Структура и превращение некоторых стероидов

Первый стероид, который мы рассмотрим – это тестостерон, имеет наиболее простую структуру строения.

Тестостерон

Метаболические превращения тестостерона осуществляются двумя путями. Один путь включает в себя окисление в 17-м положении, другой - восстановление двойной связи кольца А и 3-кетогруппы.

В результате первого пути, функционирующего во многих тканях, в том числе и в печени, образуются 17-кетостероиды, как правило, лишенные активности или обладающие более слабой активностью, чем исходное соединение.

Второй путь, менее эффективный, протекает главным образом в тканях-мишенях и ведет к образованию активного метаболита - дигидротестостерона ( ДГТ )а также эстрадиола и андростандиола. Этиохоланолон и андростерон - это 5 бета-восстановленные продукты андрогенов.

Таким образом, тестостерон можно рассматривать как прогормон по двум причинам: во-первых, он превращается в более активное соединение дигидротестостерон и, во-вторых, превращение это происходит главным образом в тканях, расположенных вне семенников. Небольшая часть тестостерона ароматизируется, образуя эстрадиол.

Свободный тестостерон и тестостерон, связанный с сывороточным альбумином, легко проникают в клетки-мишени. Внутри клеток тестостерон может превращаться в дигидротестостерон и эстрадиол. Основное количество дигидротестостерона (около 300 мкг/сут) образуется в предстательной железе. Физиологическая активность тестостерона и дигидротестостерона различна. Эстрадиол синтезируется из тестостерона с участием ароматазы. У взрослого мужчины за сутки образуется около 40 мкг эстрадиола, из них 10 мкг - в яичках и 30 мкг - вне яичек.

Андростандиол, еще один высоко активный андроген, также образуется из тестостерона.

Главные 17-кетостероидные метаболиты тестостерона - андростерон и этихоланолон - коньюгируют в печени с глюкуронидом и сульфатом с образованием водорастворимых экскретируемых соединений. Количественное определение 17-кетостероидов в моче использовалось ранее в качестве теста на андрогенную активность. Теперь, однако, установлено, что этот показатель слабо отражает гормональный статус in vivo.

Сложные эфиры тестостерона

Сложные эфиры тестостерона образуются путем присоединения боковых цепей атомов, состоящих из углерода (С), водорода (Н) и кислорода (О) к самой молекуле тестостерона, формируя таким образом, тестостерон ципионат, тестостерон энантат, тестостерон пропионат. Сложные эфиры гораздо медленнее высвобождаются в русло крови, т.к. они снижают возможность стероида растворяться в воде, и наоборот увеличивают его жирорастворимость. Присоединяясь к стероду, сложный эфир делает его неактивным, и таким образом, препятствует его связыванию с рецептором. Чтобы произошла его активация, фермент эстераза (фермент класса гидролаз; катализирует реакции расщепления эфирной связи) отщепляет сложный эфир и восстанавливает водород для формирования гидроксильной группы, присоединенной к С17. Как только молекула вновь конвертирована в тестостерон, она способна соединиться с рецептором. Обычно сложные эфиры присоединяются к С17, хотя могут быть связаны и с С3 в молекуле тестостерона.

Тестостерон ципионат

В молекуле тестостерона ципионата, вместо водорода в гидроксильной группе С17, к молекуле тестостерона присоеденена боковая цепь, состоящая из 8 атомов углерода, кольца циклопентана и одной карбоновой группы (=О). Тестостерон ципионат входит в группу наиболее сложных эфиров. Если сравнивать сложные эфиры по их молекулярной массе, то можно поставить их в таком порядке, начиная с наименьшей: ацетат, пропионат, фенилпропионат, изокапроат, капроат, энантат, ципионат, деканоат, ундесиленат, ундеканоат, лаурат. Наибольшей молекулярной массой обладает лаурат, который состоит из 12 атомов углерода, 24 атомов водорода и 2 атомов кислорода. Сложные эфиры могут присоединяться и к другим стероидам, не ограничиваясь только тестостероном.

Превращение тестостерона в дигидротестостерон происходит как в яичках, так и вне яичек с участием 5альфа-редуктазы. В течение этого процесса двойная связь между С5 и С4 уменьшается до одинарной(простой) связи, при этом к С4 и С5 присоединяются по одному атому водорода

ДГТ

Не все стероиды конвертируются в ДГТ с помощью 5альфа-редуктазы. Благодаря специцифичности ферментов, которую можно описать по аналогии ключ-замок, каждый фермент подходит только определенному субстрату.