Corticosteroids: Mechanisms of action and pharmacological effects

Abstract

The multiple physiologic and pharmacologic effects of corticosteroids are considered to be mediated by genomic and non-genomic mechanisms. Genomic mechanisms encompass direct DNA binding and regulation of transcription of responsive genes, as well as protein-protein interactions with other transcription factors. Both pathways include activation of cytosolic glucocorticoid or mineralocorticoid receptors by the ligand and interactions with different chaperone proteins, leading to up-regulation or down-regulation of responsive gene expression. The rapid nongenomic effects are also initiated by the cytosolic receptors, and additionally by membrane-bound receptors and possibly by the direct interactions with cellular membranes. Local metabolism by the 11β-hydroxysteroid dehydrogenase enzymes governs the selective access of cortisol to glucocorticoid and mineralocorticoid receptors in different tissues. The effects of corticosteroids are numerous, and include changes in metabolism of carbohydrates, proteins and fat, preservation of water and electrolytes balance, and contribution to normal functioning of cardiovascular system, immune system, kidneys, skeletal muscles, endocrine and nervous system. These hormones are essential to life, and enable the organism to cope with physical and emotional stress.

Raznovrsni fiziološki i farmakološki efekti kortikosteroida pripisuju se genomskim i ne-genomskim mehanizmima. Genomski mehanizmi uključuju direktno vezivanje za DNK i regulaciju transkripcije osetljivih gena, kao i protein-protein interakcije sa drugim transkripcionim faktorima. Oba puta podrazumevaju aktivaciju citosolnih receptora za glukokortikoide ili mineralokortikoide i interakcije sa različitim pratećim proteinima, što dovodi do ushodne ili nishodne regulacije ekspresije osetljivih gena. Brzi ne-genomski efekti se takođe pokreću citosolnim receptorima, ali dodatno i receptorima vezanim za membrane i mogućim direktnim interakcijama sa ćelijskim membranama. Lokalni metabolizam pod dejstvom 11β-hidroksisteroid dehidrogenaznih enzima je odgovoran za selektivni pristup kortizola glukokortikoidnim ili mineralokortikoidnim receptorima u različitim tkivima. Efekti kortikosteroida su brojni, i uključuju promene u metabolizmu ugljenih hidrata, proteina i masti, zatim održavanje ravnoteže vode i elektrolita, kao i očuvanje normalne funkcije kardiovaskularnog sistema, imunskog sistema, bubrega, skeletnih mišića, endokrinog sistema i nervnog sistema. Ovi hormoni su od suštinskog značaja za očuvanje života, i omogućuju organizmu da se izbori sa fizičkim i emocionalnim stresom.