甾体化合物的重要性

甾体化合物的重要性 摘要 甾体化合物是重要的类脂 它是一类具有环戊烷骈多氢菲碳架结 构的化合物 广泛存在于动植物体内 具有重要的生理作用 在医药方面得到 广泛的应用 因此此类化合物对人类显得如此之重要 关键词 甾体化合物 生理活性 疾病 应用 一 甾体化合物的简介 甾体化合物中都含有一个由四环组成的骨架叫做环戊烷骈多氢菲 在 母核环上的 C13 和 C10 常连有甲基称为角甲基 在 C17 上连有烃基 在基本结 构上海含有羟基 羧基 双键等官能团 其数量和位置各异 构成了各种不同 类型的甾体化合物 其命名主要采用俗名 如胆固醇 黄体酮 睾丸酮等 甾体母核 环戊烷并多氢菲 其结构如下 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 18 19 R 15 16 17 A B C D 许多载体化合物都有较强的生理活性 临床上广泛应用于抗炎 抗过敏 抗休克等 载体药物的发现及药物成功的合成是近半个世纪以来医药 工业取得最引人注目的两大进展之一载体药物也仅次于抗生素的第二大类的药 物 二 甾体化合物的分类 根据 C17 上连接的基团不同可以分为 植物甾醇 甾体皂苷类 强心苷类 昆虫变态激素 C21 甾类 胆汁酸类 三 各类甾体化合物的生理活性 1 1 胆固醇与人体的关系胆固醇与人体的关系 在人体和动物的脑 脊髓 以及血液中都存在胆固醇 其中正常人 的血液中胆固醇的含量是 2 82 5 95mmol L 若人体内的胆固醇代谢发生障碍 或者摄入量太多时 就会从血液中沉淀析出 引起血管硬化和结石胆固醇在肝中 降解的代谢产物 是胆汁的重要成分 有助于脂质在肠道的消化吸收 2 72 7 脱羟胆固醇脱羟胆固醇 与胆固醇不同的是 该结构中的 C7 C8之间含有双键 它存在于人 体皮肤中 在紫外线的照射下 能转化为维生素 D3 麦角固醇结构与其结构相似 再 C17所连的烃基上多了一个双键和 一个甲基 它是一种植物甾醇 再紫外线的照射下能转化为维生素 D2 以上两种维生素都属于 D 组维生素 是脂溶性维生素 具有抗佝偻 病作用 因此小孩可通过是当地赛阳光 多吃含有维生素 D 的食物 如鱼肝油 牛奶 蛋黄等可以预防佝偻病 软骨病 3 3 甾体皂苷甾体皂苷 螺甾烷及其相似生源的甾体化合物的低聚糖苷 其水溶液经强烈 振摇后多产生大量持久性肥皂样泡沫 分布单子叶植物 百合科 薯蓣科 石 蒜科 龙舌兰科等 麦冬 薤白 百合 玉竹 知母 重楼等 海洋生物 动物 地奥心血康胶囊 黄山药 对冠心病 心绞痛发作疗效显著 总 有效率未 91 重楼皂苷 和 能抗癌 降血糖 降胆固醇 调节免疫等甾体 皂苷元 合成甾体避孕药和激素类药物 心脑舒通 蒺藜 已在心脑血管病得以应用 具有扩张冠状动脉 改善冠状动脉循环作用 对缓解心绞痛 改善心肌缺血有较好疗效 甾体皂苷是天然产物中的一类重要的化学成分 目前 从植物中 已被发现的甾体皂苷化合物大多具有一定的生物 抗菌 活性 从其化学结构 上看 其苷元母核基本为螺甾烷型和呋甾烷型 1 Carotenuto 等报道 2 3 从葱 属植物韭葱 Alliumporrum 和A minutiflorumde 的块茎中分离得到具有抗真 菌活性的甾体皂苷 4 4 强心苷强心苷 对心脏有显著生理活性的甾体苷类 由强心苷元与糖缩合而成 主 要分布于植物中的玄参科 百合科 萝摩科 十字花科 夹竹桃科 毛茛科 卫矛科桑科等 100 多种植物 具有加强心肌收缩性 减慢窦性频率的活性 有 一定毒性 强心苷具有强心作用 目前临床上应用的达二三十种 主要用以 治疗充血性心力衰竭及戒律障碍等心脏疾病 如毛花丙苷 地高辛 洋地黄毒 苷等 动物中至今尚未发现有强心苷类存在 具有强心作用的是由蟾蜍 皮下腺分泌的分泌物种所含有的蟾蜍配基类及其脂类 强心苷的生物活性 强心苷的生物活性 强心苷是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物 但在临床应用中发 现治疗指数和不易控制等缺点 故目前仍有必要继续寻找和研究新的强心苷 强心苷的作用和他的毒性与其均有着极其密切的联系 根据 C17上内酯环结构分两类 甲型强心苷元 强心甾烯类 C17上为五元不饱和内酯环多 O O OH H H H HO 20 21 22 23 乙型强心苷元 海葱甾二烯类 蟾蜍甾二烯类 C17上为六元不饱和内酯少 5 胆酸类胆酸类 C17 戊酸常与甘氨酸或牛磺酸结合 以钠盐形式存在 不同胆汁酸 区别 羟基数目 位置 构型不同 分布于动物的胆汁 胆结石 胆汁酸是胆汁的重要成分 在脂肪代谢中起着重要作用 胆汁酸主 要存在于肠肝循环系统并通过再循环起一定的保护作用 只有一少部分胆汁酸 进入外围循环 促进胆汁酸肠肝循环的动力是肝细胞的转运系统 吸收胆汁酸 并将其分泌入胆汁 缩胆囊素诱导的胆囊收缩 小肠的推进蠕动 回肠黏膜的 主动运输及血液向门静脉的流入 新合成及再循环的 胆汁酸被分泌至胆管以防止肝内高浓度梯度的 胆汁郁积胆汁酸代谢 胆汁酸的主动运输是调节胆汁酸形成及流动的一个重 要因素 胆汁酸的分泌也高度影响着 胆固醇 磷脂 胆红素分泌入胆汁 胆汁酸主动运输所产生的渗透压导致水和 电解质分泌入胆管增加 从而使 胆汁流过胆管的量增加 胆胆汁汁酸酸在在胆胆囊囊中中的的生生理理作作用用 胆汁酸在胆囊中储存浓缩 5 10 倍 进餐后 胆囊在胰酶分泌素作用 下发生收缩 在收缩过程中 胆囊的作用像马达 驱动肠肝循环 通常情况下 在进餐消化后 30 分钟内 十二指肠中的胆汁酸浓度急剧升高 胆胆汁汁酸酸的的功功能能 促进脂类的消化吸收 抑制胆固醇在胆汁中析出沉淀 结石 6 甾体激素 甾体激素按来源可分为性激素和肾上腺激素 性激素 性激素分为雄性激素和雌性激素两大类 如雄性激素中的睾 丸酮 雌性激素黄体酮 雌 孕激素 临床资料显示 某些女性癫痫患者在月经期痫性发作次数多 月经周期晚期减少 提示痫性发作可能与体内性激素周期性变化有关 以经期 性癫痫妇女为研究对象 发现孕酮 雌二醇比率明显减低 提示孕激素减少或 激素增多与经期性癫痫相关 卵巢激素的周期性变化可能影响癫痫发作的易感 性 7 当前 神经甾体激素作为新的神经调质对神经系统产生广泛的影响 已 成为神经科学研究的又一热点 8 雌 孕激素为小分子脂溶性甾体激素 易 于透过血脑屏障 进入脑后对脑的结构和功能产生影响 已经证明中枢神经系 统 CNS 存在雌 孕激素受体及其mRNA 9 10 肾上腺皮质激素 该类激素是产于肾上腺皮质部的一类激素 现已提取出二十 余种固醇类激素 其中七种有较强的生理活性 对体内 水 盐 糖和蛋白 质的代谢具有重要作用 肾上腺皮质激素简称皮质激素 是肾上腺皮质分泌的多种内分 泌激素的总称 化学上属于街类化合物 其母体结构为 凡风这类化合物对物理 化学 生物以及免疫等多种原因引起的炎症都有很强的抗炎作用 同时具有抗 毒作用 抗休克作用等 自 4 0 年代以胆酸为原料合成了药物可的松以来 便 开始了对这类药物的结构与其抗炎活性关系的研究 50 年代初 R ie d 和 sab 偶然发现 9 一氟氢化可的松具有其母体氢化可的松 n 倍的活性 从而对这 类药物的结构改造便成为一个极受重视的课题 5 蟾蟾酥酥 来源 蟾蜍科中华大蟾蜍 Bufo bufo gargarizans 或黑眶蟾 蜍 Bufo bufo melanostictus 的耳下腺及皮肤腺分泌的白色浆液 经加工干燥而成 功效 解毒 止痛 开窍醒神 成分 蟾蜍甾二烯类 强心甾烯类 蟾毒色胺类 吲哚类生物碱 6 6 牛牛黄黄 来源 牛科牛 Bos taurus domesticus 的干燥胆结石 功效 解痉 清心豁痰 开窍 息风 解毒等 成分 胆红色 胆汁酸 胆固醇等胆酸 去氧胆酸 松弛平滑 肌 猪去氧胆酸 石胆酸 鹅去氧胆酸 7 麦冬 来源 百合科麦冬 Ophiopogon japonicus 的干燥块根 功效 养阴生津 润肺清心 成分 皂苷 黄酮 多糖等 甾体皂苷 麦冬皂苷 B C D E F G 等 苷元 鲁斯考皂苷元 薯蓣皂苷元等 糖 glc ara rha xyl 8 薤白 来源 百合科小根蒜的鳞茎 功效 通阳散结 行气导滞 成分 甾体皂苷 薤白苷 A D E F J K L 等 苷元 tigogenin 替告皂苷元 smilagenin 异菝契皂苷元 samogenin 沙漠皂苷元 等 糖 glc gal 9 植物甾醇 植物甾醇广泛存在于植物的根 茎 叶 果实和种子中 是植物 细胞膜的主要成分 所有植物种子的油脂中都含有甾醇 植物甾醇具有一定的 抗菌活性 如李端等从蓝桉果实中分离获得的 谷甾醇 发现其对梨果仙人掌 斑点病菌有一定的抑制生长作用 MIC 值为0 2 mg mL 4 王冬梅等在研究卷 叶黄精根茎化学成分及抗菌活性时 发现 谷甾醇对杨树溃疡病原菌及棉黄萎 病原菌有一定的抑制作用 胡萝卜苷 谷甾醇 3 O 葡萄糖苷 还对玉米大斑病 原菌有抑制作用 5 Atta Ur Rahman 等 6 发现来源于Joly ma laminarioides 的岩藻甾醇 fucosterol 对弯孢霉 Curvularia lunata 黑葡萄穗 Stachybotrys atra 和犬小孢子霉 Microsporum canis 等霉菌 类病原真菌有抑制作用 11 甾体内酯化合物 Choudhary 等 6 从凝固睡茄 Withania coagulance 中分 离得到2 种甾体内酯化合物 14 15 环氧醉茄内酯 14 15 epoxywithanolide 和17 羟基醉茄内酯K 17 hydroxywithanolide K 其中后者对植物病原真菌稻黑孢霉 Nigrospora oryzae 曲霉 Aspergillus niger 新月弯孢霉 C lunata 小孔菌 M canis 和 粗皮北风菌 Pleurotus ostereatus 具有弱抑制作用 MIC 300 g mL 14 15 环氧醉茄内酯 和17 羟基醉茄内酯K 的结构 甾体化合物具有较高的细胞穿透性和膜接受性 是自然界中一 类重要的天然化合物 甾体结构的微小变化有时会引起其本身生理活性的巨大 改变 因此对甾体化合物的研究一直都是化学家高度关注的热点之一 通过对 甾体母核或支链结构进行改造 研究其构效关系 有望得到具有更高生物活性 或具 有某种特殊生理功能的甾体化合物 在许多已知的甾体物质中 甾体内酯化合 物由于具有特殊的生物活性引起了广泛关注 四 总结 从以上可知甾体化合物于人类的疾病 生活息息相关 因 此 所以对其结构 性质 分类 生理活性 提取分离应用方面上的研究显得 尤为重要 1 戴忠 姜红 甾体皂苷研究进展 J 中国药师 2003 6 615 616 2 Carotenuto A Fattorusso E Lanzotti V et al Spirostanol saponins of Allium porrum L J Phytochemistry 1999 51 1077 1082 3 Barile E Bonanomi G Antignani V et al Saponins from Allium minutiflorum with antifungal activity J Phytochemistry 2007 68 596 603 4 李端 周立刚 谈满良 等 几种植物提取物对梨果仙人掌斑点 病菌的抑制活性 J 西北农林科技大学学报 2005 33 148 152 5 王冬梅 朱玮 李娟丽 卷叶黄精根茎的化学成分及抗菌 活性研究 J 四川大学学报 2007 44 918 921 6 Choudhary MI Dureshahwar Parveen Z et al Antifungal steroidal lactones fromWithaniacoagulance J Phytochemistry 40 1243 1246 7 Her zog AG Hormonal chang es in epilepsy Epilepsi a 1995 36 323 338 8 Mellon SH Neurostero ids biochemistry modes of action and clinical relevance JCEM 1994 78 1003 1012 9 Keefe JA Yanbing I Burgess LH et al Estro gen receptor mRNA alt