Стероидные гормоны

Содержание.

Введение ……………………………………………………………………...2

1. Общие сведения………………………………………………………...3
2. Структура и изомерия…………………………………………………..4
3. Номенклатура…………………………………………………………...8
4. Половые стероидные гормоны. Производные эстрана и андростана………………………………………………………………...12
5. Прегнановые стероидные гормоны. Кортикостероиды. Гестагены..14

6. Заключение…………………………………………………………….16

Литература…………………………………………………………………...18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        

Введение 

    На  жизнедеятельность организма человека влияет множество веществ, как полученные извне, так и синтезированные им самим. Но одними из важнейших, несомненно являются гормоны.

    Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту мышления и  физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Изучение физиологического действия эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой функции и чудо рождения детей, а также ответить на вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.

    Понятие «гормон» (от греч. hormanio – побуждаю, привожу в движение) было предложено Бейлиссом и Старлингом (1905). В настоящее время гормонами называют вещества, образующиеся в железистых клетках, выделяющиеся в кровь или лимфу и регулирующие обмен веществ и развитие организма.

    Сегодня, когда особенно важно развитие современной медицинской науки для разработки и внедрения в практическое здравоохранение инновационных технологий, необходимо знать структуру и химические свойства гормонов, что бы иметь возможность синтезировать новые, более эффективные соединения.

    В своей работе я хочу подробно изучить  номенклатуру и изомерию стероидных гормонов. 
 
 
 
 
 
 

1. Общие сведения

    В 1929 г. Бутенанд выделил первый женский  половой горой эстрон (продукт  окисления спиртовой группы эстрадиола (6 кетонной), а в 1935 г. Лякер — наиболее сильно действующий мужской половой гормон тестостерон.

    Стероидные  гормоны - один из главных классов  гормональных соединений всех видов позвоночных и многих видов беспозвоночных животных. Они являются регуляторами фундаментальных процессов жизнедеятельности многоклеточного организма - координированного роста , дифференцировки , размножения , адаптации , поведения

    Стероидные  гормоны синтезируются из холестерина, в основном, в коре надпочечников, тестикулах, яичниках и плаценте; однако, каждая ткань, продуцирующая стероиды, имеет свой собственный характерный профиль продуктов секреции.

    Стероидные  соединения плохо растворяются в  воде и хорошо в органических растворителях  и растительных маслах. Все стероидные гормоны благодаря липофильности относительно легко проникают через плазматические липопротеидные мембраны и поэтому могут свободно секретироваться клетками стероидогенных эндокринных желез и входить внутрь реагирующих клеток.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Структура и изомерия

    К стероидам относятся биологически активные соединения, главным образом, животного происхождения, являющиеся производными полициклического углеводорода гонана (старое название - стеран, систематическое  название - циклопентанпергидрофенантрен). 

    

 

    Ядро  гонана представляет собой конденсированную систему, состоящую из трех ядер циклогексана - А, B, C и ядра циклопентана - D. В функциональном плане в этой системе можно  выделить два фрагмента:

    1) система декалина, состоящая из ядер А и В и 2) система гидриндана, состоящая из циклов С и D. Нумерацию атомов в ядре гонана осуществляют последовательно, вначале в декалиновом фрагменте, а затем в гидриндановом. Ядро гонана содержит 6 асимметрических атомов углерода и может существовать в виде 64 стереоизомеров. Для анализа структуры гонана рассмотрим вначале стереохимию декалина и гидриндана. 

    

    Существуют  два изомера декалина, которые  отличаются конфигурацией общих  углеродных атомов - это цис- и транс-декалины. В цис-декалине атомы водорода у С-5 и С-10 находятся по одну сторону от воображаемой плоскости колец, а в транс-декалине - по разные стороны. Следует заметить, что цис- и транс-декалины не являются конформерами, так как не могут переходить друг в друга путем вращения вокруг связи С - С. Они - диастереомеры, каждый из которых характеризуется своими свойствами. 

 

    В декалине циклогексановые ядра присутствуют в виде наиболее выгодных конформеров  кресла. В транс-декалине сочленение колец осуществляется с участием двух экваториальных связей, в цис-декалине - с участием экваториальной и аксиальной связей. Этановый фрагмент (общие углеродные атомы) в транс-декалине соответствует заторможенной, а в цис-декалине - скошенной конформации. Поэтому цис-декалин на 11,3 кДж/моль менее стабилен, чем транс-декалин. В большинстве природных стероидов (кроме желчных кислот) декалиновый фрагмент присутствует в виде более стабильного транс-стереоизомера.

    Аналогично  стереоизомерам декалина, существуют и два стереоизомера гидриндана: цис- и транс-, в которых ядро циклогексана присутствует в виде конформера “кресла”, а ядро циклопентана в виде конформера “полукресло”.

 

    

 

    Разница в энергии между стереоизомерами гидриндана не столь велика, однако более выгодным является транс-гидриндан, и именно он присутствует в структуре природных стероидов.

    Пространственная  структура ядра гонана образуется за счет сочленения стереоизомеров декалина и гидриндана. Из 64 возможных стереоизомеров гонанового ядра в структуре природных стероидов чаще всего встречаются два стереоизомера, различающиеся характером сочленения колец А и В: 

    

    

 

    Это 5a - и 5b-стероиды. Согласно стереохимической номенклатуре стероидов все заместители (Н, СН₃, ОН и др.) обозначаются буквой b, если в проекционной формуле они расположены перед плоскостью проекции, и буквой a, если они находятся за плоскостью проекции. Связи с b-заместителями изображаются утолщенными линиями (клиньями), с a-заместителями - заштрихованными. Конфигурация заместителей у С₅ углеродного атома определяет принадлежность стероидов к 5a - и 5b-стереохимическим рядам.

    5a-Конфигурация стероида соответствует транс-сочленению между всеми 4-мя циклами и является наиболее термодинамически выгодной.5b-Конфигурация соответствует цис-сочленению между ядрами А и В и встречается в желчных кислотах. В/С-цис-сочленение в стероидах не встречается, поскольку при этом возникают существенные пространственные затруднения - молекула должна скручиваться в клубок.

    Циклический скелет стероидов относительно жесткий, и для него не характерны конформационные  превращения, меняющие пространственное расположение заместителей. Один и  тот же заместитель, располагающийся  в экваториальном или аксиальном положении, будет иметь разную реакционную способность, спектральные характеристики, а соединения в целом - различную биологическую активность.

    Геометрическая  форма стероидной молекулы достаточно стабильна и определяется конформацией колец (циклогексановые кольца имеют конформацию кресла, а циклопентановое - полукресла), характером их соединения (В/С- и С/D-сочленения имеют транс-конфигурацию), а также расположением атомов водорода, радикалов и функциональных групп, присоединенных к стериновому ядру (альфа-или бета-ориентация в пространстве). Следует отметить, что стероиды - оптически активные соединения. Все природные гормоны являются производными D-ряда.  
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Номенклатура

    Согласно  существующей систематической номенклатуре названия стероидам даются исходя из тривиального названия насыщенного углеводорода стеранового ряда, лежащего в основе данного стероида. Таких родоначальных углеводородов стеранового ряда 5 - эстран, андростан, прегнан, холан и холестан. Они отличаются числом углеродных атомов и, соответственно, радикалами в положении 10-R₁, в положении 13-R₂ и положении 17-R₃ кольца гонана.

 
 

 

    Ядро  эстрана лежит в основе женских  половых гормонов эстрогенов, андростана - мужских, прегнана - кортикостероидов и гестагенов, холана - желчных кислот, холестана - холестерола. 
 
 
 
 

Таблица 1. Номенклатура стероидов

 
 
 

Таблица 2. Тривиальные и химические названия ряда стероидов