органическая химия. Тема для курсовой. Биохимическая роль стероидов в организме. Использование в современной клинической медицине и спорте.

Введение

Стероидные гормоны – группа физиологически активных веществ (половые гормоны, кортикостероиды и др.), регулирующих процессы жизнедеятельности у животных и человека.
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.
У позвоночных стероидные гормоны синтезируются из холестерина в коре надпочечников, клетках Лейдига семенников, в фолликулах и желтом теле яичников, а также в плаценте. Характерная особенность синтеза стероидных гормонов – ряд последовательно протекающих процессов гидроксилирования молекул стероидов, происходящих в митохондриях и микросомах.
Стероидные гормоны содержатся в составе липидных капель в цитоплазме в свободном виде. В связи с высокой липофильностью стероидные гормоны относительно легко диффундируют через плазматические мембраны в кровь, а затем проникают в клетки-мишени.
Действие стероидных гормонов на клетки-мишени осуществляется, главным образом, на уровне регуляции транскрипции генов. Оно опосредуется образованием комплекса гормона со специфическим регуляторным белком – рецептором, узнающим определенные участки ДНК в генах, регулируемых данным гормоном. Таким образом, рецепторы всех стероидных гормонов – лиганд-зависимые факторы транскрипции. Для них характерно значительное сходство аминокислотных последовательностей, идентичная доменная структура и сходный механизм действия.
Данные вещества являются очень важной частью в организме, так как выполняют множество функций. Одной из наиболее важных функций является регуляция периода беременности у женщин, а так же регуляция углеводного и водно-солевого обмена в организме. У мужчин, благодаря стероидам происходят такие процессы как; эякуляции и сперматогенез. Данные вещества участвуют во многих процессах в организме. С каждым годом, в медицине, обнаруживаются функции, за которые отвечают стероидные гормоны. Многогранность в функциональности этих гормонов объясняется тем, что это результат взаимодействия данных гормонов со многими различными рецепторами в организме.
Применение стероидных гормонов имеет большое значение в медицине, ветеринарии. Они используются как антиаллергичесие, противовоспалительные, иммунодепрессивные препараты. Стероиды используются для синтеза фармацевтических препаратов.
Применение стероидов в спорте уже давно вызывает большое количество дискуссий. По данным международной статистики в таких видах спорта, как тяжелая атлетика, пауэрлифтинг, бодибилдинг стероидные препараты принимают до 80% мужчин и 20% женщин, 40% спринтеров, 78% футболистов.
Целью работы является изучение строения, синтеза и применения стероидных гормонов.
В рамках поставленной цели решаются следующие задачи:
 изучить строение стероидных гормонов;
 определить основные этапы их синтеза;
 выяснить применение стероидных гормонов в медицине и спорте.
Объект исследования: стероидные гормоны.
Предмет исследования: строение, синтез и применение стероидных гормонов в медицине и спорте.
 
Глава 1. Строение и синтез стероидных гормонов

1.1. Строение стероидов

Выделяют четыре наиболее общие группы стероидных гормонов: минералкортикоиды, глюкокортикоиды, андрогены и эстрогены.
Основными представителями этих каждой из этих групп являются альдостерон, кортизол, тестостерон и эстрадиол соответственно.
Кроме того, выделяют группу прогестагенов, основным представителем которой является прогестерон.
Дополнительно разделяют стероидные гормоны из этих пяти групп на две условные группы: половые гормоны (прогестагены, андрогены и эстрогены) и кортикостероиды (минералкортикоиды и глюкортикоиды).
Прогестагены (гестагены) – женские половые гормоны, которые включают:
 прегнаны (прогестерон и производные 17α-ацетогидроксипрогестерона),
 эстраны (19-нортестостерон и его аналоги)
 гонаны (норгестрел и его аналоги).
Прогестерон – эндогенный стероид и прогестагенный половой гормон, оказывающий влияние на менструальный цикл, беременность и эмбриональное развитие у человека и других видов. Он принадлежит к группе стероидных гормонов, называющихся прогестогенами, и является главным прогестогеном в организме. Прогестерон также ключевое метаболическое промежуточное звено в производстве других эндогенных стероидов, включая половые гормоны и кортикостероиды, и играет ключевую роль в функционировании мозга как нейростероид.
Эстрадиол – важнейший представитель эстрогенов. Подобно прогестерону он синтезируется в яичниках, а е период беременности также в плаценте. Эстрадиол регулирует менструальный цикл. Он стимулирует пролиферацию клеток слизистой матки, а также отвечает за развитие вторичных женских половых признаков (развитие молочных желез, характер жировых отложений и т.п.).
Тестостерон – главный андрогенный (мужской половой) гормон. Его структура была впервые расшифрована Дэвидом с соавторами (1935). Андрогенная активность тестостерона структурно определяется наличием 19 углеродных атомов в стероновом скелете, кето-группой в кольце А и, что очень важно, гидроксилом у С*17, расположенным в бета-позиции (17-альфа-форма биологически неактивна).
Указанные структурные свойства, по-видимому, необходимы для эффективного связывания андрогенов соответствующими рецепторами. Основное место образования и секреция тестостерона – особые интерстициальные клетки семенника. Кроме того, определенные, но значительно меньшие количества этого гормона могут биосинтезировать яичник, плацента и, возможно, кора надпочечников.
Эстран – насыщенный тетрациклический углеводород, относящийся к группе стероидов c 18-ю углеводородными атомами.
В основе скелета эстрана лежит структура гонана (стерана) с метильной группой у С-13. Структура эстрана является основой для гормонов эстрогенного ряда (эстрона, эстриола, эстрадиола и др.).
Стеран также циклопентанпергидрофенантрен или гонан – органическое соединение, насыщенный тетрациклический углеводород. Его различные замещённые производные объединяются под общим названием стероидов.
К настоящему времени из коркового вещества надпочечников человека выделено около 50 различных соединений, которым дано общее название «кортикоиды», или «кортикостероиды». Общее число всех стероидов, которые синтезируются в надпочечниках многих животных, приближается к 100, однако биологической активностью наделены не все кортикостероиды.
В зависимости от характера биологического эффекта гормоны коркового вещества надпочечников условно делят на глюкокортикоиды (кортикостероиды, оказывающие влияние на обмен углеводов, белков, жиров и нуклеиновых кислот) и минералокортикоиды (кортикостероиды, оказывающие преимущественное влияние на обмен солей и воды). К первым относятся кортикостерон, кортизон, гидрокортизон (кортизол), 11-дезоксикортизол и 11-дегидрокортикостерон, ко вторым – дезоксикортико-стерон и альдостерон.
В основе их структуры, так же как и в основе строения холестерина, эргостерина, желчных кислот, витаминов группы D, половых гормонов и ряда других веществ, лежит конденсированная кольцевая система циклопентанпергидрофенантрена.
У человека и большинства животных наиболее распространены 5 гормонов коркового вещества надпочечников.
Установлено, что предшественником кортикостероидов является холестерин(ол) и процесс стероидогенеза, как и нормальное гистологическое строение и масса надпочечников, регулируется АКТГ гипофиза. В свою очередь синтез АКТГ вгипофизе, а значит, и кортикостероидов в корковом веществе надпочечников регулируется гипоталамусом, который в ответ на стрессовые ситуации секретирует кортиколиберин. Имеются неоспоримые доказательства быстрого (кратковременного) и медленного (хронического) действия АКТГ на надпочечники, причем в остром случае ткань железы отвечает кратковременным увеличением синтеза кортикостероидов, в то время как при хроническом воздействии АКТГ отмечается его трофический эффект, который сводится к стимулированию всех обменных процессов, обеспечивающих рост и размножение клеток железы, а также продолжительное увеличение секреции стероидных гормонов. Следует отметить, что действие АКТГ также опосредовано через специфический рецептор и систему аденилатциклаза–цАМФ–протеинкиназа