Стерины (стеролы)

Стероидные углеводороды не очень важны, в то время как стероидные спирты, называемые стеринами или стеролами, для которых характерно наличие гидроксильной группы в коль­це А, относятся к очень важным для биохимии соединениям. Самый известный - холестерин. Название происходит от слов холос - желчь и стер - камень.

Стерины делятся на следующие классы;

1) Зоостерины (выделяются из животных организмов)

2) Фитостерины (из растительного мира)

3) Микостерины (из грибов)

4) Фукостерины (из водорослей)

Холестерин (холестерол, холестен-5-ол-3β) был впервые выделен в 1775 г. Конради из желчных камней, однако он присутствует во всех тканях тела, особенно много его в головном и спинном мозге. При нарушениях холестеринового обмена он откладывается на стенках артерий. Следствием этого является уменьшение эластичности сосудов (атеросклероз). Установить строение углеродного скелета холестерина удалось в 1927 г. Дильсу с помощью дегидрирования селеном:

Холестерин - вторичный спирт, кристаллизуется в виде игл (Т_пл = 149⁰С, [α]_D²⁰ = -39°С).

В 1951 г. был осуществлен первый полный химический синтез (30 стадий) американским химиком-органиком Вудвордом.

Функции стеринов в организме:

1. Биогенетическая (выступает как предшественник всех других стероидов в организме. Например, было доказано, что прогестерон получается в организме из холестерина;

2. Гормональная функция;

3. Структурная функция (участвует в построении мембран).

При восстановлении холестерина разрывается его двойная связь, и присоединяются 2 атома водорода. Вследствие появленияцентра асимметрии у 5-го атома углерода дигидрохолестерин может существовать в виде двух стереоизомерных форм - цис-изомера и транс-изомера:

В теле человека, весящего 70 кг, имеется приблизительно 210 г холестерина. Установлено, что люди, склонные к сердечно-сосудистым заболеваниям, имеют повышенное содержание холестерина в крови. Холестерин присутствует в масле, яйцах. Только 20% холестерина поступает с пищей. Остальное синтезируется в организме из уксусной кислоты. Холестерин разрушается в организме в тех же количествах, в которых и поступает; выводится он из организма с желчью в виде желчных кислот. Скорость превращения холестерина в желчные кислоты пропорциональна его концентрации в крови, причем состояние равновесия достигается при определенной концентрации, зависящей от количества холестерина, поступающего в организм, и от генотипа человека (от присущей ему активности ферментов, контролирующих синтез и распад холестерина). Для большинства людей эта концентрация лежит в пределах 150-250 мг на децилитр (дл) крови. Существует зависимость между распространенностью коронарных сердечных болезней и концентрацией холестерина в сыворотке крови. Результаты одного из исследований показали, что у мужчин в возрасте 50-60 лет коронарные сердечные заболевания чаще в 1,5 раза при содер­жании холестерина 200-240 мг/дл по сравнению с лицами, у которых это содержание не превышает 200 мг/дл. Число заболеваний увеличивается в 3 раза при содержании холестерина 240-260 мг/дл и в 4,2 раза при содержании свыше 260 мг/дл. Ограниченное потребление жиров, особенно жиров жи­вотного происхождения (насыщенные жирные кислоты), несколько снижает уровень содержания холестерина в крови. Яичный холестерин, однако, не представляет опасности. Для большинства людей даже 10 яиц в сутки не повышают содержания холестерина в крови более чем на несколько процентов. Регулированию содержания холестерина в крови могут способствовать некоторые другие питательные вещества, входящие в состав яиц - этого весьма ценного пищевого продукта, например, лецитины.

Но для тех, кто страдает генетическим заболеванием гиперхолестеринемия, недостаточно просто отказаться от жирной пищи. Снизить уровень холестерина позволяет введение некоторых лекарственных препаратов, например ловастатин (меванолин). Он очевидно, может связываться с активной стороной HMG-CoA -редуктазы, энзимом, который катализирует лимитирующую скорость стадию биосинтеза холестерина.

Ловастатин действует как ингибитор этого энзима и тем самым восстанавливает синтез холестерина. Восстановление до 30% в сыворотке уровня холестерина делает возможной терапию с помощью ловастатина.

Холестерин, синтезируемый в печени, либо превращается в желчные кислоты, которые используются в процессе пищеварения, либо этерифицируется для транспорта кровью. Из крови холестерин попадает в клетки в форме липопротеиновых комплексов, называемых по их плотности. Липопротеины низкой плотности (LDL) транспортируют холестерин из печени к периферическим тканям. Липопротеины высокой плотности (HDL) переносят холестерин назад в печень. Липопротеины высокой плотности называют также «хороший холестерин», поскольку высокий уровень HDL может снижать холестериновые отложения в артериях. Так как высокий уровень LDL ассоциируется с артериальными отложениями холестерина, что вызывает кардиоваскулярные расстройства, поэтому LDL называют «плохой холестерин».

Техническое применение: жидкие кристаллы (часы, дисплеи для ЭВМ); 90% жидких кристаллов имеют в основе холесте­рин с привитой цепочкой жирных кислот.

Фитостерины обнаружены в растениях. В отличие от зоостеринов они содержат 28 или 29 атомов углерода, входят в состав клеточных мембран.

Стигмастерин (стигмастерол, 24-этилхолестадиен-5,22-3β-ол), получен из соевого масла или воска сахарного тростника. Он служит исходным веществом для частичного синтеза стероидных гормонов.