NOVA VIA DE BIOSINTESI DE LES HORMONESESTEROIDES

Comunicacio presentada el dia 18 de mare de 1965 pel doctor

A. ORIOL i BOSCH

Catedra i . a de Fisiologia ( Prof. Dr. A. Gallego).Facultat de Medicina. Madrid

Durant els anvs cinquantes , i potser a conseguencia de l'aplicacio dels

corticoides a la terapeutica clinica, es feu un gran avenc en el coneixe-

ment de la biosintesi i el metabolisme de les hormones esteroides. Horn

no pot considerar , pero, que hagin estat resoltes totes les dificultats ni que

ens trobem ara davant un capitol sabot de la biologia , ja que encara tenim

moltes llacunes en el nostre coneixernent.

Al Congr's internacional de Bioquirnica de Moscow, SAMUELS 1 for-mulava dues questions a les quals ell no trobava resposta. La primera

era de saber si la biosintesi del colesterol en glandules esteroidoge'niqties

es feia seguint les mateixes petjades que en el fetge. El fet que diversos

actors fracassessin en llur intent d'assolir la incorporacio de l'acid me-valonic utilitzant ovari, testicle o adrenal 2 , 3• ', feia pensar que potseraquest compost -clau en el fetge no entrava dins la cadena de reaccionsntitjancant les quals se sintetitzava el colesterol a les glandules endo-crines . Darrerament , pero , hem vist que l ' acid mevalonie es incorporatalmenvs fins a esquale pel testicle s, i fins a hormones corticoides per lasuprarenal 6. Aquesta pregunta , doncs , sembla avui quasi resolta , cosa queno s'esdev ' amb la segona que ens feia el Prof. SAMUELS. Deia aixi: a Esel colesterol un precursor obligatori de les hormones esteroides?n

Alguns autors han trobat repetidament quc la quantitat de radiac-

tivitat per unitat de massy incorporada al colesterol era menor que la

incorporada a les hormones esteroides quan horn incuba o perfon teixit

amb acetat - t-C''' ''','. Intents d'explicar aquest fenomen a base de loca-

litzar un pool actin petit de colesterol han fracassat 10 ill aixi corn els

estudis cinetics ". Aquesta es, per tart, una pregunta oberta a 1'inves-

tigador, i 's sota aquest aspecte que avui ens interessem i fern una re-

visi6* , d'una linia de treball nova que pot contribuir a resoldre aquest

problema i potser molts d'altres que encara no podeui sospitar. Aquesta

nova via de biosintesi es la que en diriem dels usulfoconjugatsn i que

potser passara a la bistoria amb els noms de LIEBERMAN i BAULIEL', que

son cls dos investigadors que m's han contribuit a precisar-la.

* Aquesta revisit aciba el dcsembrc de l'any 1964. No 's, ni pret'n d''sser cxhaus-tiva, i nom's presenta els treballs que creicm m@s significatius.

43

} .1. ORIOL I BOSCH

Les formes conjugades de les hormones esteroides eren considerades

corn a metabolits finals o forrues de desferra. Nosaltres, l'any 1061 12, de-

rnostrarenn que alguns d'aquests conjugats tenien accions diferents do les

accions de les hormones lliures, i postulavem quc calia revisar la idea

del conjugat coin a rnetabolit final per donar-li un paper actin en el

nnetabolisnte de l'organisntc. L'aily segiient, BAL!Lneu " demostra en una

Bona portadora d'un carcinoma adrenal, que aquest tumor sintetitza la

dehidroepiandrosterona (I)HEA), no pas en forma lliure, sing coin a

sulfat (DHEA,S). Les concentrations de DHEA-S eren mes altos a la sang

periferica i, de mes a mes, no fou possible d'obtenir DHA lliure del

teixit tumoral, tin cop extirpat, ans tot estava en forma sulfatada. Per

primera vegada tin teixit endocri, be que tumoral, demostra posseir la

capacitat de sintetitzar i segregar una hormona en forma conjugada. Fins

aleshores, tan sols al fetge i en nnenor escala al ronyo era atribufida

aquesta funcio, interpretada com a part de la seva activitat de (<desin-

toxicacio)) de l'organisme.

El nres de gener de l'any segiient 14, WAI.I CL i LIEBERMAN publiquen

tin trcball demostrant que homogenats d'un tumor adrenal tenen la ca-

pacitat de sulfoconjugar RHEA in vitro. Aquests actors diuen : «Encara

que la significacio fisiologica d'aquesta reacci6 no es coneguda, sennbla

improbable que la glandula adrenal sintetitzi i segreggui tin sulfoconjugat

pcrque sigui innnediatament eliminat per 1'orina. Al contrari, sembla

probable que la producci6 i la secrecio de RHEA-S ha de tenir conse-

quencies Iisiologigties significativesa.

En el curs de l'any ng(i hi ha una scrie de contribucions due confir-

men Ics troballcs de BAUCIn:u i de LIEBERMAN.

SNNr:noN i NIARRIAN " incuben teixit adrenal de bou antb estrona i

poden aillar I'estrona sulfatada coin a producte de conversi6 metabolica.

COHN i el sec equip de Yale " incuben teixit tumoral adrenal integre

i la fracci6 sobrenedant soluble de l'homogenat amb 33, 172-dihidroxi-5-

prenyern-2o ona (17-O14-prenyenolona) o DHEA, i son capat,os d'aillar

del fiasco d'incubaci6 1)HEA-S. 1.'australia AD.arts " estudia el comporta-

ment de la sulfoquinasa adrenal i demostra que pot utilitzar tom a

substractes substancies esteroides amb hidroxils secundaris en posicio .32,

33 i. 173, pero, en canvi, no Sill focoujuga en positions ti 3, ni cis

hidroxils dels carbons terciaris. Aquest autor planteja tanrbc la questio

del significat biologic dels sulfoconjugats d'origen adrenal, i din: a... po-

den esser formes de transport, o potser, i gravies a Ilur polaritat aug-

mentada, poden fer tin paper especific i fins ara dcsconegut cn llur nta-

44

B[OSIV'TE.SI 1)E LE4 HORMONES LSTEROIDES 5

nera d'actuar)). Aquesta linia de pensament segueix, doncs, la que nos-altres haviem postulat en el nostre treball 12.

WIELAND i collaboradors " aillen till compost soluble a l'aigua, que

identiliiquen temptativament com a DHEA-S, de sang venosa adrenal iperiferica. Com que la concentracio de RHEA-S es flies alta it la sortida

de lit glandula que no it la resta del torrent circulators, conclouen que

es sintetitzada a la glandula adrenal d'acord amb les troballes dels autors

antcriors 11' 1,',, 16 i 17

L'equip de LutaiERMAN 19 publica tin treball en el qual demostra que

els sulfats poden servir de compostos intermediaris a la seq iencia tie bio-sintesi. Aquests autors injecten it una dona, que es portadora d'un tumoradrenal que producix una gran quantitat d'androgens, sulfat de prenye-nolotia (^ prenvcn ;;3-o1-2o ona^, marcat atnb S. El i3 per cent del sofreradiactiu CS recupera a 1'orina del printer dia, del qual el 2,5 Io es troba

en el compost DHEA-S. El fee quc el DHEA-S 3a sigui format de prenye-

nolona-S'', cis autors crcucn quc es pcrquc el sulfoconjugat es ntetabo-

litzat com a tal -perdua de lit cadena lateral-, i no degut a un procesde traussulfatacio. I discutcixen detalladament la transcendencia (I'aquestatroballa quc uforc.a a reavaluar les capacitats metaboliques de les glan-dules endocrines a fi de considerar el paper que puguin exercir els sulfo-conju(_"ats en la biosintesi hormonal)).

El dubte que quedava del trcball anterior ---clue el proces sigui degut

it una transsulfatacic> i no a una rcaccio mctabblica d'un sulfoconju-gat- fort resolt en tin treball de 1'equip de BAULIEU 2". Els parisencs in-jecten tin sulfoconjugat que porta doble marcatge radioactiu: H'-5-an-drostene 3(3, 173-diol-3-sulfat-S,, a dos individus normals, i aillen de l'ori-na till utctabolit sulfoconjugat que conte tambe tots dos isotops: H3DHEA-S3'-sulfat. And) aixi) es demostra el quc Lit-BERMAN imaginava: que tinsulfoconjugat pot esser mctabolitzat sense perdua del radical sulfat.

CALVIN i LIEBERMAN 21, Si!()tambe capacos de comprovar aquest fetanterior. En tin experiment in vitro, aquests autors incuben H:9-prenycno-lona-S3 '-sulfat amb honutgcnat de teixit adrenal huma hiperplastic, tro-ben quc la major part del producte de convcrsio conte H3 i S3' en la ma-teixa proporcio quc el substracte. Aquest compost es identificat corn aH-`-t 7aOLl-prenyeiiolona-S:' ^-sulfat.

Totes aquestes troballes tenen la glandula adrenal com a protagonistai dcmostren que cs capa4 d'utilitzar sulfoconjugats per a produir i secretarRHEA-S. ^Que passa amb aqucsta substancia quan surt al torrent circu-latori? ja tin paper mcs brillant que el d'esser rapidament excretada?SIrFERL i MIcDoxALD 28 observer que la unitat fetoplacentaria es capac

45

6 A. ORIOL 1 13OSCLi

d'utilitzar DHEA-S per a sintetitzar estrogens. AAKVAAG, HAGEN i Eth

NES 39 descriuen la capacitat del testicle i dc l'ovari de gos per a utilitzar

DHEA-S per a formar testosterona i androstendiona. DORF.MAN2',

a con-

tinuacio, postula la possibilitat quc l'adrenal, mitjan4ant el 1)IIEA-S que

segrega, provecixi les altres glandules esteroidogeniques de substractes nle-

tabolitzables per a formar llurs productes hornionals finals.

No gaire temps despres, 1'equip de Nova Work'" 6 publica uns tre-

balls on detnostra que el sulfat de colesterol pot esser tun precursor d'llor-

mones esteroidcs. A una Ilona portadora d'un tumor adrenal inoperable,

horn Ii injecta, per l'arteria espleuica esquerra, que cs la que irriga cl

tumor, H3-colesterol-S3 -sulfat. De 1'orina aillen DHEA-S que conic H'

i S:" en la mateixa proporci6 que la substancia injectada. Els dits autors

postulen l'existencia d'una via biosintctica que porti de colesterol-sulfat

fins a DHEA-S sense perdre el radical acid. Sens dubte ja, existeix la possi-

bilitat que la via de biosintesi dels sulfoconjugats funcioni; pero des que

cl teixit esteroidogenic esta, en condicions fisiologiques o patol6Z71giq Lies no

experinlentals, exposat a la presencia de colesterol-sulfat o d'altres pre-

cursors sulfatats? La pregunta no tenia resposta fins quc el nits de setenl-

bre de 1964 apareix un treball, taunbc de l'equip de Ln:1SERit^N 27, ell que

descriuen la presencia a 1'adrenal de vaca, de sulfat de colsterol. Aquest

compost hi es present en concentracions de 1,5 ;,.g/g• Aquesta troballa

dbna una forta enipenta als suggestius treballs anteriors que, inalgrat tot,

nomcs parlaven do possibilitats. Ara: si es va confirnlant la presencia de

sulfats aendogenso ell teixits que Iran dernostrat posseir la capacitat de

metabolitzar-los, caldra tenir present aquesta nova via de biosintesi de

Ies hormones esteroidcs a 1'hora d'avaluar tant els processor de biosintesi

coin llurs nlecanisincs reguladors. Ja ha comencat l'estudi de la valoracio

de la via dels sulfoconjugats 25, i nosaltres no teninl cap dubte quc aviat

s'increnlentarit la scva repercussio en direcc16 a la biosintesi dell gluco -i

ntineralocorticoides a traves d'internnediaris, cncara desconeguts, del tipus

dels sulfoconjugats- 0'-3 -ol equivalents al cortisol, a la corticosterona

i a 1'aldosterona. Ens sembla, de mes a mcs, que el sulfat de colesterol po-

dria representar aquell pool actin, precursor de les hormones, que tan-

tes vegades ha estat postulat i que donaria la resposta adequada a la sego-

na pregunta que ens feia el professor SAiICELS.

BIBLIOGRAFIA

t. SAMUELS. L. T. -- En ((Biosynthesis of Lipids((; editor, G. Popjak, Pcrgamon Press,

1963.2. SAVARn, K., i Got.nwvccR, 1. W. - ((Fed. Proc.)), 19: 16q. nllio.

HALL, P. F. Tcsi Doctoral; Departament de Quimica Biologic2. I niversitat

d'Utah, Salt Lakc City, 1961.

46

BIOSIA-TESI DE LES HORMONES ESTEROIDES 7

4. BIRYSON, M. J., i S%NTAT, M. L. - (,Arch. Biochcm. Biophys.)), 96: 1, 1962.

5. SALOKANGAS, R. A.; RILLING, H. C., i SAMucis, L. 1'. - ((Biochemistry,, 3: 838,1964.

6. BH.EIAR . R. B.; ORIOL Bosco, A., i EIK-NEs, K. B. - (,Biochemistry)), 4: 457, 1965-

7- HI,CHrER, O.; SOLOMON, M. M.; ZAEFERONI , A., i 1'INGUS, G. - ((Arch. Biochcm.Biophys.)), 46: 201, 195.1-

8. ARMSTRONG, D. 1'.; O'BRU:N, J., i GRIAT, R. O. - ((Endocrinology)), 75: 488, 1964.q. Bu.r1AR, R. B.; ORIOL Bosch, A. i EIK-NEs, K. B. - ((Biochemistry),, 4: 1580,

10. MASON, N. R., i S.IMUELS, L. T. - ((Endocrinology)), 68: 899, Ig61.I I. ORlot. Bosch, A., i ROMANOFE, E. B. ((Europ. J. Steroids)), is 73, 1966.12. ORim. Bosch, A., i VOIGT, K. D. - (,Arta Endocrinologicau, 38: 247, 1961.13. BAU1.1Eu, E. E. - ,,J. Clin. Endocr. Metal).)), 22: 501, 1962.14. WALI.Ac1•:, E. Z., i I U:BERMAN, S. - ((J. Clin. Endocr. Metab.,, 23. 90, 1863.15. SN1E:)DON, A., i J1ARRr-^^', G. F. - (,Biochcm. J.)), 86: 385, Iq6<i,1(i. COIIN, G. L.; MURLOW, 1'. J. i DUNNL, V. C. - ((J. Clin. Endocr. Metab.n, 23:

671, 1g63.

17. ADAMS, J. B. - - sBiochim. Biophys. ActaB,, 71: 243, 1863.18. WHn. 'in, R. G.; 1.1:cs,, R. P.; KATZ, D., i HIRSCH:IfANN, II. - ((Biochim . Biophys.

Arlan, 78. 566, 1963.

Iq. CA1.VIS, H. L; VANDE. AVIEI.1WE, R. L., i 1.HSERIIAN, S. - ((Biochemistry n, 2: 6.18,1963.

20. BAULIEU, E. E.; CoEricuar, C., i Emu.lozzi , R. - ((Steroids)), 2: 429, 1963.21. C:V.v IN, H. I., i 1i1BERNLIN, S. sBiochemisu-vs, 3: 259, 1964.

5111 iii, Y. K., i MACDONAI.D, 1'. C. - ((Steroids)), 2: 713, 1963.2;1. AAKv'vAG, A.; HAG1.N, A. A., i E1K-NIs, K. B. - sBiochim . Biophys. Actan, 86:

622, 1964.24. DORI MAN, R. I. - Comunicacic personal.25. Ronlarrs, K. D.; BANDI, L.; CALVIN, H. I. ; DRUCKE R, W. D., 1 LIEBERMAN, S.-

(J. Am. Chem. Soc.n, 86: q58, '964.

Eti. ROllE:itis , K. D. ; BANDI, L.; CALVIN, 1- I. 1.; DRUCKER , W. D., i LH. BERMAN, S. -

((Iliochcnlistry)), 3: 1963, i964-

27. DRAT ER, N. M. ; ROBERTS, K. D. ; BANDI, I.., i LIEBERMAN, S. - J. Biol. Clle:n.n,

239, Y. C. 3113, 1964.

28. LE:BEAU , M. C.; ALBt:RGA, A ., i BAUL .IEU, E. E. - ((Biochcm. Biophys. Res. Comm.,),17: 570, 1964.

47