Steroidy sú skupinou organických zlúčenín s charakteristickou molekulárnou štruktúrou zloženou zo štyroch vzájomne prepojených uhlíkových kruhov. V tele vykonávajú rôzne funkcie, pôsobia ako hormóny a regulujú metabolické, zápalové, reprodukčné a imunologické procesy.
Steroidy možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín: pohlavné steroidy, ako sú mužské (testosterón) a ženské (estrogén a progesterón) pohlavné hormóny, a anabolické steroidy, ktoré sú syntetické a majú za úlohu podporovať zvýšenie svalovej hmoty a zlepšovať športový výkon.
Napriek ich rozmanitým funkciám a výhodám môže bezohľadné užívanie anabolických steroidov predstavovať vážne zdravotné riziká, ako je poškodenie pečene, srdcové problémy, výkyvy nálad a chemická závislosť. Preto je dôležité užívať tieto látky iba pod lekárskym dohľadom a zodpovedne.
Steroidy: definícia a hlavné funkcie v ľudskom tele.
Os steroidy sú organické zlúčeniny s molekulárnou štruktúrou charakterizovanou prítomnosťou štyroch vzájomne prepojených uhlíkových kruhov. V ľudskom tele plnia rôzne funkcie, pôsobia ako hormóny, regulujú metabolické procesy a zohrávajú zásadnú úlohu vo vývoji a fungovaní organizmu.
Existujú rôzne typy steroidy, klasifikované podľa ich pôvodu a funkcie. steroidy Napríklad pohlavné sú produkované pohlavnými žľazami a hrajú kľúčovú úlohu v pohlavnej diferenciácii a vývoji sekundárnych pohlavných znakov. steroidy Anabolické steroidy sa používajú na podporu rastu svalov a zlepšenie fyzickej výkonnosti.
Štruktúra steroidy Vďaka tomu ich bunky tela ľahko vstrebávajú, kde vykonávajú svoje špecifické funkcie. Okrem toho môžu pôsobiť aj ako chemickí poslovia, prenášajú signály medzi bunkami a regulujú génovú expresiu.
Preto je nevyhnutné udržiavať primeranú rovnováhu týchto látok pre zabezpečenie dobrého zdravia a fyzickej výkonnosti.
Klasifikácia steroidov: Pochopenie rôznych kategórií a ich aplikácií v ľudskom tele.
Steroidy sú organické zlúčeniny s charakteristickou molekulárnou štruktúrou zloženou zo štyroch uhlíkových kruhov. V ľudskom tele vykonávajú rôzne funkcie, pôsobia ako hormóny a regulujú fyziologické a metabolické procesy. Steroidy sa klasifikujú na základe ich štruktúry a funkcie a delia sa do rôznych kategórií.
Steroidy možno rozdeliť na pohlavné steroidy, ako sú mužské pohlavné hormóny (androgény) a ženské pohlavné hormóny (estrogény), adrenokortikálne steroidy, ako je kortizol, a anabolické steroidy, ako je testosterón. Každá kategória steroidov má v ľudskom tele špecifické funkcie a pôsobí v rôznych procesoch.
Pohlavné steroidy, ako je testosterón a estrogén, hrajú zásadnú úlohu v regulácii sexuálneho vývoja, reprodukcie a zdravia pohlavných orgánov. Adrenokortikálne steroidy, ako je kortizol, sa podieľajú na regulácii metabolizmu, imunitného systému a stresovej reakcie.
Na druhej strane, anabolické steroidy, ako napríklad syntetický testosterón, sa používajú na podporu rastu svalov a zlepšenie športového výkonu. Ich zneužívanie však môže spôsobiť vážne vedľajšie účinky, ako je poškodenie pečene a kardiovaskulárne problémy.
Je dôležité zdôrazniť, že užívanie steroidov sa musí vykonávať pod lekárskym dohľadom, aby sa zabezpečila ich bezpečnosť a účinnosť.
Objavte chemické zloženie steroidov podrobne a zjednodušeným spôsobom.
Steroidy sú organické zlúčeniny s charakteristickou chemickou štruktúrou, ktorá pozostáva zo štyroch vzájomne prepojených uhlíkových kruhov. Ich chemické zloženie zahŕňa aj atómy vodíka a kyslíka, ako aj funkčné skupiny, ako je hydroxylová skupina (-OH) a ketónová skupina (-C=O).
Steroidy sa delia do rôznych skupín na základe ich štruktúry a funkcie. Najznámejšie steroidy sú steroidné hormóny, ktoré hrajú kľúčovú úlohu pri riadení rôznych telesných funkcií. Medzi najdôležitejšie steroidné hormóny patria pohlavné hormóny, ako je estrogén a testosterón.
Okrem steroidných hormónov zahŕňajú steroidy aj zlúčeniny ako cholesterol, ktorý je nevyhnutný pre zloženie bunkových membrán, a anabolické steroidy, ktoré sa používajú na zvýšenie svalovej hmoty a zlepšenie športového výkonu.
V tele vykonávajú rôzne funkcie vrátane kontroly životne dôležitých funkcií a zvyšovania svalovej hmoty. Pochopenie chemického zloženia steroidov je nevyhnutné pre pochopenie ich rôznych účinkov na telo.
Hlavné steroidy: čo sú to a na čo sú?
Steroidy sú organické zlúčeniny s charakteristickou uhlíkovou kruhovou štruktúrou. V tele vykonávajú rôzne funkcie, pôsobia ako hormóny, metabolické regulátory a štrukturálne zložky bunkových membrán. Steroidy možno rozdeliť do rôznych skupín, pričom hlavnými sú: pohlavné steroidy, anabolické steroidy a kortikosteroidy.
Os pohlavné steroidy Patria sem hormóny ako testosterón, estrogén a progesterón, ktoré zohrávajú zásadnú úlohu v regulácii reprodukčného systému a sekundárnych pohlavných znakov. Sú nevyhnutné pre sexuálny a reprodukčný vývoj, okrem toho, že ovplyvňujú správanie a metabolizmus.
Os anabolické steroidy Ide o syntetické deriváty testosterónu používané na podporu rastu svalov a zlepšenie športového výkonu. Fungujú tak, že zvyšujú syntézu bielkovín a znižujú únavu, čo vedie k nárastu svalovej hmoty a sily. Ich zneužívanie však môže spôsobiť vážne vedľajšie účinky, ako je poškodenie pečene a zmeny v kardiovaskulárnom systéme.
Os kortikosteroidy Sú to hormóny produkované nadobličkami, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v regulácii metabolizmu, imunitnej odpovede a zápalu. Používajú sa na liečbu rôznych zdravotných stavov, ako sú autoimunitné ochorenia, alergie a zápaly. Dlhodobé užívanie však môže spôsobiť vedľajšie účinky, ako je zvýšený krvný tlak a potlačenie imunitného systému.
Ich užívanie by sa však malo vykonávať opatrne a pod lekárskym dohľadom, aby sa predišlo možným nežiaducim účinkom. Je nevyhnutné pochopiť vlastnosti, štruktúru a funkcie rôznych typov steroidov, aby sa zabezpečilo ich bezpečné a účinné užívanie.
Charakteristika, štruktúra, funkcie a klasifikácia steroidov
Os steroidy sú lipidy (tuky) a sú klasifikované ako také, pretože sú hydrofóbne zlúčeniny, a preto nerozpustné vo vode. Na rozdiel od iných známych lipidov pozostávajú steroidy z jadra so 17 atómami uhlíka, ktoré sa skladá zo štyroch kondenzovaných alebo prepletených kruhov, pomenovaných písmenami A, B, C a D.
Termín „steroid“ zaviedol Callow v roku 1936 na označenie skupiny zlúčenín, ktoré zahŕňali steroly, saponíny, žlčové kyseliny, pohlavné hormóny a kardiotoxikanty.
Stovky steroidov sa nachádzajú v rastlinách, zvieratách a hubách. Všetky sú odvodené od tej istej molekuly nazývanej cyklopentánperhydrofenantrén, sterán alebo „gonán“. Táto molekula poskytuje štyri kruhy, z ktorých tri sú tvorené šiestimi atómami uhlíka, každý nazývaný cyklohexán (A, B a C), a posledných päť cyklopentán (D).
Cholesterol je biologicky najdôležitejší steroid. Je prekurzorom vitamínu D, progesterónu, testosterónu, estrogénu, kortizolu, aldosterónu a žlčových solí. Je súčasťou štruktúry membrán živočíšnych buniek a podieľa sa na bunkových signálnych systémoch.
Prírodné steroidy sú látky syntetizované živými organizmami, ktoré vykonávajú rôzne funkcie.
U ľudí sú niektoré steroidy súčasťou bunkových membrán, kde vykonávajú funkcie súvisiace so stupňom tekutosti membrán; iné pôsobia ako hormóny a ďalšie sa podieľajú na emulzii tukov v tráviacich procesoch.
V rastlinách sú steroidy súčasťou membrán, podieľajú sa na raste bočných koreňov, raste a vývoji sadeníc a kvitnutí.
Hoci steroidy neboli u húb rozsiahlo študované, sú súčasťou štruktúry ich membrán, pohlavných hormónov a rastových faktorov. U hmyzu, vtákov a obojživelníkov sú steroidy súčasťou hormónov, membrán a niektorých jedov.
Charakteristika steroidov
Keď sa hovorí o steroidoch, mnohí ľudia si ich spájajú s ergogénnymi pomôckami, podvádzaním alebo nekalými výhodami. Táto súvislosť súvisí s užívaním určitého typu steroidov na zvýšenie svalovej hmoty, ktoré bežne používajú športovci. Tieto typy steroidov sa nazývajú „anabolicko-androgénne steroidy“.
Hoci tieto prírodné a niektoré syntetické steroidy slúžia na podporu rastu a vývoja kostrovej svalovej hmoty, steroidy plnia mnoho ďalších funkcií a sú široko používané v oblasti farmakológie.
Steroidy sa používajú ako protizápalové lieky pri procesoch, ktoré postihujú kĺby; pri liečbe rakoviny ako premedikácia spolu s chemoterapiou a sú súčasťou niektorých liekov používaných na bronchiálnu astmu.
Perorálne kontraceptíva sú steroidné hormóny. Používajú sa lokálne na liečbu ekzému atď.
Používanie steroidov je dôležité aj v agrobiznise, pretože sa používajú ako koreňové činidlá na podporu rastu koreňov a výhonkov. Používajú sa na reguláciu kvitnutia plodín atď.
Štruktúra
Steroidy sú deriváty cyklopentánperhydrofenantrénu, ku ktorým je na uhlíku 17 pridaných niekoľko funkčných skupín a bočný reťazec. Funkčné skupiny zahŕňajú okrem iného hydroxylové, metylové, karboxylové alebo karbonylové skupiny. V niektorých steroidoch sú pridané dvojité väzby.
Dĺžka a štruktúra bočného reťazca odlišuje rôzne steroidy. Steroidy s hydroxylovou (-OH) funkčnou skupinou sa klasifikujú ako alkoholy a nazývajú sa „steroly“.
Zo základnej štruktúry steránu so štyrmi kondenzovanými kruhmi, troch cyklohexánov označených písmenami A, B a C a cyklopentánu označeného písmenom D sa tvoria stovky prírodných a syntetických steroidných štruktúr.
U ľudí sa z cholesterolu syntetizujú tri skupiny hormónov: mineralokortikoidy, ako je aldosterón, glukokortikoidy, ako je kortizol, pohlavné hormóny, ako je testosterón, a estrogény a progestogény, ako je progesterón.
Cholesterol sa tiež používa na syntézu vitamínu D a žlčových solí.
Zdroje
Steroidy plnia veľmi dôležité a rozmanité funkcie. Cholesterol napríklad stabilizuje bunkové membrány a podieľa sa na mechanizmoch bunkovej signalizácie. Iné steroidy plnia hormonálne funkcie a podieľajú sa na tráviacich procesoch prostredníctvom žlčových solí.
U ľudí sa steroidné hormóny uvoľňujú do krvného obehu, odkiaľ sú transportované do „cieľových“ orgánov. V týchto orgánoch sa tieto molekuly viažu na jadrové receptory, čím spúšťajú fyziologické reakcie reguláciou expresie špecifických génov.
Steroidy sa takto podieľajú na regulácii metabolizmu sacharidov a bielkovín, na kontrole hladín elektrolytov v krvi a osmolarity plazmy.
Majú protizápalové vlastnosti, niektoré sa uvoľňujú v reakcii na stres, čím zvyšujú krvný tlak a hladinu cukru v krvi.
Iné steroidy súvisia s mužským a ženským reprodukčným systémom. Podieľajú sa na vývoji a udržiavaní odlišných pohlavných znakov každého pohlavia a ďalšie majú špecifické funkcie počas tehotenstva.
Fytosteroly sa nachádzajú v štruktúre rastlinných membrán s rovnakou funkciou, akú má cholesterol pri stabilizácii živočíšnych membrán, a ergosterol sa nachádza v membránach vláknitých húb a kvasiniek.
Najdôležitejšie rastlinné steroidy (fytosteroly) sú: β-sitosterol, stigmasterol a kampesterol.
Steroidy sa nachádzajú v hmyze, vtákoch a obojživelníkoch, a to ako v ich membránach, tak aj v štruktúrach mnohých ich hormónov a niektorých jedov. Steroidy sú tiež súčasťou štruktúry niekoľkých hubových jedov.
Druhy steroidov (klasifikácia)
Štvorkruhová štruktúra cyklopentánperhydrofenantrénu, spoločná pre všetky steroidy, umožňuje stovky substitúcií v každej pozícii, čo značne sťažuje klasifikáciu.
Existuje niekoľko klasifikácií steroidov. Najjednoduchšie ich rozdeľujú do dvoch typov: prírodné a syntetické. V roku 1950 však bola vyvinutá klasifikácia založená na počte atómov uhlíka; táto klasifikácia zahŕňa päť typov:
- Cholestány s 27 atómami uhlíka, napríklad: cholesterol
- Colanos s 24 atómami uhlíka, napríklad: kyselina cholová
- U tehotných žien s 21 atómami uhlíka, napríklad: progesterón
- Androstania s 19 atómami uhlíka, príklad: testosterón
- Cudzinci s 18 atómami uhlíka, napríklad: estradiol
Následne bola štruktúrovaná nová klasifikácia, ktorá zohľadňuje počet atómov uhlíka v bočnom reťazci a funkčné skupiny uhlíka číslo 17.
Táto klasifikácia zahŕňa 11 typov steroidov vrátane: androstanu, pregnánu, cholánu, cholestanu, ergostánu, stigmastanu, lanostánu, kardanolidov, bufanolidov a spirostanov.
Cudzinec
Steroidy s estrániovým skeletom majú 18 atómov uhlíka a v bočnom reťazci pripojenom k uhlíku 17 aromatický kruh A bez metylovej skupiny na uhlíku 10. Estrogény sú prirodzené steroidy tejto triedy a príkladom je estradiol.
Androstán
Androgény sú prirodzene sa vyskytujúce steroidy, ktoré majú androstánový skelet, tiež s 18 atómami uhlíka, a substituent „keto“ pripojený k 17-uhlíkovému bočnému reťazcu. Príkladmi androgénov sú testosterón a androstendión.
Tehotná
Steroidy v tehotnej žene majú 21 atómov uhlíka a dva atómy uhlíka v 17-uhlíkovom bočnom reťazci. Táto skupina zahŕňa progesterón a nadobličkové steroidy, kortizol a aldosterón.
Colano
Žlčové soli obsahujú steroidy s cholanovým skeletom, pozostávajúcim z 24 atómov uhlíka a s 5 atómami uhlíka v bočnom reťazci uhlíka 17. Príkladom je kyselina cholová.
Cholestan
Steroly sú steroidy s cholesterolovým reťazcom. Majú 27 atómov uhlíka a 8 v 17-uhlíkovom bočnom reťazci. Cholesterol je nepochybne najpríkladnejším sterolom.
Ergostan
Iné steroly, ako napríklad ergosterol, sú dobrými príkladmi steroidov v tejto skupine, ktoré majú ergostánový skelet s 28 atómami uhlíka a 9 atómami toho istého prvku v bočnom reťazci uhlíka 17.
Stigmastan
Stigmasterol, ďalší rastlinný sterol, má kostru zloženú z 29 atómov uhlíka, známu ako stigmastan, ktorý má 10 atómov uhlíka v bočnom reťazci uhlíka v polohe 17.
Lanostane
Lanosterol, prvý cyklizačný produkt skvalénu, prekurzora všetkých steroidov, sa skladá z kostry s 27 30 až 32 atómami uhlíka, ktorá má dve metylové skupiny na atómoch uhlíka 4 a 8 v bočnom reťazci uhlíka 17.
Tento steroid patrí do skupiny známej ako trimerylsteroly.
Cardanolidy
Srdcové glykozidy sú steroidy zložené z kardanolidových skeletov, pozostávajúcich z 23 atómov uhlíka a laktónového kruhu ako substituentu na uhlíku 17. Príkladom týchto zlúčenín je digitoxigenín.
Vreckovky
Jed ropuchy je bohatý na bufotoxín, zlúčeninu pozostávajúcu zo steroidov bufanolidového typu, charakterizovaných 24-uhlíkovou štruktúrou a laktónovým kruhom s dvojitou väzbou v bočnom reťazci na uhlíku 17.
Spirostány
Dioscín a diosgenín, steroidné saponíny produkované niektorými rastlinami, sú sapogeníny so steroidným spirostánovým skeletom. Tieto majú 27 atómov uhlíka a spirochetový kruh na uhlíku 22.
Príklady steroidov
Cholesterol pôsobením slnečného žiarenia na pokožku „rozbije“ jednu z väzieb cyklohexánu B a vytvorí dvojitú väzbu, ktorá spája CH2, čím sa premení na cholekalciferol alebo vitamín D3.
Tento vitamín je nevyhnutný pre správny metabolizmus vápnika a fosfátu pri tvorbe a udržiavaní kostnej štruktúry a zubov u zvierat.
Steroidy a hormóny
Steroidné hormóny odvodené od cholesterolu sú progestíny, kortikosteroidy (mineralokortikoidy a glukokortikoidy) a pohlavné hormóny.
Prvým hormónom produkovaným z cholesterolu je pregnenolón. Vzniká stratou šiestich uhlíkov z bočného reťazca pripojeného k 6. uhlíku cholesterolu.
Pregnenolón sa potom transformuje na progesterón, hormón, ktorého funkciou je pripraviť stenu maternice na implantáciu oplodneného vajíčka.
Ostatné steroidné hormóny sa syntetizujú z pregnenolónu a progesterónu. Kortikosterón a aldosterón sa syntetizujú postupnými hydroxyláciami progesterónu, čo je proces katalyzovaný enzýmovými komplexmi cytochrómu P450.
Následnou hydroxyláciou a následnou oxidáciou metylovej skupiny C-18 kortikosterónu sa táto premení na aldehyd a vznikne aldosterón.
Kortikosterón a aldosterón sú mineralokortikoidy, ktoré regulujú hladinu sodíka a draslíka v krvi a regulujú renálnu reabsorpciu sodíka, chloridov a vody; podieľajú sa na regulácii osmolarity plazmy.
Pohlavné hormóny sú tiež odvodené od progesterónu. Androgény sa syntetizujú v semenníkoch a kôre nadobličiek. Za týmto účelom sa progesterón enzymatickým pôsobením premieňa na 17α-hydroxyprogesterón, potom na androstendión a nakoniec sa tvorí testosterón.
Testosterón sa prostredníctvom niekoľkých enzymatických krokov nakoniec stáva β-estradiolom, čo je ženský pohlavný hormón.
Estradiol je najdôležitejší estrogén. Jeho syntéza prebieha predovšetkým vo vaječníkoch a v menšej miere v kôre nadobličiek. Tieto hormóny sa môžu produkovať aj v semenníkoch.
Referencie
- Cusanovich, M. A. (1984). Biochémia (Rawn, J. David).
- Geuns, JM (1983). Štrukturálne požiadavky na kortikosteroidy v etiolovaných sadeničkách fazule mungo. Zeitschrift for Pflanzenphysiologie , 111 (2), 141-154.
- Heftmann, ERICH (1963). Biochémia rastlinných steroidov. Ročný časopis fyziológie rastlín , 14 (1), 225-248.
- Kasal, A. (2010). Štruktúra a nomenklatúra steroidov. In Analýza steroidov (s. 1-25). Springer, Dordrecht.
- Mathews, C. K. a van Holde, K. E. (1996). Biochemistry Benjamin / Cummings Pub.
- Murray, R. K., Granner, D. K., Mayes, P. A. a Rodwell, V. W. (2014). Harperova ilustrovaná biochémia McGraw-Hill.
- Rasheed, A. a Qasim, M. (2013). Prehľad prírodných steroidov a ich aplikácií. Medzinárodný časopis farmaceutických vied a výskumu , 4 (2), 520.