三、类固醇
类固醇(steroid)是固醇(甾醇,sterol)及其衍生物。固醇的结构特点是含有环戊烷多氢菲骨架,仅C-3位有一个β-羟基,其余部分不含取代基。动物类固醇包括胆固醇、胆固醇酯、维生素D3原、胆汁酸和类固醇激素。
●固醇是真核生物膜脂,包括动物固醇(如胆固醇)、植物固醇(如谷固醇、豆固醇)、真菌固醇(如麦角固醇)。细菌不能合成固醇。○
(一)胆固醇(酯)
胆固醇(酯)是动物体内含量最高的类固醇。人体约含胆固醇(酯)140g,广泛存在于各组织中,其中约1/4在脑组织和其他神经组织中,约占脑组织的2%;肾上腺皮质和卵巢等合成类固醇激素的内分泌腺胆固醇(酯)含量较高,为2%~5%;肝脏、肾脏和小肠黏膜等内脏以及皮肤和脂肪组织胆固醇(酯)含量也较高,为0.2%~0.5%;肌组织胆固醇(酯)含量较低,为0.1%~0.2%;骨质胆固醇(酯)含量最低,为0.01%。原核生物和植物不含胆固醇(酯)。
[游离]胆固醇(free cholesterol,FC)既是动物类固醇的母体化合物(parent compound),又是脊椎动物细胞膜和神经髓鞘的重要组分。在某些神经元细胞膜中,胆固醇占膜脂的25%。细胞膜胆固醇的作用是调节膜的流动性,提高膜的稳定性,降低其对水溶性分子的通透性。
胆固醇酯(cholesterol ester,CE)是胆固醇的酯化产物,是胆固醇的储存形式和运输形式。
不同组织胆固醇的酯化程度不同:在肝内为50%,在血浆中为70%,而中枢神经系统、红细胞和胆汁中基本上只含有游离胆固醇。
(二)胆汁酸
胆汁酸(bile acid)是胆固醇的转化产物,根据存在形式分为游离胆汁酸和结合胆汁酸。游离胆汁酸主要有胆酸、脱氧胆酸(去氧胆酸)、鹅脱氧胆酸(鹅去氧胆酸)和石胆酸。游离胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸等缩合成结合胆汁酸(第十四章,279页),是人和其他动物胆汁的主要成分。
结合胆汁酸在胆汁中以钠盐或钾盐形式存在,称为胆汁酸盐,简称胆盐(各种酸在体液中主要以盐的形式存在,如磷酸和柠檬酸。为叙述方便,书中仍称为“酸”)。胆汁酸分子中的甲基和羟基分别位于其构象的疏水面(称为β取代基)和亲水面(称为α取代基),因而胆汁酸是很好的乳化剂,在消化道内促进食物脂质的消化吸收。
(三)类固醇激素
类固醇激素(甾体激素,steroid hormone)是以胆固醇为原料合成的激素,包括[肾上腺]皮质激素(adrenal cortical hormone)和性激素(gonadal hormone)。
1.[肾上腺]皮质激素 是由肾上腺皮质合成分泌的类固醇激素,有50多种,其中9种分泌入血,如醛固酮、皮质醇(药用名称氢化可的松,XH02)和皮质酮。
皮质激素具有升高血糖或促进肾脏保钠排钾的作用:①醛固酮由肾上腺皮质球状带合成分泌,是典型的盐皮质激素(mineralocorticoid);其功能是促进肾小管分泌K+、H+和重吸收从而维持血容量及血液电解质稳态。②皮质醇和皮质酮由肾上腺皮质束状带合成分泌,是典型的糖皮质激素(glucocorticoid);其功能是促进糖异生、糖原合成、脂肪和蛋白质分解,抑制炎症反应,参与应激反应。
2.性激素 包括孕激素(progestogen)、雄激素(androgen)和雌激素(estrogen)。它们主要由卵巢和睾丸等性腺合成分泌,在青春期前主要由肾上腺皮质网状带合成分泌。性激素对机体生长、第二性征发育、生殖功能和生殖过程起重要作用。
(1)孕激素 主要由黄体合成分泌。孕激素以孕酮(黄体酮)为主,其功能有:①调节月经周期,使增生期子宫内膜增厚,并转化为分泌期内膜,有利于受精卵着床、保胎。②排卵后升高基础体温。③降低子宫肌兴奋性,防止子宫收缩引起早产。④抑制母体对胎儿的排斥反应。
(2)雄激素 男性主要由睾丸间质细胞合成分泌,肾上腺皮质也有少量合成分泌;女性体内有少量雄激素,主要由卵泡内膜细胞和肾上腺皮质网状带合成分泌。雄激素有睾[丸]酮、双氢睾酮和脱氢异雄酮等,其中睾酮水平最高,是双氢睾酮的19倍;双氢睾酮活性最高,与雄激素受体的亲和力是睾酮的3倍。雄激素的功能有:①刺激男性第二性征发育。②刺激附性器官生长发育并维持在成熟状态,维持正常性欲。③维持生精作用。④影响胚胎发育。⑤促进肌肉与骨骼生长。
(3)雌激素 由卵巢中成熟的卵泡内膜细胞和黄体合成分泌,肾上腺皮质网状带也有少量合成分泌。雌激素主要有雌二醇(E2)、雌三醇(E3)和雌酮(E1),其功能有:①促进女性第一性征和第二性征发育并维持其正常功能。②与孕激素共同调节月经周期。③拮抗甲状旁腺激素,抑制破骨细胞代谢,刺激成骨细胞代谢。
乳腺癌和卵巢癌的细胞增殖依赖雌激素。雌激素由芳香化酶等催化生成,其抑制剂常用于治疗这类肿瘤。激素拮抗剂类药物(XL02B)阿那曲唑是芳香化酶的竞争性抑制剂,依西美坦是芳香化酶的自杀性抑制剂。
链接
植物雌激素
绝经期女性的许多疾病与其体内雌激素水平的低下直接相关,因而长期以来多以化学合成的雌激素作为治疗药物,但化学合成雌激素具有明显的副作用,特别是致癌性。相比之下,植物雌激素具有雌激素活性,但副作用不像化学合成雌激素那么明显。
植物雌激素(phytoestrogen)是指一类来源于植物、具有弱雌激素活性的非固醇类化合物。它们可以与雌激素受体结合,起受体调节剂作用,表现为当体内雌激素水平较高时起拮抗剂作用,当雌激素水平较低时起激动剂作用。植物雌激素大多数有两个羟基,目前根据其结构特征分为异黄酮类、木脂素类、香豆素类和二苯乙烯类。
1.异黄酮类 在豆类作物中尤为丰富,对人体有明显的保健作用,副作用较低,因而受到广泛重视。大豆异黄酮是多酚类化合物,多以β-葡萄糖苷形式存在。
2.木脂素类 在芝麻中含量丰富,是苯丙素类化合物,本身没有活性,在肠道内经过代谢产生的肠内酯和肠二醇等为其活性形式。
3.二苯乙烯类 葡萄、藜芦、虎杖所含的白藜芦醇是多酚类化合物,在植物中与其3-β-葡萄糖苷形式同时存在。白藜芦醇存在顺反异构体,反式白藜芦醇活性更强。
4.香豆素类 如紫苜蓿全草、药用蒲公英根、白车轴草所含的香豆雌酚。
植物雌激素可用于预防肿瘤、心血管疾病和骨质疏松,改善绝经期综合征等。