что такое стероиды химия

Х и м и я

Биоорганическая химия

Стероиды.

Стероиды — вещества животного или, реже, растительного происхождения, обладающие высокой биологической активностью.

Стероиды широко распространены в природе и выполняют в организме разнообразные функции. К настоящему времени известны около 20 тысяч стероидов. Более ста из них применяются в медицине.

В группу стероидов входят:

Химическое строение

Стероиды имеют циклическое строение. В основе их структуры лежит скелет стерана, состоящий из трёх конденсированных циклогексановых колец (А, В и С) в нелинейном сочленении и циклопентанового кольца (D).

Общая структура стероидов и принятая нумерация атомов в стеране прведены ниже:

Характерная особенность большинства природных стероидов – наличие кислородосодержащего заместителя у С-3, метильных групп С-18 и С-19, а также алифатического заместителя R у С-17.

По величине углеродной цепи этого заместителя стероиды делятся на группы, которые приведены в таблице:

Число атомов углерода в радикале

Название углеводорода, составляющего основной скелет

Группа стероидов

0

Мужские половые гормоны.

0

Женские половые гормоны (эстрогены).

Женские половые гормоны (гестагены) и гормоны коркового вещества надпочечников.

Транс- и цис- стереоизомеры

Сочленение колец А и В и С и D может быть цис- или транс-.

Применительно к стероидам речь идёт об цис и транс-декалинах.

Декалин – бициклический насыщенн углеводород, получаемый при исчерпывающем гидрировании нафталина.

В зависимости от конфигурации атомов С-9 и С-10 декалин существует в виде двух стереоизомеров:

В природных стероидах кольца В и С всегда, а кольца С и D почти всегда транс-сочленены, в то время как кольца А и В могут иметь как транс-, так и цис-сочленения.

Все циклогексановые кольца находятся в конформации кресла.

Положение атомов водорода и заместителей снизу или сверху от условной плоскости кольца обозначают буквами альфа и бета соответственно.

Стереохимия сочленения колец А и В указывается по ориентации атома водорода в 5-м положении: 5 альфа-стероид имеет транс-, а 5 бета-стероид – цис-сочленение колец А и В.

При обычном написании формул стероидов циклический скелет принято изображать плоским:

Стерины

Особенностью стеринов является то, что радикал R у атома углерода С-17 включает 8 атомов углерода.

В качестве обязательного заместителя стерины содержат гидроксильную группу при С-3, т.е. являются вторичными спиртами (поэтому в их названии часто присутствует окончание –ол).

Холестерин

Холестерин (холестерол) – наиболее распространённый представитель стеринов.

Присутствует практически во всех животных липидах, крови и желчи.

Особенностью его структуры является наличие двойной связи в кольце В между С-5 и С-6.

Восстановление этой двойной связи приводит к двум стереоизомерам – холестанолу и копростанолу:

Свойства и функии холестерина

Очищенный холестерин – белое кристалическое вещество, обладающее оптической активностью. Температура его плавления 150 градусов. Холестерин нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях.

В организме холестерин встречается как в свободном состоянии, так и в связанном, в виде сложных эфиров. В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина.

Из общего количества холестерина, содержащегося в организме (250 г при массе тела 65 кг) только 20 % его поступает с пищей. Основное количество холестерина синтезируется из уксусной кислоты.

Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включая кортизол, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона.

Нарушение обмена холестерина приводит к его отложению на стенках артерий и, как следствие – к уменьшению эластичности сосудов (атеросклерозу). Кроме того, холестерин накапливается в виде желчных камней.

Витамин D

При облучении ультрафиолетом некоторых стеринов, например эргостерина, происходит размыкание кольца В и образование продуктов, относящихся к витаимам группы D.

Желчные кислоты

В печени стерины, в частности холестерин, превращаются в желчные кислоты.

Желчные кислоты играют важную роль в процессах переваривания и всасывания жиров; способствуют росту и функционированию нормальной кишечной микрофлоры.

Алифатическая боковая цепь у С-17 в желчных кислотах, производных углеводорода холана, состоит из 5 атомов углерода и включает концевую карбоксильную группу.

Желчные кислоты подразделяют на первичные и вторичные.

Первичными называют желчные кислоты непосредственно секретируемые печенью. К ним относятся:

1. холевая кислота и

2. хенодезоксихолевая кислота.

Вторичные кислоты образуются из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры.

К вторичным желчным кислотам относятся:

1. дезоксихолевая кислота,

3. урсодезоксихолевая кислоты.

Из вторичных в кишечно-печёночной циркуляции во влияющем на физиологию количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая затем печенью в составе желчи.

Из желчных кислот наиболее распространённой является холевая кислота.

Желчные кислоты находятся в организме обычно в виде амидов. По карбоксильной группе (посредством пептидной связи кним присоединены остатки глицина H₂NCH₂COOH или таурина H₂NCH₂CH₂SO₃H).

Натриевые и каливые соли этих соединений обладают поверхностно-активными свойствами. Эмульгируя жиры пищи, они улучшают их усвоение, а также активируют фермент липазу, катализирующий гидролиз жиров.

Сердечные гликозиды

Сердечные гликозиды – это соединения, у которых роль агликона выполняет стероидная часть молекулы. В этом случае агликон называют генином.

К генинам сердечных гликозидов растительного происхождения относятся дигитоксигенин и строфантидин.

Особенности их структуры – наличие ненасыщенного гамма-лактионовое кольца у С-17 и цис-сочленение колец С и D. Остатки углеводов присоединяются за счёт гидроксильной группы у С-3 стероида.

Связь между молекулой углевода и генином является бета-гликозидной.

Примером сердечного гликозида может служить ланатозид А, выделяемый из наперстянки:

В небольших количествах сердечные гликозиды возбуждают сердечную деятельность, а именно оказывают кардиотоническое действие, проявляющееся в замедлении частоты и усилении сердечных сокращений. По этой причине они используются в кардиологии.

В больших же дозах сердечные гликозиды являются ядами. При отравлении ими возникают нарушения деятельности сердца, органов пищеварения, нервной системы и пр.

Выделяются сердечные гликозиды из различных видов наперстянки (дигиталиса), ландыша, горицвета и других растений.

Стероидные гормоны

Классификация гормонов

Гормонами называют биологически активные вещества, образующиеся в результате деятельности желез внутренней секреции и принимающие участие в регуляции обмена веществ и физиологических функций в организме.

Гормоны – промежуточное звено между нервной системой и ферментами. Синтезированные в железах внутренней секреции гормоны переносятся током крови к органам-мишеням и там либо повышают каталитическую активность соответствующих ферментов, либо ускоряют их биосинтез.

Классифицируют гормоны по месту их секретирования в кровь. В соответсвии с этой «анатомической» классификацией различают гормоны щитовидной железы, надпочечников, половых желез и т.д.

Согласно химической классификацией все известные гормоны можно разделить на три группы:

1. Аминокислоты и продукты их превращений.

В эту группу включают тироксин и родственные гормоны щитовидной железы, а также катехоламиновые гормоны – адреналин и норадреналин.

2. Пептиды и белковые гормоны.

Они составляют наиболее представительную группу гормонов, в которую входят некоторые олигопептиды (вазопрессин), простые белки, гормон роста соматотропин, инсулин) и сложные белки – гликопротеины, в частности пролактин, стимулирующий развитие молочных желёз.

3. Производные стероидов.

К ним относятся гормоны коркового вещества надпочечников, или кортикостероиды, мужские и женские половые гормоны.

Стероидные гормоны

Кортикостероиды.

Кортикостероиды образуются в корковом веществе надпочечников и регулируют углеводный и солевой обмен.

Их боковая цепь у С-17 включает два атома углерода в виде гидроксикетонной группировки.

Примерами служат кортикостерон и преднизолон, важной структурной характеристикой которых является система альфа, бета-ненасыщенного кетона в кольце А.

Кортикостерон действует как антагонист инсулина, повышая содержание глюкозы в крови.

Преднизолон – синтетический кортикостероид, по действию превосходящий свои природные аналоги.

Кортикостероиды – гормоны, обладающие противовоспалительным действием. По этой причине они использутся при лечении кожных воспалительных болезней, ревмаизма и пр.

Половые гормоны.

Половые гормоны вырабатываются половыми органами и регулируют половые функции. К их числу относятся женские ( гестагены и эстрогены ) и мужские половые гормоны ( андрогены ).

Гестагены (лат. gesto — носить, быть беременной+греч. genes — порождающий, производящий), или гормоны беременности, образуются в жёлтом теле яичников. Они, как и кортикостероиды, являются производными прегнана.

Наибольшей активностью среди них обладает прогестерон, боковая цепь которого представляет собой ацетильную группу.

Прогестерон подготавливает эндометрий матки к имплантации оплодотворенной яйцеклетки, а после ее имплантации способствует сохранению беременности: подавляет активность гладкой мускулатуры матки, поддерживает в центральной нервной системе доминанту беременности; стимулирует развитие концевых секреторных отделов молочных желез и рост матки, синтез стероидных гормонов; оказывает иммунодепрессивное действие, подавляя реакцию отторжения плодного яйца. Стимулирует секрецию кожного сала.

Недостаток прогестерона в организме является одной из частых причин бесплодия нарушения менструального цикла и спонтанного прерывания беременности.

Эстрогены контролируют менструальный цикл у женщин.

Наиболее важны эстрон и эстрадиол, производные углеводорода эстрана.

Отличительный признак их структуры – наличие ароматического кольца А, а также отсутствие боковой цепи у С-17 и метильной группы у С-10.

Эстрогены оказывают сильное феминизирующее влияние на организм. Они стимулируют развитие матки, маточных труб, влагалища, стромы и протоков молочных желез, пигментацию в области сосков и половых органов, формирование вторичных половых признаков по женскому типу, рост и закрытие эпифизов длинных трубчатых костей.

Способствуют своевременному отторжению эндометрия и регулярным кровотечениям.

Стимулируют синтез ряда транспортных белков (тироксинсвязывающий глобулин, транскортин, трансферрин, протеин, связывающий половые гормоны), фибриногена.

Оказывают прокоагулянтное действие, индуцируют синтез в печени витамин К-зависимых факторов свертывания крови (II, VII, IX, X), снижают концентрацию антитромбина III.

Андрогены стимулируют развитие вторичных мужских половых признаков и выработку спермы.

Главные мужские половые гормоны – андростерон и более активный тестостерон.

В основе их структуры лежит скелет углеводорода андростана. Боковая цепь при С-17 у них отсутствует, но сохраняются обе «ангулярные» метильные группы.

Андрогены оказывают сильное анаболическое и анти-катаболическое действие, повышают синтез белков и тормозят их распад.

Понижают уровень глюкозы в крови.

Увеличивают мышечную массу и силу.

Способствуют снижению общего количества подкожного жира и уменьшению жировой массы по отношению к мышечной массе, но могут увеличить отложения жира по мужскому типу (на животе) при одновременном уменьшении отложений жира в типично женских местах (ягодицы и бедра, грудь).

Понижают уровень холестерина и липидов в крови, тормозят развитие атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний, но в меньшей степени, чем эстрогены (отчасти именно поэтому у мужчин продолжительность жизни меньше и сердечно-сосудистые заболевания чаще и развиваются в более молодом возрасте, чем у женщин).

Андрогены вызывают появление или развитие мужских вторичных половых признаков: понижение и огрубление голоса, рост волос на лице и теле по мужскому типу, превращение пушковых волос на лице и теле в терминальные, усиление секреции пота и изменение его запаха.

При определённой генетической предрасположенности (наличии в коже головы фермента 5-альфа-редуктазы) андрогены могут вызывать облысение головы по мужскому типу.

Источник

Стероиды

Стероиды — вещества животного или реже растительного происхождения, обладающие высокой биологической активностью. Стероиды образуются в природе из изопреноидных предшественников. Особенностью строения стероидов является наличие конденсированной тетрациклической системы гонана (прежнее название — стеран). Ядро гонана в стероидах может быть насыщенным или частично ненасыщенным, содержать алкильные и некоторые функциональные группы — гидроксильные, карбонильные или карбоксильную. [1]

В регуляции обмена веществ и некоторых физиологических функций организма участвуют стероидные гормоны. Ряд синтетических гормонов, например, преднизолон, по действию на организм превосходят природные аналоги. В группу стероидов входят содержащиеся в организме человека стероидный спирт холестерин, а также желчные кислоты — соединения, имеющие в боковой цепи карбоксильную группу, например, холевая кислота.

К стероидам относятся также сердечные гликозиды — вещества растительного происхождения (из наперстянки, строфанта, ландыша), регулирующие сердечную деятельность. В гликозидах стероидный фрагмент соединен гликозидной связью с олигосахаридом. [2]

Стероидогенез

Стероидогенез — биологический процесс, при котором стероиды образуются из холестерина и превращаются в другие стероиды. Пути стероидогенеза отличаются у различных видов, но путь стероидогенеза человека показан на рисунке.

Продукты стероидогенеза включают:

См. также

Примечания

Полезное

Смотреть что такое «Стероиды» в других словарях:

СТЕРОИДЫ — (от греческого stereos твердый и eidos вид, форма), класс органических соединений. Широко распространены в живой природе. К стероидам относятся холестерин, желчные кислоты, витамины группы D, половые гормоны, гормоны надпочечников… … Современная энциклопедия

СТЕРОИДЫ — класс органических соединений; полициклические спирты, кетоны, кислоты и др. Широко распространены в живой природе. К стероидам относятся стерины, желчные кислоты, витамины группы D, половые гормоны, гормоны надпочечников (кортикостероиды).… … Большой Энциклопедический словарь

Стероиды — (от греческого stereos твердый и eidos вид, форма), класс органических соединений. Широко распространены в живой природе. К стероидам относятся холестерин, желчные кислоты, витамины группы D, половые гормоны, гормоны надпочечников… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СТЕРОИДЫ — класс органич. полициклич. соединений, широко распространённых в живой природе; производные замещённого пергидроциклопентанофенантрена. Общий биогенетич. предшественник С. сквален, превращающийся в С. через тритерпеноидные спирты ланостерин (у… … Биологический энциклопедический словарь

СТЕРОИДЫ — см. Стерины. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

СТЕРОИДЫ — группа природных и синтетических химических соединений производных частично или полностью гидрированного 1,2 циклопентенофенантрена типа в молекулярном скелете которых 17 атомов углерода образуют 4 сочлененных кольца A, B, C, D. Стероиды широко… … Энциклопедия Кольера

Стероиды — класс органических соединений, относящихся по химической природе к изопреноидам (См. Изопреноиды). Различные виды С. широко распространены в живой природе и встречаются у микроорганизмов, растений и животных; одно из основных направлений… … Большая советская энциклопедия

стероиды — ов; мн. (ед. стероид, а; м.). Фарм. Химические препараты, влияющие на ускоренный рост мышц (признаны допингом и запрещены для употребления спортсменами; используются в животноводстве при выращивании скота). Стероидный, ая, ое. * * * стероиды… … Энциклопедический словарь

СТЕРОИДЫ — группа биологически важных природных соединений (спирты, кетоны, кислоты и др.), в основе структуры к рых лежит скелет гонана (стерана; см. ф лу). Содержатся во всех растит. и животных организмах. К С. относятся стерины, витамины группы D,… … Естествознание. Энциклопедический словарь

стероиды — стериды группа органических веществ растительного и животного происхождения, включающая стерины, витамины группы D, половые гормоны, гормоны коры надпочечников (кортикостероиды), а также различные сердечные гликозиды (сапонины), нек рые алкалоиды … Словарь иностранных слов русского языка

Источник