Химическая структура андрогенов

Учебные материалы по биологии / Структура и транспорт андрогенов / Химическая структура андрогенов

Страница 1

По химической природе андрогены классифицируются как стероидные гормоны, имеющие в своём составе C19-углеродный скелет. Их также называют андростановыми стероидами. Гормоны класса стероидов представляют собой полициклические соединения липидной природы, в основе которых лежит циклопентанпергидрофенантреновое (стерановое) ядро, состоящее из конденсированных между собой трёх насыщенных шестичленных колец (A, B, C) и одного насыщенного пятичленного (D) кольца.

Стерановое ядро обусловливает единство полиморфного по строению и функциям класса стероидных гормонов. Стероидные соединения относительно плохо растворяются в воде и хорошо - в неполярных растворителях: органических растворителях, маслах и белковых растворах. Стероиды характеризуются трёхмерной пространственной конфигурацией, особенности которой существенно влияют на их биологическую активность. Геометрическая форма стероидной молекулы достаточно стабильна и определяется конформацией колец, характером их соединения, а также расположением атомов водорода, радикалов и функциональных групп, присоединённых к стерановому ядру. Стероиды - оптически активные соединения; все природные гормоны являются производными D-ряда. Класс стероидных гормонов включает семейства производных четырёх гипотетических стероидов, содержащих различное число углеродных атомов: прегнана C21, андростана C19, эстрана C18, холестана C27. Андрогены можно рассматирвать как производные андростана.

Андростановые стероидные гормоны - производные гипотетического C19-стероида андростана. Это также D4-3-кетостероиды, отличающиеся от кортикостероидов и прогестинов наличием в7b-положении OH-группы. Именно эта доминантная группа дифференциально определяет специфическую гормональную активность данных D4-3-кетостероидов в соответствующих реагирующих клетках. Без неё все виды активности андрогенов не проявляются. Производные андростана относятся к группе гормональных стероидов андрогенного ряда.

Главный андрогенный (мужской половой) гормон - тестостерон. Его структура была впервые расшифрована Давидом в 1935 году. Андрогенная активность тестостерона определяется наличием 19 углеродных атомов в стерановом скелете, 3-кето-группой в кольце A и, прежде всего, гидроксилом у C17, расположенным в b-позиции (17a-группа биологически неактивна). Указанные структурные свойства, по-видимому, необходимы для эффективного связывания андрогенов с соответствующими рецепторами. Тестостерон наряду с андрогенными эффектами (стимуляция мужского полового аппарата) способен оказывать на различные ткани (мышцы, почки, печень, матку) мощное анаболическое действие, т.е. увеличивать в них синтез белка.

Андростендион, дегидроэпиандростерон и его сульфат, 11-оксиандростендион, адреностерон гормональной активностью практически не обладают. Однако некоторые соединения могут превращаться в периферических тканях в тестостерон, и наоборот, тестостерон может переходить в андростендион и дегидроэпиандростерон. Также на периферии может происходить и активация тестостерона: под действием фермента 5a-редуктазы тестостерон может превращаться в ряде тканей-мишеней в 5a-дигидротестостерон (5a-андростанолон), обладающий по ряду показателей значительно большей андрогенной активностью, чем тестостерон. Так, 5a-дигидротестостерон гораздо сильнее связывается с андрогенными рецепторами тканей, чем исходное соединение (тестостерон). С повышенным образованием дигидротестостерона из тестостерона в ткани простаты связывают гипертрофию и гиперплазию простаты, развитие аденомы простаты и, возможно, повышение вероятности развития рака простаты. С повышенным образованием дигидротестостерона в волосяных фолликулах связывают чрезмерное оволосение тела и/или «мужской» тип облысения на голове у обоих полов. Увеличивается жирность кожи, что ведёт к образованию угрей. С пониженным или нулевым образованием дигидротестостерона из тестостерона связывают одну из форм синдрома тестикулярной феминизации - нечувствительность тканей к тестостерону. Дигидротестостерон не подавляет выработку ЛГ-гормона, а тестостерон подавляет. По сравнению с тестостероном, 5a-дигидротестостерон имеет менее выраженные анаболические свойства. По-видимому, 4-5 (D4)-двойная связь в молекуле тестостерона, ослабляя андрогенные свойства, усиливает в природных андрогенах анаболическое действие. Вероятно, это обусловлено тем, что в клетках мужского полового аппарата преобладают андрогенные рецепторы, имеющие наибольшее сродство к 5a-дигидротестостерону, в то время как в мышцах и некоторых других тканях доминируют циторецепторы с наибольшим сродством к тестостерону.