Definición de esteroide

1. m. Los esteroides, u hormonas esteroides, son hormonas con efectos poderosos, tanto beneficiosos como perjudiciales, cuando se complementan artificialmente en los sistemas vivos. Normalmente son producidos por tres glándulas, la corteza suprarrenal, los testículos y los ovarios, pero también son producidos por la placenta durante el embarazo, y algunos esteroides ("neurosteroides") se producen dentro del cerebro.
   
   Las cinco clases principales de esteroides son: progestágenos, glucocorticoides, mineralocorticoides, andrógenos y estrógenos.
   
   Los esteroides juegan un papel importante en todas las etapas de la vida desde el embrión hasta la muerte.
   
   Los corticoides, o imitadores sintéticos como la prednisona, se utilizan para tratar enfermedades relacionadas con la inflamación como el asma o la artritis reumatoide, pero pueden tener efectos secundarios graves.
   
   Los atletas a menudo han tomado esteroides anabólicos para mejorar el crecimiento muscular y el rendimiento atlético.
   
   Los glucocorticoides juegan un papel en el metabolismo y la inflamación, y los estrógenos se han relacionado con el cáncer. La testosterona y el estrógeno influyen en los rasgos sexuales (masculinos y femeninos).
   
   Todas las hormonas esteroides se sintetizan naturalmente a partir del colesterol (a través de la pregnenolona) bajo el control de la glándula pituitaria anterior, que produce la hormona andrenocorticotrópica (ACTH, o corticotropina), un polipéptido que estimula la conversión del colesterol en pregnenolona.
   
   Las hormonas esteroides activan la expresión de los genes al unirse a proteínas potenciadoras, llamadas receptores de esteroides. También actúan a través de mecanismos que no implican la expresión de genes.
   
   La deficiencia de la enzima 21-hidroxilasa es el trastorno metabólico congénito más común relacionado con los esteroides, pero existen tratamientos para esta condición, llamada hiperplasia suprarrenal congénita.
   
   
   
   Fórmula estructural de esteroides; los átomos de carbono numerados 18 y superiores pueden estar ausentes. CC
   
   
   

   Clasificación y numeración

   
   
   Los esteroides pueden clasificarse en cinco grandes grupos, según sus estructuras y funciones: progestágenos, glucocorticoides, mineralocorticoides, andrógenos y estrógenos.
   
   Los glucocorticoides y los mineralcorticoides se denominan colectivamente "corticoides", y los andrógenos y estrógenos se denominan colectivamente "esteroides sexuales" o "esteroides gonadales".
   
   Los progestágenos son vitales para el comienzo de la vida, a través del embarazo, mientras que los glucocortioides y mineralocorticoides son vitales para el metabolismo y el equilibrio de los electrolitos.
   
   Los esteroides sexuales proporcionan el dimorfismo sexual observado en muchas especies.
   
   Debido a que todos los esteroides se derivan del colesterol, la numeración y la nomenclatura siguen la del colesterol.
   
   
   

   Progestágenos

   
   
   La pregnenolona es el primer esteroide derivado del colesterol.
   
   La progesterona, un progestágeno que prepara el revestimiento del útero para la implantación de un óvulo. Esta hormona también es esencial en los mamíferos para mantener el embarazo. La progesterona es el precursor químico en la biosíntesis de los corticoides y andrógenos.
   
   

   Bioquímica

   
   
   

   Síntesis

   
   
   El colesterol es el precursor a partir del cual se sintetizan todas las hormonas esteroides. Todas las hormonas esteroides tienen 21 o menos carbonos, aunque su precursor el colesterol tiene 27 átomos de carbono. Debido a esto, toda la numeración y nomenclatura de los esteroides sigue la del colesterol.
   
   
   

   Bioquímica

   
   
   Los glucocorticoides y los mineralocorticoides (o mineralcorticoides) se sintetizan naturalmente por la oxidación enzimática de la progesterona. El cortisol, el mayor glucocorticoide, se produce cuando la progesterona es hidroxilada en tres posiciones, C-11, C-17 y C21. La oxidación del carbono C-17 debe ocurrir antes de la hidroxilación en C-21 para sintetizar el cortisol, de lo contrario se forma corticosterona. La aldosterona, el principal mineralcorticoide, se sintetiza a partir de la corticosterona mediante la oxidación del grupo metilo C-18 para formar un aldehído.
   
   
   

   Uso médico de los glucocorticoides

   
   
   Aunque la cortisona se puede utilizar para tratar enfermedades relacionadas con la inflamación, como la artritis reumatoide, tiene efectos secundarios graves. La prednisona y otros glucocorticoides se han desarrollado como un imitador de la cortisona y su uso conduce a problemas de efectos secundarios más leves en la población de pacientes. La única diferencia entre los dos compuestos es la presencia de un doble enlace entre los carbones C1 y C2 de la prednisona (observe las flechas en la figura). La cortisona tiene un solo enlace C-C en esta ubicación.
   
   
   

   Esteroides sexuales

   
   
   El término esteroides sexuales se refiere colectivamente a los andrógenos y los estrógenos, que juegan un papel importante en la definición de los rasgos sexuales. Los trastornos que afectan a los niveles de esteroides sexuales pueden conducir a la masculinización de las mujeres y a la desmasculinización (feminización) de los hombres. En el síndrome de insensibilidad a los andrógenos, una mutación genética en el receptor de andrógenos significa que los individuos genéticamente masculinos (XY) no responden normalmente a las hormonas masculinas. En casos de insensibilidad completa, un hombre genético se parecerá a una mujer.
   
   Los andrógenos y los estrógenos tienen sólo diecinueve o dieciocho átomos de carbono, respectivamente, en comparación con los progestágenos más grandes, los glucocorticoides y los mineralcorticoides, que tienen todos veintiún átomos de carbono. La biosíntesis de ambas clases de esteroides sexuales comienza con la hidroxilación de la progesterona en C-17 para producir 17-hidroxiprogesterona. La división de la cadena lateral C20-C21 y la oxidación del grupo hidroxilo C-17 en una cetona produce androstenediona. La reducción del grupo cetónico C-17 de la androstenediona produce testosterona, uno de los esteroides anabólicos de los que más se abusa.
   
   Dos vías principales metabolizan la testosterona en esteroides de 17 ceto, principalmente el estradiol (E2) y la dihidrotestosterona (DHT). La DHT se metaboliza además en 3 y 3 androstanediol en los tejidos reproductivos.
   
   La clase más pequeña de esteroides, los estrógenos, se biosintetizan, por la enzima aromatasa, a partir de los andrógenos por la pérdida del grupo C-19 -metilo, la reducción de la cetona C-3 a un grupo hidroxilo y la formación de un anillo aromático A. El estradiol es el principal estrógeno.
   
   
   

   Uso médico de los andrógenos

   
   
   En los hombres, la secreción de testosterona disminuye con la edad, y esto se asocia con la pérdida de fuerza muscular y a veces con la pérdida de la libido. La suplementación de testosterona en hombres ancianos con niveles muy bajos de testosterona en suero tiene resultados mixtos.
   
   

   Uso médico de los estrógenos

   
   
   En la menopausia, los niveles circulantes de estrógenos disminuyen notablemente en las mujeres, y la terapia de reemplazo de estrógenos se ha utilizado ampliamente para mejorar los síntomas asociados con la menopausia.
   
   En la actualidad, los únicos medicamentos hormonales que se utilizan para el control de la natalidad son los esteroides destinados a manipular el ciclo ovulatorio femenino. La progestina previene la ovulación suprimiendo la secreción de la hormona luteinizante. Las progestinas también engrosan el moco cervical, retrasando así el paso de los espermatozoides, y hacen que el endometrio sea desfavorable a la implantación. El estrógeno por otro lado previene la ovulación suprimiendo la secreción de la hormona folículo estimulante (FSH), que es necesaria para comenzar el ciclo ovulatorio.
   
   

   Abuso de esteroides anabólicos

   
   
   Los esteroides anabólicos son esteroides relacionados con la testosterona que fomentan el desarrollo muscular. Funcionan aumentando la producción de proteínas y aumentando el tejido celular, especialmente la masa muscular. Además, disminuyen el catabolismo muscular al reducir los niveles de cortisol, una hormona del estrés. Los esteroides anabólicos tienen otros efectos, incluyendo la virilización, que resulta en un clítoris más grande en las mujeres y en el pene en los hombres, crecimiento del cabello, acné, presión arterial elevada, daño al hígado y al corazón, y aumentos en el colesterol LDL y menores niveles de colesterol HDL. El uso de esteroides anabólicos está prohibido en muchos deportes y su uso sin prescripción válida es ilegal en muchos países.
   
   

   Mecanismo de acción

   
   
   Clásicamente, los esteroides ejercen sus efectos por acciones "genómicas", alterando la expresión de los genes en sus células diana. Debido a este modo de acción, las hormonas esteroides tardan horas en tener efecto porque el ARN mensajero y luego las proteínas deben ser sintetizadas; esto contrasta con otras hormonas de acción rápida, como la epinefrina, en las que sus células diana tienen una respuesta inmediata.
   
   Las acciones genómicas de los esteroides están mediadas por receptores específicos que se encuentran en el citosol de determinadas células. Los esteroides entran en las células libremente ya que son solubles en lípidos y pueden pasar a través de las membranas celulares. Todos los receptores de hormonas de esteroides tienen una región de unión hormonal que une fuertemente al esteroide, con constantes de disociación en el rango nanomolar. Las similitudes en esta región de los receptores sugieren que todos ellos tuvieron un ancestro común. Las proteínas receptoras de esteroides son generalmente específicas para cada clase de esteroides, uniéndose fuertemente sólo a un esteroide, pero una unión débil puede ocurrir con algunos otros esteroides.
   
   Este complejo receptor-esteroide se mueve entonces en el núcleo de la célula y se une a sitios operadores específicos en el ADN. Todos los receptores de esteroides tienen una región de unión al ADN, a menudo llamada dominio de unión al ADN (o DBD), que es rica en los aminoácidos cargados positivamente arginina y lisina, y también contiene muchas cisteínas. Los receptores también tienen dominios de factor de activación que deben interactuar con cofactores adicionales antes de que el complejo esteroide:receptor pueda entrar en el núcleo o iniciar la expresión génica. Debido a su complejidad, los receptores hormonales no son bien comprendidos en este momento y son objeto de intensas investigaciones. Recientemente se han determinado varias estructuras del complejo esteroide:receptor.
   
   Además de estas acciones genómicas clásicas, los esteroides que dan una respuesta más inmediata pueden tener receptores en la membrana celular que inician la transducción de señales. Por ejemplo, en el cerebro, la progesterona se metaboliza en alopregnanolona que interactúa con algunas clases de receptores para el neurotransmisor inhibidor GABA.
   
   

   Enfermedades del metabolismo de los esteroides

   
   
   

   Insuficiencia suprarrenal

   
   
   La insuficiencia suprarrenal es un grupo de afecciones en las que la producción de corticoesteroides suprarrenales cae por debajo de las necesidades del cuerpo. La insuficiencia suprarrenal puede ser causada por defectos en las glándulas suprarrenales, la glándula pituitaria o el hipotálamo.
   
   

   Hiperplasia suprarrenal congénita

   
   
   La hiperplasia suprarrenal congénita es un "grupo de trastornos hereditarios de las glándulas suprarrenales, causados por defectos enzimáticos en la síntesis de cortisol (hidrocortisona) y/o aldosterona que conducen a la acumulación de precursores de andrógenos". Según el desequilibrio hormonal, la hiperplasia suprarrenal congénita puede clasificarse como salina, hipertensiva, virilizante o feminizante. El defecto más común es en el esteroide 21-hidroxilasa. Otros defectos se producen en el esteroide 11-beta-hidroxilasa, el esteroide 17-alfa-hidroxilasa, o la 3-hidroxiesteroide deshidrogenasa (3-hidroxiesteroides deshidrogenasas)".
   
   Algunas personas heredan formas defectuosas de la enzima 21-hidroxilasa. Dado que la 21-hidroxilasa es una enzima clave en la producción de corticoides, los defectos de esta enzima provocan graves efectos fisiológicos. La enzima es necesaria para la producción de cortisol, corticosterona, aldosterona y otros esteroides. La disminución de los niveles de glucocorticoides induce a la glándula pituitaria anterior a aumentar la producción de ACTH, lo que a su vez aumenta los niveles de progesterona y 17-hidroxi-progesterona. Los altos niveles de estas dos hormonas aumentan los niveles de andrógenos, que se derivan de ellas. La patogénesis puede ser detenida por la administración de glucocorticoides para completar el mecanismo de retroalimentación y detener la sobreproducción de ACTH.
   
   La aldosterona es el principal mineralcorticoide y se produce en las glándulas suprarrenales. Desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de las concentraciones plasmáticas normales de sodio; los pacientes con deficiencia de 21-hidroxilasa pueden sufrir hipertensión y deshidratación, lo que puede provocar un shock o la muerte. El aumento de los niveles de andrógenos (testosterona, por ejemplo) resultante de la sobreproducción de progesterona y 17-hidroxiprogesterona conduce a la virilización (masculinización) de los afectados. En las niñas, la masculinización de los genitales externos suele ser evidente al nacer. Los niños parecen normales al nacer, pero la precocidad sexual pronto se produce. El crecimiento acelerado y el desarrollo óseo temprano conducen a una estatura más corta.
   
   

   El Premio Nobel y la investigación sobre esteroides

   
   
   Muchos científicos han ganado el Premio Nobel por su trabajo en esteroides.
   
   El Premio Nobel de Química de 1927 fue otorgado al químico alemán Heinrich Otto Wieland (1977-1957) "por sus investigaciones sobre la constitución de los ácidos biliares y sustancias relacionadas" "por los servicios prestados a través de sus investigaciones sobre la constitución de los esteroles y su conexión con las vitaminas" investigaciones que inició en 1912 sobre la constitución de los ácidos biliares y sustancias relacionadas. Aisló 3 ácidos biliares y descubrió que tenían estructuras similares y estaban estructuralmente relacionados con el colesterol. Este trabajo condujo al reconocimiento de la estructura de carbono de los esteroides y al estudio de los procesos de oxidación en las células vivas.
   
   En 1928, el premio fue para Adolf Otto Reinhold Windaus (1876-1959) "por los servicios prestados a través de su investigación sobre la constitución de los esteroles y su conexión con las vitaminas"
   
   En 1939, Adolf Butenandt (1903-1995) fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1939 por su trabajo sobre las hormonas sexuales, junto con Leopold Ruzicka por su trabajo sobre los polimetilenos y terpenos superiores en . Butenandt aisló el estrón en forma pura y cristalina en 1929 y la androsterona en 1931. De la androsterona él (así como Ruzicka, independientemente uno del otro) obtuvo testosterona en 1939. Aisló la progesterona del cuerpo lúteo en 1934.
   
   En 1950, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue otorgado conjuntamente a Edward Kendall (1886-1972) , Tadeus Reichstein (1897-1976) y Philip Hench (1896-1965) "por sus descubrimientos relacionados con las hormonas de la corteza suprarrenal, su estructura y efectos biológicos".
   
   
   "Profesor Edward Kendall. Usted y sus colaboradores han contribuido en gran medida al aislamiento e identificación de las hormonas corticales, y han facilitado la producción artificial de algunas de estas sustancias. Han demostrado de forma concluyente que sus acciones biológicas difieren todas según su estructura química.
   
   
   "Profesor Tadeus Reichstein. A usted y a sus colaboradores les debemos el primer aislamiento de cuatro hormonas activas de la corteza suprarrenal, la primera síntesis de una de ellas, la prueba de la naturaleza esteroide de dichas hormonas, y numerosos detalles sobre la estructura y propiedades de estos importantes cuerpos. De esta manera se allanó el cansado camino de la síntesis y se crearon nuevos medicamentos.
   
   
   "Doctor Philip Hench. Sus brillantes investigaciones sobre los efectos beneficiosos del embarazo y la ictericia en la artritis reumatoide han sido el punto de partida del famoso descubrimiento durante "el año anterior" de que estas enfermedades y algunas otras están influenciadas favorablemente por las hormonas de la corteza suprarrenal".
   
   (discurso del profesor G. Liljestrand)
   
   
   En 1969, Derek Barton (1918-1998) fue galardonado con el Premio Nobel de Química por "sus contribuciones al desarrollo del concepto de conformación y su aplicación en la química". En 1950, en un breve documento de Experientia titulado "La conformación del núcleo de los esteroides", había demostrado que a las moléculas orgánicas en general (y a las moléculas de esteroides en particular) se les podía asignar una conformación preferida sobre la base de los resultados acumulados por los físicos químicos, en particular por Odd Hassel, con quien compartía el premio.

Física y química

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