nähakse tavaliselt ka inimestes. Rottide plasma kortikosterooni ja adrenokortikotroopse hormooni taset kasutatakse tihti koos stressi indikaatorina. Kroonilise stressi mõjud hüpotalamuse-ajuripatsi-neerupealiste süsteemi funktsioonile sõltuvad vanusest. Uuemad uuringud näitavad, et vananemine tõstab ajus kortikosterooni baastaset, aga ei mõjuta stressi tekitatud kortikosterooni.^[9]

Madudel

Ebasoodsad tegurid nagu toidunappus, rasked ilmastikuolud või rünnakuoht soodustavad roomajatel hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerudevahelise telje (hypothalamic–pituitary–interrenal e HPI axis) aktiivsust ja põhjustavad glükokortikoidide sekretsiooni. Selle tulemusel toimuvad arvatavasti muutused ka roomajate füsioloogias ja käitumises (sh paljunemiskäitumises).

Ühes uuringus kasutati viie aasta vältel kogutud andmeid, et uurida seoseid vere glükokortikoidide taseme ja elurütmi vahel maoliigi Thamnophis elegans'i (Baird & Girard, 1853) lähestikku paiknevates kiire ja aeglase elurütmiga populatsioonides USA California osariigis Eagle Lake'is. Täheldati, et kiire elurütmiga tiinetel emastel oli kortikosterooni tase madalam kui aeglase elurütmiga emastel, näidates ökotüüpide erinevusi ka HPI-telje toimimises. Kõikide analüüside tulemused näitasid, et aeglasema elurütmiga madude kortikosterooni tase oli aastate lõikes kõrgem kui kiire elurütmiga madudel.^[10]

Muudel loomadel

Ringleva kortikosterooni taseme muutustes öise eluviisiga loomadel, näiteks jänestel, eristub selge tsirkadiaanrütm, kus kortikosterooni tase on õhtul kõrgem ja hommikul madalam. Päevase eluviisiga loomadel on olukord vastupidine ja nende glükokortikoidide tase on kõrgem hommikupoole. Usutakse, et hormoon mängib olulist rolli unerütmi kujunemises.

Mõju mälule

Kortikosteroon mõjutab mitmeid mäluprotsesse ja ka üksikmälestusi. Peamised mõjud puudutavad emotsionaalseid mälestusi ja pikaajalist mälu.

Kortikosteroon on seotud hirmu vallandavate mälestuste ära tundmisega. Uuringud on näidanud, et kui hirmu tekitavaid mälestusi meenutatakse, siis kortikosterooni tase tõuseb. Tõusu on seostatud ärevuse leevendamisega. See sõltub hetkest, millal kortikosterooni tase tõusis võrreldes hetkega, millal kogeti hirmu; kortikosteroon kas vähendab või suurendab hirmu.^[11]

Kortikosteroon ei mõju vaid emotsionaalsetele mälestustele, vaid ka äratundmismälule ning mälus seoste loomisele. Nende osas on kortikosteroonil varieeruvaid mõjusid. Uuringud näitavad, et modifitseerides keemilisi ja ajuprotsesse, mis mõjutavad kortikosterooni taset, avaldub mõju ka mälule. Rottide peal on näidatud, et kortikosterooni kontsentratsiooni kõikumised väiksemas vahemikus ennetavad stressi põhjustatud kahjustusi äratundmismälule. See toime võib olla seotud stressi toimega hipokampuse CA1 piirkonnas, kus see nõrgestab tekkivaid sünapseid.^[12]

Pikaajalise mälu tekkimine paranes kortikosterooni toimel uuringus, kus mälu testiti 24 tunni möödudes, samas pikaajalise mälu püsivust (testitud vähemalt nädal hiljem) soodustas kortikosteroon ainult hilisemates mälu tugevnemise ja taastugevnemise faasides.^[13][14] Stress hõlbustab emotsionaalse mälu tugevnemist, kuid häirib selle taastugevnemist. Pikaajalise mälu püsivus suureneb, kui stressi ja kortikosterooni tase tõuseb hilise faasi ajal pärast mälestuse omandamist.^[14] Pikaajalise mälu püsivust saab mõjutada vaid mälestuse omandamise või taastamise vahepealsel ajal. On leitud, et kuigi pikaajalise mälu püsivust saab mõjutada sõltuvalt mälestuse tekkimise faasist, siis selle moodustumine jääb pärast teatud aja möödumist muutumatuks. Praeguseni pole jõutud kindlatele järeldustele kortikosterooni rolli kohta nendes protsessides.

Viited

1. R.A. Hill; H.L.J. Makin; D.N. Kirk; G.M. Murphy (23 May 1991). Dictionary of Steroids. CRC Press. pp. 189–. ISBN 978-0-412-27060-4.
2. "e.hormone | The Hormones : Corticoids". Vaadatud 9.04.2009.
3. Romero, L.M., Strochlic, D., Wingfield, J.C. (2005). Corticosterone inhibits feather growth: Potential mechanism explaining seasonal down regulation of corticosterone during molt. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 142, 65–73.
4. Kitaysky, A.S., Kitaiskaia, E.V., Piatt, J.F., Wingfield, J.C. (2003). Benefits and costs of increased levels of corticosterone in seabird chicks. Hormones and Behavior, 43, 140–149.
5. Kitaysky, A.S., Piatt, J.F., Wingfield, J.C. (2000). Corticosterone facilitates begging and affects resource allocation in the black-legged kittiwake. Behavioral Endocrinology, 12, 619–625.
6. Kitaysky, A.S., Kitaishaia, E.V., Wingfield, J.C., Piatt, J.F. (2001). Dietary restriction causes chronic elevation of corticosterone and enhances stress response in red-legged kittiwake chicks. Journal of Comparative Physiology B, 8, 701–709
7. Vallo Tilgar, Ivar Ojaste, Pauli Saag (2015), Metsise (Tetrao urogallus) stressitase seoses sõjaliste harjutustega
8. Raff, Hershel. "CORT, Cort, B, Corticosterone, and now Cortistatin: Enough Already!". Endocrinology. 157: 3307–3308 – cit. via Oxford Academic.
9. "Mouse and Rat Corticosterone ELISA" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 26. november 2015. Vaadatud 26. novembril 2015.
10. Maria G. Palacios, Amanda M. Sparkman, Anne M. Bronikowski, Corticosterone and pace of life in two life-history ecotypes of the garter snake Thamnophis elegans, General and Comparative Endocrinology 175 (2012) 443–448, veebiversioon (tarve 26.11.2015)(inglise keeles)
11. A. Albrecht et al. 2013. Long-Lasting Increase of Corticosterone After Fear Memory Reactivation: Anxiolytic Effects and Network Activity Modulation in the Ventral Hippocampus. Neuropsychopharmacology. 38: 386–394.
12. H. Tamano et al. 2013. Preventative effect of theanine intake on stress-induced imparirments of hippocampal long-term potentiation and recognition memory. Brain Research Bulletin. 95: 1–6.
13. S. Moore et al. 2013. Conversion of short-term to long-term memory in the novel object recognition paradigm. Neurobiology of Learning and Memory. 105: 174–185.
14. C. Yang et al. 2013. Stress within a Restricted Time Window Selectively Affects the Persistence of Long-Term Memory. PLoS One. 8(3): e59075.