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Mg. Helda C. Del Castillo C.

Esteroides Introducción y clasificación ESTEROLES

CALCIFEROLES O VITAMINAS D HORMONAS ACIDOS BILIARES

Esteroides Desde un punto de vista estructural, el esqueleto esteroidal consiste de cuatro anillos fusionados que se denominan . A, B ,C y D .

El anillo se denomina también GONANO o ESTERANO

• Desde un punto de vista químico podemos verlos como derivados del hidrocarburo perhidrofenantreno al cual se le suma el anillo D, de allí que se les considere como: Compuestos hexaprenoides estructurados en un sistema polialicíclico, ciclopentanoperhidrofenantreno.

• Desde un punto de vista bioquímico, es un tipo de lípido no insaponificable.

LÍPIDOS se clasifican

Saponificables

formados por

Fosfoesfingolípid os

Gangliósid os

Cerebrósid os

Esteroles

Estructural

Membranas celulares

Relación celular

función

iimplicados

se encuentran

función

función

Carotenoides Vitamina A,E,K

Reserva

Esteroi des

Terpenos

Vitamínica

Prostaglandina s

Hormonas esteroideas

Hormonas Suprarrenales

Colesterol

Estructural

Hormonas Sexuales

ejemplos

Fosfoglicéri dos

Glucolípidos

Aldosterona Cortisona

Progesterona Testosterona

función

Sebo s

Fosfolípidos

ejemplos

Ceras

ejemplos

Aceites

Lípidos complejos

ejemplo

Acilglcérido s

Insaponificables

Insaturados

función

Lípidos simples

Saturados Ácidos grasos

Regulación

CLASIFICACIÓN • • • • • • • •

1- Esteroles o alcoholes esteroideos 2- Calciferoles o vitaminas D 3- Esteroides hormonales, que incluyen: - Glucocorticoides - Gestágenos - Estrógenos - Andrógenos 4- Ácidos biliares

Numeración Estéreos = sólido •También llamado ESTERANO o GONANO

C A

D

B

ciclopentanoperhidrofenantreno

Numeración 12 19

11

18

R 17

13

16

1 2

9

10

8

14

15

7

3 4

5

6

Sustituyentes β son los del mismo lado del plano que los metilos en C10 y C13 se representan con trazo grueso

Estructura y Numeración

H

Sustituyentes β son los del mismo lado del plano que los metilos en C10 y C13 se representan con trazo grueso

H H

H

Estrano H

Sustituyentes α Sustituyentes que no se conoce la estereoquímica con línea ondulada

Sutituyentes α son los del lado contrario del plano que los metilos en C10 y C13 se representan con trazo fino o líneas de puntos

Esteroles Esteroides con 8, 9 ó 10 átomos de carbono en el C-17 COLESTEROL

3 HO

5

Son 3-monohidroxi esteroides con 27, 28 ó 29 átomos de carbono En los naturales el hidroxilo es 3β y contienen uno ó más dobles enlaces (normalmente en posiciones C-5 ,C-22 y C-7

Esteroles

Colesterol

COLESTEROL

3 HO

Colest-5-en-3βol Funde a 149ºC , sólido , blanco , levógiro 5

Esterol de los animales superiores

Colesterol 21 12 1 2

19

10

3 4

11

16

8

15

7 6

22

17

13 14

9

5

20

18

23 26

24 25 27

Colesterol (p.f. 149ºC) Aislado de la bilis en 1769. Su estructura no se estableció completamente hasta 1932. Woodward realizó su síntesis total en 1951. •El nombre de «colesterol» procede del griego kole (bilis) y stereos (sólido), por haberse identificado por primera vez en los cálculos de la vesícula biliar por Michel Eugène Chevreul quien le dio el nombre de «colesterina».

Colesterol : características •

Es un lípido esteroide, molécula de ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), constituida por cuatro carbociclos condensados o fundidos, denominados A, B, C y D, que presentan varias sustituciones: • 1. Dos radicales metilo en las posiciones C-10 y C-13. 2. Una cadena en la posición C-17. 3. Un grupo hidroxilo en la posición C-3. 4. Una insaturación entre los carbonos C-5 y C-6.

• En la molécula de colesterol se puede distinguir una cabeza polar constituida por el grupo hidroxilo y una cola o porción apolar formada por el carbociclo de núcleos condensados y los sustituyentes alifáticos. • Así, el colesterol es una molécula hidrófoba y, al igual que los otros lípidos, es bastante soluble en disolventes apolares como el cloroformo (CCl4). • El colesterol es imprescindible para la vida por sus numerosas funciones.

Colesterol : funciones • 1. Estructural: el colesterol es un componente muy importante de las

membranas plasmáticas de los animales (no existe en los vegetales). Aunque el colesterol se encuentra en pequeña cantidad en las membranas celulares, en la membrana citoplasmática lo hallamos en una proporción molar 1:1 con relación a los fosfolípidos, regulando sus propiedades físico-químicas, en particular la fluidez. Sin embargo, el colesterol se encuentra en muy baja proporción o está prácticamente ausente en las membranas subcelulares. • 2. Precursor de Vitamina D: la vitamina D se sintetiza a partir del colesterol y más que una vitamina es una hormona, por las funciones que desempeña en el metabolismo del calcio.

•

3. Precursor de las hormonas sexuales: a partir del colesterol se sintetiza la progesterona, los estrógenos y la testosterona.

• 4. Precursor de las hormonas corticoides: como, por ejemplo, el cortisol y la aldosterona..

• 5. Precursor de las sales biliares: el hígado también excreta colesterol por la bilis y a veces forma cálculos en la vía biliar, lo que se denomina litiasis biliar

Colesterol : riesgos

•

Las LDL transportan el colesterol depositándolo en las arterias, favoreciendo de este modo el desarrollo de ateroesclerosis. Por este motivo recibe el nombre de "colesterol malo". Las HDL cumplen la función contraria: eliminan el exceso de colesterol de las arterias. Transportan este colesterol al hígado, que lo metaboliza eliminándolo del organismo. De allí que se las denomine "colesterol bueno". A continuación se observa la clasificación del colesterol.

¿Cuáles son las causas de aumento del colesterol? El colesterol elevado es el resultado de un exceso de consumo de alimentos ricos en esta sustancia y/o una alteración en el metabolismo de la misma. Esta alteración puede ser heredada.

Esteroides Introducción y clasificación ESTEROLES

CALCIFEROLES O VITAMINAS D HORMONAS ACIDOS BILIARES

Esteroles

Colecalciferol

HO

Colecalciferol

Estructura Química: D3 = Colecalciferol

Vitaminas D Precursor: 7 Dehidrocolesterol mediante luz U-V.

Fuentes: Pescados

(Bacalao), yema de huevo e hígado. • Funciones biológicas: ♣ Regulan metabolismo Ca++ y P-. ♣ Diferenciación celular e inmunitaria.

Vit. D y Raquitismo

Vitaminas D • Deficiencia: Raquitismo y osteomalacia

• Toxicidad: Hipercalcemia. Calcificacion de los tejidos, cálculos renales.

Esteroides Introducción y clasificación ESTEROLES CALCIFEROLES O VITAMINAS D

HORMONAS  ACIDOS BILIARES

Hormonas SON SUSTANCIAS PRODUCIDAS POR ORGANOS Y PUESTAS EN CIRCULACIÓN CON LA SANGRE PARA INFLUIR EN LA ACTIVIDAD O DESARROLLO DE OTRAS PARTES DEL ORGANISMO. LAS HORMONAS ESTEROIDES SON: -Estrógenos -Andrógenos -Progestágenos -Corticoides

Estrógenos • Los estrógenos son hormonas sexuales de tipo femenino producidos por los ovarios y, en menores cantidades, por las glándulas adrenales. • Los estrógenos inducen fenómenos de proliferación celular sobre los órganos diana, principalmente endometrio, mama y el mismo ovario.

Estrógenos: funciones • Los estrógenos actúan sobre el desarrollo, mantenimiento y funciones de los órganos reproductores femeninos, los ciclos de actividad sexual y las características sexuales secundarias femeninas pero además, tienen efectos metabólicos generales en todo el cuerpo tales como el aumento de la lipogénesis en el tejido adiposo que podría ser un marcador de diferencia en la forma corporal y distribución de grasas en las mujeres. • Los estrógenos aumentan la síntesis de un conjunto de proteínas a través del hígado. • Asimismo, tienen un efecto sobre el sistema cardiovascular y sobre el mecanismo de coagulación de la sangre, favoreciendo una disminución en el tiempo de coagulación y un aumento en el número de plaquetas.

Estrógenos: estructura química O H H HO

H Estrona

Esteroides sin cadena de carbono en el C-17. En total tiene 18 Carbonos y a este núcleo se denomina ESTRANO Características Químicas: Anillo A es aromático; Por ello no tienen grupo metilo en C-10 y el OH en C5 es fenólico.

Estrógenos: tipos

El primero aislado fue la estrona. Por Doisy, Butenandt y Laqueur en 1929 de la orina humana de embarazada. En plasma sanguineo de mujer los 3 más importantes aislados son: estrona, estradiol y estriol

Estradiol (17β) (17 β)

Es el estrógeno más importante. Los ovarios segregan 4 de estrona por 1 de estradiol ≈80% de la potencia estrógena

Tanta es su importancia y potencia que se ha afirmado que la hormona propiamente dicha era el estradiol mientras que la estrona y el estriol solo productos de su metabolismo El 17 β es un estrógeno potente mientras que el 17 α es débil Iguales fuentes naturales que la estrona

Estradiol : Análogos

sintéticos (17 β)

OH

ESTRADIOL HO

17 α etinil estradiol OH C CH

Muy activo como estrógeno especialmente administrado via oral HO

Hormonas

Andrógenos Originan el desarrollo de los órganos sexuales masculinos o características sexuales secundarias (Ejemplo la cresta del capón) que se emplean frecuentemente en ensayos biológicos . En sangre venosa de los testículos casi únicamente testosterona. En testículos también se producen estrógenos (un 20% de lo que producen los ovarios) probablemente a partir de testosterona. Secreción en recién nacidos y a partir de la pubertad, muy poca en niños Se sintetiza a partir de colesterol y una vez segregada circula en la sangre 15 a 30 minutos máximo y es fijada por los tejidos o desdoblada en productos de excreción

Andrógenos Son esteroides de 19 C sin cadena lateral unida a C17 con sutituyentes oxigenados en C3 y C17. El núcleo de 19C se denomina Androstano OH

El más activo

O

H H O

H

H

H HO

Testosterona

H

H Androsterona

Hormonas

Testosterona OH H H O

H Testosterona

Es la principal hormona andrógena, segregada fundamentalmente por el tejido intersticial del testículo. Controla la formación del esperma, el desarrollo de los órganos genitales y de los caracteres sexuales secundarios.

Progestágenos La más importante es la progesterona que se produce en el ovario (curpus luteum= cuerpo amarrillo). O

H

H

H

PROGESTERONA

O

• Tiene 21 C. • El núcleo de 21 C se denomina Pregnano. •Tiene dos grupos carbonilo en 3 y en 20.

PROGESTERONA: Funciones • Prepara la matriz para la implantación del huevo fecundado. • Una vez producida la concepción mantiene el embarazo y lactancia. • Disminuye la frecuencia de las contracciones uterinas (evita así la expulsión del huevo implantado. • Estimula las secreciones de Trompas de Falopio y ayuda a la nutrición del huevo y aumenta lobulillos y alvéolos de mamas para prepararlos(solo preparar no provocar) para la secreción de leche.

Anticonceptivos En 1934 se< aisló la progesterona y en 1937 se demostró que inhibía la ovulación de las conejas (Fama) (Pero después se demostró baja actividad anovulatoria en la mujer via oral) En la década de los 60 se ensayaron como anticonceptivos progestágenos y estrógenos y en 1970 una de cada 7 mujeres de Europa ya las utilizaba Acetato de Megestrol la primera píldora oral O OAc

O

Tiene más dobles enlaces y grupos metilo que la progesterona

Anticonceptivos CH

O

O

OAc

OAc CH3

O

C H

O

HO CH HO CH 2 2

OO

OO C C OH OH

HH HF

HH

OO Prednisolona Triamcinolona

H Cl Acetato de Clogmegstona

Cl Acetato de Clormadinona

OH

Prácticamente se elimina la retención de sal propia de los corticoides

OH

O

H

Etiniltestosterona

OH C CH H

H H

H

O 17 α,Etinil-19-nortestosterona

Corticoides

Las más importantes son: OH

O

H

OH O

O

O

OH

OH

H

H O

H

CORTISONA

H

H

ALDOSTERONA

O

.- Los esteroides de la corteza de las cápsulas suprarrenales son esenciales para la vida, su ausencia – Enfermedad de Addison (desórdenes de metabolitos, electrolitos, agua, hidratos de carbono y proteínas .- Tienen 21 C.

Corticoides • La corteza suprarrenal sintetiza dos clases de esteroides: • los corticoesteroides (glucocorticoides y • mineralocorticoides), que tienen 21 átomos de carbono, y los andrógenos, que poseen 19 . • En seres humanos, la hidrocortisona (cortisol) es el principal glucocorticoide, y la aldosterona el

•

•

Las acciones de los corticosteroides son muchas y están muy difundidas. Sus efectos diversos incluyen: alteraciones del metabolismo de carbohidratos, proteínas y lípidos; conservación del equilibrio de líquidos y electroIitos, y preservación de la función normal de los sistemas cardiovascular e inmunitario, riñones, músculo estriado, así como los sistemas endocrino y nervioso

Cortisol (Pf= 220ºC)

HO

O

HO

CH 2 C

O OH

Cortisol o hidrocortisona En la orina, sangre y cápsulas suprarrenales

Hormonas

Aldosterona OH

O

O CH2 OH C O CH H

Aldosterona -aldehido libre

(Pf= 112-116 ºC) HO O

CH

CH2

OH

C O H

O Aldosterona -Hemiacetal

También llamada electrocortina controla el funcionamiento del riñón y tiene actividad mineral muy elevada Se idenficó su estructura a partir de 57 mg de producto anhidro obtenido de 1.000 kg de cápsulas suprarrenales de buey

Hormonas

Cortisona y análogos Se desarrolló mucho interés cuando se descubrió que la cortisona podía aliviar la artritis reumática y la fiebres reumáticas O

(Pf= 215ºC)

OH

O

OH

H

H

Se encuentra en cápsulas suprarrenales de buey y cordero y en la orina humana

CORTISONA

O

Se conocen muchas síntesis de cortisona y análogos

En resumen: • La estructura básica de las hormonas esteroideas es el cliclo pentanoperhidrofenantreno en función del tipo de núcleo y el número de átomos de carbono distinguimos: • -a.-CORTICOIDES Y PROGESTÁGENOS :21 átomos de carbono y núcleo pregnano. • -b.-ANDRÓGENOS : 19 átomos de carbono y núcleo androstano. • -c.-ESTRÓGENOS : 18 átomos de carbono y núcleo estrano.

Esteroides Introducción y clasificación ESTEROLES

CALCIFEROLES O VITAMINAS D HORMONAS ACIDOS BILIARES

Ácidos biliares Esteroides con 5 carbonos en el C-17

Son comunes en la bilis (secreción del hígado)de los mamíferos

Son esteroides de 24 carbonos de la serie 5β con un grupo carboxilo en C-24 y 1, 2 ó 3 grupos OH en el núcleo

 Se encuentran combinados formando amidas con glicina (NH2-CH2-COOH) o taurina (NH2CH2-CH2-SO3H) o como sales sódicas (En este caso actúan como agentes emulsionantes de los lípidos favoreciendo su absorción por el intestino.  Son derivados (principalmente hidroxiderivados) del ácido colánico). • El ácido cólico ,el ácido desoxicólico y el litocólico son los ácidos biliares humanos más

Ácidos biliares

COOH

ACIDO COLANICO H

Ácido cólico • El ácido cólico es un ácido biliar, una sustancia blanca cristalina insoluble en agua, con un punto de fusión de 200-201 °C. Las sales del ácido cólico se denominan colatos. • El ácido cólico es uno de los cuatro ácidos que produce el hígado sintetizado a partir de COLESTEROL.l Es soluble en alcohol y en ácido acético. • Forma un conjugado con el aminoácido taurina, dando lugar a ácido taurocólico. • El ácido cólico también se denomina 3α,7α,12αtrihidroxi-5β-ácido colánico. • Su fórmula química simple es: C24H40O5.

Ácido cólico OH COOH

12

3

HO

7

H

OH

Acido cólico

Ácido 3α,7α,12α –trihidroxi-5β-colánico Se encuentra en la bilis del hombre, del buey y otros mamíferos

Ácidos biliares

Ácidos desoxicólicos Ácido 3α,12α –dihidroxi-5β-colánico OH 12

COOH

COOH 3

HO

H

Acido desoxicólico

3

HO

H

Acido litocólico

Ácido 3α–hidroxi-5β-colánico En la bilis del hombre, del buey y otros mamíferos

Sales biliares • Aunque parezca paradójico, las sales biliares no son las sales de los ácidos biliares, sino las sales sódicas o potásics de los ácidos taurocólico ó glicocólico. • Los lípidos son apolares y necesitan de las sales biliares para estabilizar la emulsión y para facilitar el contacto entre enzima y sustrato, lo que permite la metabolización de los lípidos y su absorción en la pared intestinal. • Las sales biliares estimulan al intestino grueso para secretar agua y otras sales, que permiten el movimiento y la transformación química de los contenidos intestinales. • Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Sales_biliares"

SALES BILIARES Ác.cólico

+

taurina

+

NaOH TAUROCOLATO DE SODIO

Ác.taurocólico

• El ácido taurocólico procede del ácido cólico (uno de los ácidos biliares) conjugado con el aminoácido taurina en el carbono 17. • Este ácido con sodio y potasio forma una de las sales biliares: el taurocolato de sodio.

• Red Bull Energy Drink es una bebida carbonatada que contiene principalmente agua, azúcar (sacarina, glucosa), taurina, glucuronolactona y cafeína, así como diferentes vitaminas (niacina, ácido pantoténico, B6 y B12). Según el fabricante la bebida tiene un efecto revitalizador y desintoxicante así como propiedades que incrementan las capacidades físicas y potencia la velocidad mental.

+ H2NCH2COOH GLICINA

NaOH

+

GLICOCOLATO DE SODIO Ác.glicocólico

• El ácido glicocólico procede del ácido cólico (uno de los ácidos biliares) conjugado con el aminoácido glicina en el carbono 17. • Este ácido con sodio y potasio da lugar a una de las sales biliares, denominada: GLICOCOLATO DE SODIO.