Как сделать свои стероиды

Как сделать свои стероиды

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:


  • стерины (в частности, холестерин),
  • желчные кислоты,
  • стероидные гормоны,
  • кардиотонические гликозиды (карденолиды и буфадиенолиды).

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:


Стеран


Характерная особенность большинства природных стероидовналичие 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:


R
Число
атомов
углерода
в радикале
Название
углеводорода,
составляющего
основной
скелет
Группа
стероидов

Радикал

0

Андростан

Мужские половые гормоны.

Радикал

0

Эстран

Женские половые гормоны (эстрогены).

Радикал

2

Прегнан

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

Радикал

5

Холан

Желчные кислоты.

Радикал

8

Холестан

Стерины.


Транс- и цис- стереоизомеры


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


ЦИС-ТРАНС-ИЗОМЕРИЯ (геометрическая изомерия) - один из видов пространственной изомерии химических соединений; заключается в возможности расположения заместителей по одну (цис-изомер) или по разные стороны (транс-изомер) плоскости двойной связи (С = С, С = N) или неароматического цикла (напр., циклогексана).


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


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


Декалин


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


  1. транс-декалина, у которого атомы водорода у С-9 и С-10 находятся по разные
        стороны
    от воображаемой плоскости колец и
  2. цис-декалина с расположением атомов водорода у этих атомов углерода по одну
        сторону
    плоскости.

Транс- и цис-изомеры Декалина


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.


Транс- и цис-стероиды


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:


Транс- и цис-стероиды


Стерины


Стерины - группа биохимически важных веществ из группы стероидов. В основе структуры стеринов (как и других стероидов) лежит насыщенный тетрациклический углеводород стеран.


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


Холестерин


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:


Холестанол и копростанол


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.


Образование кальциферола из эргостерина


Желчные кислоты


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


Желчные кислоты (синоним: холевые кислоты, холиевые кислоты, холеновые кислоты) - органические кислоты, входящие в состав желчи и представляющие собой конечные продукты обмена холестерина.


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.


Холевая кислота


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,

2. литохолевая и

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


Гликозиды - это природные углеводосодержащие вещества органического характера, преимущественно растительного происхождения.


В состав молекулы гликозидов входит сахар (эту часть молекулы называют гликоном) и несахаристая часть - агликон, или генин. Греческая приставка "а" означает отрицание, агликон в переводе означает "несахар". Агликон и сахар соединены между собой связью, подобной сложноэфирной.


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.


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:


Ланатозид А


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.


Гормоныпромежуточное 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 и преднизолон


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


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


Функции прогестерона


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


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.


Эстрон и эстрадиол


Функции эстрогенов


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


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.


Андростерон и тестостерон


Функции андрогенов


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.


Как сделать свои стероиды 286
Как сделать свои стероиды 790
Как сделать свои стероиды 760
Как сделать свои стероиды 916
Как сделать свои стероиды 853
Как сделать свои стероиды 366
Как сделать свои стероиды 560
Как сделать свои стероиды 542
Как сделать свои стероиды 647
Как сделать свои стероиды 175
Как сделать свои стероиды 928
Как сделать свои стероиды 424
Как сделать свои стероиды 971
Как сделать свои стероиды 657
Как сделать свои стероиды 253
Как сделать свои стероиды 692
Как сделать свои стероиды 858
Как сделать свои стероиды 265
Как сделать свои стероиды 332

Похожие записи:

  • Поздравления для сослуживца по армии
  • Как сделать серебряные мостик
  • Ремонт однорычажного смесителя на кухне своими руками
  • Как сделать укол кошке в бедро одному
  • Как сделать персонажа в лего марвел