Steroids in teleost fishes: A functional point of view

Abstract

Steroid hormones are involved in the regulation of a variety of processes like embryonic development, sex differentiation, metabolism, immune responses, circadian rhythms, stress response, and reproduction in vertebrates. Teleost fishes and humans show a remarkable conservation in many developmental and physiological aspects, including the endocrine system in general and the steroid hormone related processes in particular. This review provides an overview of the current knowledge about steroid hormone biosynthesis and the steroid hormone receptors in teleost fishes and compares the findings to the human system. The impact of the duplicated genome in teleost fishes on steroid hormone biosynthesis and perception is addressed. Additionally, important processes in fish physiology regulated by steroid hormones, which are most dissimilar to humans, are described. We also give a short overview on the influence of anthropogenic endocrine disrupting compounds on steroid hormone signaling and the resulting adverse physiological effects for teleost fishes. By this approach, we show that the steroidogenesis, hormone receptors, and function of the steroid hormones are reasonably well understood when summarizing the available data of all teleost species analyzed to date. However, on the level of a single species or a certain fish-specific aspect of physiology, further research is needed.

Some Aspects of Steroid Regulation in Teleosts

“…У рыб, как и у человека, стероидные гормо-ны выполняют множество функций, связанных с эмбриональным развитием, детерминацией пола и половой дифференцировкой, метабо-лизмом (в особенности с обменом глюкозы и минеральных веществ), иммунными реак-циями, осморегуляцией, суточными ритмами, спариванием, размножением и поведением в целом Tokarz et al, 2015]. От-сутствие адекватной гормональной поддержки этих функций лежит в основе многих патологий [см.…”

“…У костистых рыб биосинтез стероидных гор-монов регулируют две оси -«гипоталамус-ги-пофиз-интерреналовая ткань» и «гипоталамус-гипофиз-гонады» [Liley, Stacey, 1983;Nagahama, 1994;Liu et al, 2011;Löhr, Hammerschmidt, 2011;Tokarz et al, 2015;. Стероидогенез происходит прежде всего в го-надах и интерреналовой ткани, а также в голо-вном мозге [Alsop, Vijayan, 2009;Diotel et al, 2011;Beitel et al, 2014;Yu et al, 2014;Petersen et al, 2015].…”

“…У рыб, как и у млекопитающих, все классы стероидных гормонов синтезируются из об-щего предшественника -холестерина [Miller, Auchus, 2011;Miller, 2013;Tokarz et al, 2015]. Вообще, холестерин может синтезироваться многими животными и растениями [Tarkowská, Strnad, 2016], однако интересно, что насеко-мые неспособны синтезировать холестерин de novo и должны потреблять экзогенные стеро-иды для его синтеза [Clark, Block, 1959;.…”

“…Посредством ферментатив-ных модификаций стероидного ядра, то есть при добавлении/удалении функциональных групп, из прегненолона могут быть синтезиро-ваны представители всех семейств стероидов позвоночных животных, а именно стероиды прегнанового (C 21 -стероиды), андростанового (С 19 -стероиды) и эстранового (С 18 -стероиды) семейств [Tokarz et al, 2013b[Tokarz et al, , 2015. Следует обратить внимание, что структурная класси-фикация стероидов по количеству углеродных атомов и строению молекулы не всегда соот-ветствует функциональной классификации, что особенно отчетливо проявляется при попытках разграничить глюкокортикоиды и минерало-кортикоиды.…”

“…Кроме того, у рыб отсутствует альдостерон [Bern, 1967;Gilmour, 2005], явля-ющийся основным минералокортикоидом че-ловека и, по-видимому, других млекопитающих [Müller, 1995;. Вместо аль-достерона минералокортикоидное действие у рыб осуществляется главным образом кор-тизолом через глюкокортикоидные рецепторы (GR) [Mommsen et al, 1999;Takahashi, Sakamoto, 2013], а роль 11-де-зоксикортикостерона (ДОК) как минералокор-тикоида, которую предполагали в некоторых работах [Gilmour, 2005;Sturm et al, 2005;Bernier et al, 2009], представляет-ся сомнительной Takahashi, Sakamoto, 2013;Tokarz et al, 2015].…”