GLI STEROIDI I LIPIDI. STEROIDI : generalità

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1 I LIPIDI GLI STEROIDI Gli steroidi sono un gruppo di molecole che appartengono i lipidi. I lipidi (detti anche grassi, dal greco lypos, grasso) sono composti organici, largamente diffusi in natura, che costituiscono una delle quattro principali classi di composti organici di interesse biologico, insieme a carboidrati, proteine e acidi nucleici. Essi vengono identificati sulla base delle loro proprietà comuni di solubilità: sono insolubili in acqua (definiti per questo idrofobi), mentre sono solubili in solventi organici come etere dietilico o acetone, alcoli e idrocarburi. L'insolubilità in acqua è la proprietà analitica che viene usata come base per la separazione dai carboidrati e dalle proteine. Dal punto di vista strutturale, i lipidi sono costituiti prevalentemente da atomi di carbonio e di idrogeno uniti tra loro con legami covalenti scarsamente polari (caratteristica che conferisce il comportamento idrofobo) e disposti simmetricamente. Tuttavia, alcuni lipidi presentano, in una regione ristretta della loro molecola, gruppi polari (ad esempio fosfolipidi). I lipidi hanno una densità significativamente minore di quella dell'acqua (dunque galleggiano). Sulla base delle interazioni con l'acqua, i lipidi sono stati distinti in lipidi non polari e lipidi polari, raggruppati in 3 classi. Inoltre i lipidi si possono suddividere in : - Lipidi semplici : sono costituiti solo da idrogeno carbonio e ossigeno; - Lipidi complessi : sono frutto dell esterificazione degli acidi grassi con alcoli di vario tipo; - Lipidi derivati : sono lipidi policiclici. (wikipedia e slideshare.net) STEROIDI : generalità Gli steroidi (dal greco stereos= solido) costituiscono un gruppo di composti molto diffusi in natura che, dal punto di vista chimicostrutturale contengono un sistema tetraciclico di atomi di carbonio (ciclopentanoperidrofenantrene).

2 A parte le piccole, ma sostanziali, differenze dovute alla presenza di sostituenti nel nucleo ed al grado di insaturazione, i diversi tipi di composti si differenziano soprattutto per R, R e R. Il gruppo R può essere assente (quando l anello A e/o B è aromatico); generalmente R e R sono gruppi metilici, benché talvolta si incontrino residui, in tali posizioni, parzialmente o completamente ossidati: CH 2 OH, CHO, COOH. R e R possono essere anche atomi di idrogeno. Quasi tutti gli steroidi naturali possiedono in posizione 3 un ossidrile (OH) o un gruppo chetonico (C=O). Per convenzione gli anelli della struttura base degli steroidi si indicano con le lettere A, B, C, D: i primi tre sono anelli di cicloesano, il quarto è un ciclopentano; gli atomi di carbonio hanno una numerazione specifica. NOMENCLATURA Il nome sistematico, compresi i prefissi stereochimici, di uno steroide e della sua formula di struttura designa la configurazione assoluta di ciascun centro chirale. Nei centri chirali, la posizione viene indicata dal numero dell atomo di carbonio e la configurazione dal suffisso a oppure b; un atomo o un gruppo che si trova al di sotto del piano generale del sistema anulare viene denominato e rappresentato con un legame a tratto punteggiato, mentre un atomo, o gruppo che si trova al di sopra del piano viene chiamato b e rappresentato da un

3 legame a linea continua spessa. I legami con atomi o gruppi di configurazione sconosciuta vengono rappresentati da una linea ondulata. L insaturazione viene indicata cambiando la desinenza ano nelle desinenze ene, adiene, precedute dai numeri indicanti la posizione. CLASSIFICAZIONE DEGLI STEROIDI Gli steroidi si possono suddividere in 9 classi principali: STEROLI Sono alcoli steroidici che contengono un gruppo 3b ossidrilico ed una catena laterale alifatica in C 17. Il colesterolo è lo sterolo caratteristico degli animali superiori ed è presente in tutti i tessuti; è il precursore di tutti gli ormoni steroidei. Circa due terzi del colesterolo del sangue sono esterificati da acidi grassi per lo più insaturi, l altro terzo è libero. Il colesterolo può essere di origine endogena ed esogena, ed è presente in tutti gli alimenti di origine animale. Il fegato, che è la principale sede della sua biosintesi, ha il compito di mantenere costante il rapporto tra la quota esterificata e quella libera. ACIDI BILIARI sono derivati dell acido b colanico: si formano nel fegato per degradazione del colesterolo e si trovano nella bile sotto forma di Sali idrosolubili di sodio. Questi composti coniugati sono sostanze tensioattive, che promuovono il riassorbimento nel tratto intestinale dei grassi e delle sostanze idrofobe; l idrolisi porta alla formazione di acidi biliari liberi. I principali acidi della bile umana sono l acidocolico (3a, 7a, 12a triidrossi- 5b colanico), l acido desossicolico (3a,12a diidrossi-5b colanico), l acido chenodesossicolico (3a, 7a, 5bcolanico) e l acido litocolico (3a idrossi-5b colanico).

4 Principali acidi biliari ORMONI CORICOSURRENALI Sono prodotti dalle ghiandole surrenali; la loro produzione è controllata dall ormone adrenocorticotropo (ACTH). Sono caratterizzati dalla presenza di un gruppo chetonico in C3 e di una catena COCH 2 OH in C17. I principali steroidi di questa classe sono: - Cortisone - Cortisolo - 11deossicorticosteron - Corticosterone - 11deidrocorticosterone - Aldosterone. GLICOSIDI CARDIACI ED AGLICONI La molecola di questi composti è costituita da due parti: una zuccherina e una non zuccherina detta aglicone, che è rappresentato da una struttura steroidea. Sono presenti nelle foglie, nei fiori, nei semi, nelle radici e nella corteccia di una grande varietà di piante. SAPONINE E SAPOGENINE Sono glicosidi che si trovano nelle foglie, nei semi e nelle radici di alcune piante come la saponaria, la salsapariglia e nelle varietà messicane delle liliacee

5 Sono sostanze ad attività emolitica e tossica se somministrate ai mammiferi per iniezione, mentre sono innocue se ingerite per via orale; sono altamente tossiche per gli animali a sangue freddo. Possono essere sinteticamente utilizzate come composti di base per la sintesi di ormoni come il testosterone, il progesterone, il 17b-estradiolo e il cortisolo. ECDISONI Sono soprattutto gli ormoni della metamorfosi degli insetti, che stimolano la trasformazione nei vari stadi dello sviluppo. Dagli insetti, dai crostacei e dalle piante sono stati isolati una trentina di Ecdisoni. Tutti questi steroidi sono riconducibili ad un unica forma strutturale biogeneticamente correlata al colesterolo. VITAMINA D L ergosterolo è il precursore della vitamina D. In realtà si tratta di una miscela di due molecole, denominate D 2 e D 3 (quest ultima deriva dal 7-deidrocolesterolo. ergosterolo > vitamina D 2 (ergocalciferolo) 7-deidrocolesterolo > vitamina D 3 (colecalciferolo) Queste vitamine hanno potere antirachitico e regolano il metabolismo degli ioni calcio e fosfato. TRIMETILSTEROLI Il più rappresentativo è il lanosterolo, che è presente nella frazione insaponificabile del grasso della lana. La maggior parte degli steroidi appartenenti a questa classe sono però di origine vegetale; sono presenti in resine e funghi. il lanosterolo è una materia prima potenziale per la preparazione degli steroidi sintetici. Anche altri trimetilsteroli, come il cicloartenolo e l acido eburicoico sono potenziali fonti di steroidi. ORMONI SESSUALI Sono prodotti dalle ghiandole del sistema riproduttivo del maschio e della femmina e la loro sintesi viene modulata dagli ormoni ipofisari. Vi sono tre classi di ormoni steroidei sessuali: Estrogeni, Gestageni (Progestinici), Androgeni. Estrogeni

6 17b Estradiolo Estrone Estriolo Gestageni Pregnenolone Progesterone (17aOH Prog.) Androgeni Testosterone Androstenedione Deidroepiandrosterone Diidrotestosterone Gli Estrogeni sono caratterizzati dall anello aromatico (anello A) con l ossidrile (fenolico) in C3; i Gestageni hanno un gruppo COCH 3 in C17 mentre l attività degli androgeni è strettamente connessa con particolarità della struttura tridimensionale e con la presenza nel nucleo di alcuni gruppi funzionali: è infatti determinante, in senso androgeno, un atomo di ossigeno in C17, meglio se in forma di ossidrile; un altro atomo di ossigeno si trova in C3, e la struttura con doppio legame tra C4 e C5 e gruppo chetonico in C3 è quella più valida da un punto di vista ormonale, come nel Testosterone.(minerva.unito.it) La produzione di androgeni aumenta durante la pubertà e i cordoni sessuali si canalizzano, formando i tubuli seminiferi, mentre le cellule germinali iniziano a differenziarsi in sperma. Inoltre recenti risultati indicano che gli androgeni inibiscono la capacità di alcune cellule adipose di accumulare lipidi perciò I maschi hanno, di solito, una quantità minore di tessuto adiposo rispetto alle femmine. Gli uomini, normalmente, hanno delle masse muscolari più sviluppate delle donne poiché gli androgeni promuovono lo sviluppo delle masse muscolari mettendo in atto un meccanismo di moltiplicazione di alcuni tipi di cellula dei tessuti muscolari. STEROIDI ANABOLIZZANTI Gli steroidi anabolizzanti sono ormoni androgeni steroidei, come il nandrolone, lo stanozololo e il testosterone. In medicina trovano impiego come cura di alcune forme di osteoporosi e artrite reumatoide, ma sono largamente usati da alcuni atleti come forma di doping,

7 principalmente per aumentare la massa muscolare, pertanto la loro vendita in molti paesi è severamente limitata. L'assunzione di questo tipo di sostanze è consigliabile in seguito a prescrizione medica per un deficit. Gli steroidi anabolizzanti, provocano gravi effetti collaterali: alterazione della funzione riproduttiva (inibizione della spermogenesi) e dei caratteri sessuali secondari sul sistema nervoso centrale (aumento dell'aggressività, ipossia) un'ipertrofia cardiaca eccessiva un aumento delle LDL (colesterolo 'cattivo') e diminuzione delle HDL (colesterolo 'buono') con un rischio maggiore di aterosclerosi sul fegato (epatiti, tumori, ecc). rimpicciolimento dei testicoli.