Строение стероидов их синтез и секреция.

 

 

Стероиды обладают необычайно большим разнообразием биологических возможностей, в их число входят: восстановительные процессы в органах и тканях, деление клеток, защитные процессы (некоторые иммунные возможности), обмен веществ (жиров и углеводов), развитие мышечных тканей и многое другое.

Обычно стероиды разделяют по типу их воздействия и по способу их синтезирования, по второму способу стероиды делятся на глюкокортикостероиды, гонадотропные, минералкортикостероиды (глюкокортикостероиды – синтезируются в коре надпочечников).

По первому типу стероиды разделяются на андрогенный, эстрогенные, анаболические и катаболические стероиды. Я думаю здесь не нужно объяснять, почему именно так.

По сути, стероиды не что иное, как жиросжигатели или гормоны способные бороться с жировыми отложениями. Структура стероида представляет собой соединение из четырех колец, три циклогесановых кольца и одно циклопентановое. Подробнее можно увидеть на рисунке.

На следующем рисунке можно увидеть положение углеводов в стероидах.

СКВАЛЕН.

Синтез стероида начинается со сквалена. Сквален – это сложная линейная молекула ароматического типа. Сквален изображен на третьем рисунке.

Сквален – это важнейший промежуточный этап в метаболизме стероидов. Часто встречается в организме растений и животных. Сквален впервые был получен путем его выведения из печени акулы. Превращение сквалена на уровне ферментов в холестерин(любые стерины), начинается с первичного преобразования в ланостерит. Данное превращение возможно при окислении концевой связи сквалена.

Данный процесс, возможно, является наисложнейшей химической реакцией во всей биологической химии.

ХОЛЕСТЕРОЛ.

Второй этап в синтезе стероида. Холестерол – непосредственный предшественник полового стероида. Лимитирующим этапом в данном случае является отслоение боковой цепи холестерола. Идентично происходит и процесс мутации холестерола в прегненолон как в яичниках и семенниках, так и в надпочечниках. Отличие лишь одно в некоторых случаях процесс происходит благодаря ЛГ, а не АКТГ.

ПРЕГНЕНОЛОН.

Стероиды по своим функциям практически идентичны на молекулярном и клеточном уровнях. Как я уже говорил стероиды – жиросжигатели, по этой причине они без особых проблем проникают сквозь клеточную мембрану прямо в цитоплазму, после чего сливаясь с рецептором морфируют в рецептор-стероид. Далее в реацкции следует димеризация (образование двойной молекулы димера), после чего получаемый в процессе димер, соединяется с клеточным ДНК. Изображение данного процесса можно увидеть ниже.

Процесс воздействия стероидов на гены и производство белка, крайне сложная к растолкованию вещь. В данном случае существует несколько “НО” – воздействие на ген зависит от множества факторов (тип клетки и т.д.), также синтезируемые белки зачастую морфируются с ДНК, отвечающим за работоспособность других генов. В общем, я не буду углубляться в дебри, а просто оставлю желание или нежелание изучать данный вопрос отдельно на ваше усмотрение.

Далее будет представлено описание структуры некоторых стероидов.

ТЕСТОСТЕРОН.

Тестостерон - первый стероид структуру и превращение, которого мы изучим подробно.

Есть два пути осуществления метаболических превращений тестостерона. Первый способ это окисление. А второй это создание связи между первичным кольцом и третьей кетогруппой.

Первый способ характерен для большинства тканей, в их число входит и печень, в его результате на выходе мы получаем 17-кетостероиды (данные кетостероиды отличаются более малой активностью или ее полным отсутствием, по сравнению с первичным соединением).

Второй способ – способ менее эффективный, ведущий к образованию активного метаболита ДТГ и эстродиола, а также агдростандиола.

Из всего этого можно делать вывод, тестостерон частично является прогормоном, для такого вывода есть 2 причины. Первое: тестостерон синтезируется в более активный дигидротестостерон; Второе: данное превращение преимущественно происходит в тканях.

Тестостерон, а особенно свободный тестостерон, в связи с альбумином, способен с легкостью проникать в целевые клетки. Внутри этих клеток и происходит метаморфоза тестостерона в эстрадиол и дигидротестостерон. Дигидротестостерон образуется в предстательной железе в количестве 300 мкг в сутки. В свою очередь эстрадиол образуется в яичках и за их пределами в количества 40 мкг. Высоко активный андроген – андростандиол, также получается из тестостерона.

БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ТИПЫ ТЕСТОСТЕРОНА.

Более сложные и комплексные эфиры тестостерона образованы путем соединения боковых цепей атомов (Углевод, водород, кислород) и малекулы тестостерона. Таким путем образуются: тестостерон энантат, ципионат и пропионат. Сложные тестостероны дольше попадают в кровь, они обладают сниженной растворимостью в воде и повышенными функциями жиросжигателя. Сложные эфиры в соединении с тестостероном, превращают его в неактивный тестостерон. Мешая, таким образом, его связи с рецепторами. Активация стероида происходит благодаря ферменту эстеразе, данный фермент способен отщеплять сложные эфиры и возобновлять реакцию воссоединению тестостерона и рецептора.

ТЕСТОСТЕРОН ЦИПИОНАТ.

Тестостерон ципионат входит в число самых сложных эфиров тестостерона. Основное отличие тестостерон ципионата заключается в его формуле, в ней вместо водорода в группе С17, к нему прицеплено 8 атомов углерода, кольца циклопентана и одна кармоновая группа (=О) (боковая цепь).  Сложные эфиры обладают способностью, соединятся не только с тестостероном, но и с другими стероидами. Морфирование тестостерона в дигидротестостерон, происходит в яичках и за их пределами, с помощью 5альфа-редуктазы.

ДГТ(ДИГИДРОТЕСТОСТЕРОН).

С помощью 5альфа-редуктазы в ДТГ превращаются не все стероиды. Особенности ферментов, позволяются соединяться каждому из них только с определенным субстратом (по своему действию данная особенность схожа на систему замок/ключ).

НАНДРОЛОН ДЕКАНОАТ.

Как можно заметить отличие нандролона от тестостерона заключается в отсутствии метиловой группы (СН3), на ее месте находится водород С10. Нандролон конвертируется также с помощью 5альфа-редукозе, возможно это благодаря его схожести с тестостероном (на выходе получается дигидронандролон, схожий с ДТГ).

Стероиды (не все) имеют предрасположенность к ароматизации (превращение андрогеновых веществ в эстрогеновые, при участии ароматазы – отсюда и название). Ниже представлен пример метаморфозы тестостерона в эстрадиол.

Проведя сравнение тестостерона и эстродиола можно сделать вывод о том, что отсутствует метиловая группа в С10, а на позиции С3 кислород конвертировался в гидроксильную группу. Процесс ароматизации вызвал потерю углерода и образование двоичных цепей (для свершения ароматизации в составе стероида должна находится метиловая группа С10, именно из-за отсутствия метила нандролон не превращается в андроген). Также нандролон не может конвертироваться в эстроген по причине видоизмененности своей формулы (в таких условиях ароматоза перестает выполнять свои функции).

ОКСАНДРОЛОН.

Ярким примером невозможности конвертации в эстроген по причине измененной формулы является оксандролон. В нем присутствует метил на позиции С10, однако отсутствует углерод (С2), на его месте находится кислород. Как я уже говорил, в таких условиях ароматоза не справляется со своими функциями.

СТАНАЗОЛОЛ.

Станозолол также следует отнести к числу неспособных к ароматизации стероидов. Станозолол обладает пятью кольцами в своей структуре, что и препятствует его ароматизации.

Еще одной конвертацией свойственной некоторым стероидам является 17 альфа-алькилирование, в данном случае на позицию С17 присоединяется метиловая группа СН3. Попадая в печень, данные стероиды фактически не видоизменяются, также они обладают большим временем распада. Примером такой мутации является описанный выше оксандролон. Еще одна их особенность заключается в том, что оральные стероиды такого типа более токсичны, чем их инъекционные собратья.

В ниже представленной таблице вы найдете свойства стероидов(возможных превращений) не описанных в этой статье.

Таблица возможных превращений стероидов: