Esteroide

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Recomendacións da IUPAC da denominación dos aneis (esquerda) e numeración dos átomos (dereita) do colestano, un esqueleto de esteroide prototípico.[1] Os catro aneis A-D forman o núcleo do esterano (ou gonano) de todo esteroide.
Modelo do esteroide lanosterol. O número total de carbonos (30) indica a súa orixe triterpenoide.

Un esteroide é un composto orgánico que contén unha disposición específica de catro aneis cicloalcanos unidos, que se modifica pola unión de diversos grupos químicos (-OH, =O, -CH3, cadeas hidrocarbonadas) ou formación de dobres enlaces. Exemplos de esteroides son o colesterol, as hormonas sexuais estradiol e testosterona, os glicocortocoides, e fármacos antiinflamatorios como a dexametasona.

O esqueleto básico dos esteroides é o cilcopentanoperhidrofenantreno ou esterano, e está composto por catro aneis unidos formados en total por 17 átomos de carbono: tres son aneis de ciclohexano (designados A, B, e C na figura da dereita), que en conxunto forman o fenantreno, e o outro é un anel de ciclopentano (anel D). Os esteroides diferéncianse polos grupos funcionais unidos a este esqueleto de catro aneis e polo estado de oxidación dos aneis. Os esterois son un tipo especial de esteroide, que leva un grupo hidroxilo (OH) en posición 3 e ten un esqueleto derivado do colestano.[1]

Existen centos de esteroides en plantas, animais e fungos. Todos os esteroides se sintetizan nas células a partir do lanosterol (en animais e fungos) ou a partir do cicloartenol (en plantas). Tanto o lanosterol coma o cicloartenol derivan da ciclación do triterpeno escualeno.[2]

Estrutura[editar | editar a fonte]

Os esteroides conteñen o esqueleto do esterano ou un derivado del. Xeralmente presentan grupos metilo nos carbonos C-10 e C-13. No carbono C-17 pode haber unha cadea hidrocarbonada (alquilo)[3]. Ademais pode variar a configuración da cadea lateral e poden ter outros grupos metilo ou outros grupos funcionais, como o grupo hidroxilo no C-3 característico dos esterois ou grupos carbonilo (C=O).


Esqueleto básico dun esteroide, coas estereoorientacións estándar. R é unha cadea lateral.
Colestano, un esteroide típico.
Numeración dos átomos de carbono no esterano.
Colesterol, un esterol.
Medroxestona.

Clasificación[editar | editar a fonte]

Dentro dos lípidos os esteroides considéranse lípidos insaponificables, xa que non conteñen ácidos graxos (coa excepción dos ésteres do colesterol). Están moi relacionados cos terpenos. Os esteroides poden clasificarse atendendo a diversos criterios.

Clasificación taxonómica/funcional[editar | editar a fonte]

Principais categorías de esteroides:

Clasificación estrutural[editar | editar a fonte]

Tamén se poden clasificar os esteroides pola súa estrutura química. Baséanse todos no esqueleto do esterano[4]. Os principais son:

Clase Exemplos Número de átomos de carbono
Colestanos colesterol 27
Colanos ácido cólico 24
Pregnanos proxesterona 21
Androstanos testosterona 19
Estranos estradiol 18

Metabolismo[editar | editar a fonte]

Os esteroides comprenden o estróxeno, cortisol, proxesterona, e testosterona entre outros. O estróxeno e a proxesterona prodúcense fundamentalmente no ovario e na placenta durante o embarazo, e a testosterona nos testículos. A testosterona tamén se pode converter en estróxeno para regular o subministro de cada un deles, tanto no corpo das mulleres coma no dos homes. Certas neuronas e células da glía do sistema nervioso central expresan os encimas que se precisan para a síntese local do neuroesteroide pregnano, tanto na síntese de novo coma doutras fontes. O paso limitante da actividade de síntese de esteroides é a conversión do colesterol en pregnenolona, que ocorre dentro da mitocondria.[5]

Versión simplificada da última fase da vía de síntese de esteroides, na que o intermediato pirofosfato de isopentenilo (IPP) e pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP) forman pirofosfato de xeranilo (GPP), escualeno e, finalmente, lanosterol, o primeiro esteroide formado nesta vía. Algúns intermediatos foron omitidos para maior claridade.

O metabolismo de esteroides é o conxunto de reaccións químicas no organismo que os producen, modifican, e consomen. Estas vías metabólicas inclúen:

  • Biosíntese de esteroides. Fabricación de esteroides a partir de precursores máis simples.
  • Esteroidoxénese. Interconversión de diferentes tipos de esteroides.
  • Degradación de esteroides.

Biosíntese de esteroides[editar | editar a fonte]

Nesta vía anabólica orixínanse os esteroides a partir de precursores simples, o que se realiza de diferentes formas segundo a especie ou grupo de seres vivos, o que fai desta vía un obxectivo común no uso de antibióticos e outros fármacos antiinfecciosos. Ademais, o metabolismo dos esteroides humano é a diana dos medicamentos que diminúen o nivel de colesterol como as estatinas.

Nos humanos a biosíntese empeza na vía do mevalonato, co acetil-CoA como molécula básica, que forma pirofosfato de dimetilalilo e pirofosfato de isopentenilo.[6] Nos seguintes pasos, o pirofosfato de dimetilalilo e o pirofosfato de isopentenilo forman lanosterol, o primeiro esteroide. As seguintes modificacións pertencen xa á subseguinte esteroidoxénese.

A vía do mevalonato[editar | editar a fonte]

Artigo principal: Vía do mevalonato.
Vía metabólica do mevalonato.

A vía do mevalonato ou vía da hidroximetilglutaril-CoA redutase comeza e remata co pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP) e o pirofosfato de isopentenilo (IPP).

Regulación e retroalimentación[editar | editar a fonte]

Varios encimas chave poden activarse por regulación da transcrición do ADN coa activación do SREBP (Sterol Regulatory Element-Binding Protein-1 and -2, proteínas 1 e 2 de unión ao elemento regulatorio do esterol). Este sensor intracelular detecta os niveis baixos de colesterol e estimula a produción endóxena pola vía da hidroximetilglutaril-CoA redutase, e o incremento da absorción celular de lipoproteínas mediante o receptor de membrana para as LDL (lipoproteínas de baixa densidade). A regulación desta vía tamén se consegue controlando os graos de tradución do ARNm, degradación da redutase e fosforilación.

Farmacoloxía[editar | editar a fonte]

Certos medicamentos alteran a vía do mevalonato:

Plantas e bacterias[editar | editar a fonte]

En plantas, protozoos Apicomplexa (como o plasmodio da malaria) e bacterias, utilízase unha vía alternativa á do mevalonato, que usa piruvato e gliceraldehido 3-fosfato como substratos.[7][8]

Do pirofosfato de dimetilalilo ao lanosterol[editar | editar a fonte]

O pirofosfato de isopentenilo e o pirofosfato de dimetilalilo doan unidades de isopreno, que se ensamblan e modifican para formar terpenos e isoprenoides,[8] que son unha gran clase de lípidos entre os que están os carotenoides, uns dos principais produtos naturais das plantas.[9]

Agora as unidades de isopreno únense para formar escualeno e despois sofren un pregamento e forman aneis para orixinar o lanosterol.[10] O lanosterol pode despois converterse noutros esteroides como o colesterol e ergosterol.[10][11]

Esteroidoxénese nos seres humanos.

Esteroidoxénese[editar | editar a fonte]

A esteroidoxénese é o proceso biolóxico polo cal os esteroides se xeran a partir do colesterol e transfórmanse noutros esteroides. As vías metabólicas da esteroidoxénese difiren entre as especies. As vías da esteroidoxénese humana móstranse na figura. Entre os produtos orixinados na esteroidoxénese están:

Eliminación[editar | editar a fonte]

Os esteroides oxídanse principalmente por acción dos encimas citocromo P450 oxidases, como a CYP3A4. Estas reaccións encimáticas introducen osíxeno nos aneis do esteroide e permiten que outros encimas rompan a estrutura dos aneis, para formar ácidos biliares como produtos finais.[12] Estes ácidos biliares poden despois ser eliminados pola bile segregada no fígado.[13] A expresión deste xene da oxidase pode ser regulada (aumentada) polo sensor de esteroides PXR cando hai unha concentración sanguínea alta de esteroides.[14]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 G. P. Moss (1989). "Nomenclature of Steroids (Recommendations 1989)". Pure & Appl. Chem. 61 (10): 1783–1822. DOI:10.1351/pac198961101783. http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/steroid/. PDF "IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN). The nomenclature of steroids. Recommendations 1989". Eur. J. Biochem. 186 (3): 429–58. December 1989. DOI:10.1111/j.1432-1033.1989.tb15228.x. PMID 2606099.
  2. Lanosterol biosynthesis
  3. PubChem; CAS Number: 203-64-5
  4. britannica.com > Facts about gonane: steroids, as discussed in steroid (chemical compound): Steroid numbering system and nomenclature Retrieved on Feb 13, 2010
  5. Rossier MF (2006). "T channels and steroid biosynthesis: in search of a link with mitochondria". Cell Calcium. 40 (2): 155–64. DOI:10.1016/j.ceca.2006.04.020. PMID 16759697.
  6. Grochowski L, Xu H, White R (2006). "Methanocaldococcus jannaschii uses a modified mevalonate pathway for biosynthesis of isopentenyl diphosphate". J Bacteriol 188 (9): 3192–8. DOI:10.1128/JB.188.9.3192-3198.2006. PMC 1447442. PMID 16621811. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1447442.
  7. Lichtenthaler H (1999). "The 1-Dideoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants". Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 50: 47–65. DOI:10.1146/annurev.arplant.50.1.47. PMID 15012203.
  8. 8,0 8,1 Kuzuyama T, Seto H (2003). "Diversity of the biosynthesis of the isoprene units". Nat Prod Rep 20 (2): 171–83. DOI:10.1039/b109860h. PMID 12735695.
  9. Dubey V, Bhalla R, Luthra R (2003). "An overview of the non-mevalonate pathway for terpenoid biosynthesis in plants". J Biosci 28 (5): 637–46. DOI:10.1007/BF02703339. PMID 14517367. http://www.ias.ac.in/jbiosci/sep2003/637.pdf.
  10. 10,0 10,1 Schroepfer G (1981). "Sterol biosynthesis". Annu Rev Biochem 50: 585–621. DOI:10.1146/annurev.bi.50.070181.003101. PMID 7023367.
  11. Lees N, Skaggs B, Kirsch D, Bard M (1995). "Cloning of the late genes in the ergosterol biosynthetic pathway of Saccharomyces cerevisiae—a review". Lipids 30 (3): 221–6. DOI:10.1007/BF02537824. PMID 7791529.
  12. Pikuleva IA (2006). "Cytochrome P450s and cholesterol homeostasis". Pharmacol. Ther. 112 (3): 761–73. DOI:10.1016/j.pharmthera.2006.05.014. PMID 16872679.
  13. Zollner G, Marschall HU, Wagner M, Trauner M (2006). "Role of nuclear receptors in the adaptive response to bile acids and cholestasis: pathogenetic and therapeutic considerations". Mol. Pharm. 3 (3): 231–51. DOI:10.1021/mp060010s. PMID 16749856.
  14. Kliewer S, Goodwin B, Willson T (2002). "The nuclear pregnane X receptor: a key regulator of xenobiotic metabolism". Endocr. Rev. 23 (5): 687–702. DOI:10.1210/er.2001-0038. PMID 12372848.

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]