什麼是類固醇

廣泛分佈於生物界的一大類環戊稠全氫化菲衍生物的總稱，亦稱類甾醇或甾族化合物。類固醇包括固醇(如膽固醇、羊毛固醇、谷甾醇、豆甾醇、麥角甾醇)，膽汁酸和膽汁醇，類固醇激素（如腎上腺皮質激素、雄激素、雌激素）、昆蟲的蛻皮激素、強心苷（如毛地黃毒苷）和皁角苷配基以及蟾蜍毒等。此外還有人工合成的類固醇藥物如抗炎劑（氫化潑尼鬆、地塞米松），促進蛋白質合成的類固醇藥物(苯丙酸諾龍)和口服避孕藥等。類固醇化合物不含結合的脂肪酸，是非皂化性脂質；這類化合物屬於類異戊二烯物質，是由三萜環化再經分子內部重組和化學修飾而生成的。

化學結構、碳原子編號及命名

類固醇是由 3個六碳環己烷(A、B、C)和一個五碳環(D)組成的稠合四環化合物。碳原子編號次序見圖1。各種天然類固醇分子中的雙鍵數目和位置，取代基團的型別、數目和位置，取代基團和環狀核之間的構型，環與環之間的構型都有所不同。天然類固醇分子中的六碳環 A、B、C都呈“椅式”構象(環己烷結構)，這是最穩定的構象（唯一的例外是雌激素分子內的 A環是芳香環為平面構象）。A環和B環之間的接界可以是順式也可以是反式，而C/D接界一般都是反式（圖2）；唯有強心苷和蟾蜍毒是例外。

連線到類固醇的四環骨架各碳原子的取代基團的取向以 α-或β-表示：位於骨架平面上面的以β表示（用實線），位於下面的以 α表示（用虛線）。例如：膽固醇分子C-3上的羥基，C-18和C-19兩個角式甲基和側鏈都是β-取向。

類固醇的母體化合物通常是飽和的碳氫化合物。按照IUP-AC-IUB的系統命名原則，以母體化合物名稱為基礎，加上詞頭和詞尾系統地描述類固醇的取代基團的類別、數目和取向。另外，自1930年以來，從動植物等生物體分離出多種類固醇及其代謝產物，根據它們的來源(如膽固醇、睪酮、豆甾醇)、結構特徵或生物功能分別起了這些俗名，有些仍被採用。如：膽固醇的系統名稱是膽甾-5-烯-3β·醇；睪酮的系統名稱是17β-羥基-雄甾·4-烯-3·酮； 豆甾醇的系統名稱是豆甾-5，22-二烯-3β·醇；孕二醇的系統名稱是5β孕烷-3α·20α二醇。

類別及生物功能

固醇類

在生物界分佈甚廣，特點是在第3個碳原子上有一個β-羥基，在第17位上有一個側鏈。有些固醇還有Δ5雙鍵。動物胚胎組織和面板的固醇以及植物的固醇如豆甾醇在側鏈上還有一個雙鍵。在生物體內固醇以遊離（非酯化形式）或以脂肪酸酯的形式存在。固醇為無色蠟狀固體，溶於乙醚、氯仿、苯和熱乙醇等有機溶劑，不溶於水，不能皂化（見表）。表中列出某些重要的固醇及其來源。

（1）動物固醇:膽固醇，亦稱膽甾醇。脊椎動物細胞的重要組分，在神經組織和腎上腺中的含量最高（溼重百分數），心臟中含量最低，在肝、腎和面板中的含量也相當多。人體內膽石主要由膽固醇構成。正常人血漿內膽固醇含量為每百毫升150～250毫克，遊離與酯化的比例約為1∶3。主要的酯化脂肪酸為亞油酸，其次為油酸，繼之為飽和酸(主要是棕櫚酸)，還有花生四烯酸。人紅細胞內膽固醇含量為每百毫升壓積細胞約含 100毫克，幾乎都是遊離膽固醇;它與血漿遊離膽固醇呈動態平衡。神經組織主要含遊離膽固醇，不與機體其他膽固醇庫交換。腎上腺和生殖腺則富含酯化形式的膽固醇。哺乳動物細胞(成熟的紅細胞除外)都能合成膽固醇，但合成速率差別很大。肝和小腸是合成的主要場所。動物也能從食物中攝取膽固醇。其生理功能尚未完全瞭解。膽固醇是細胞膜和細胞器膜的一種組分，紅細胞、肝細胞、髓鞘的質膜都含有相當量的膽固醇；它調節生物膜脂質的物理狀態，保持膜的流動性。神經髓鞘含有大量膽固醇。它與髓鞘的形成，維持穩定性和功能都有一定關係。此外，膽固醇還是合成膽汁酸和類固醇激素的前體。7-脫氫膽固醇存在於動物皮下，在紫外光照射下能轉化成為維生素D3。

（2）植物甾醇：植物甾醇是植物細胞的重要組分，不能被動物體吸收利用。豆甾醇和谷甾醇都是豆甾烷的衍生物，比膽固醇多兩個碳原子，在C-24上有一個乙基。

（3）酵母甾醇：麥角甾醇是酵母菌、麥角菌的主要固醇組分。含28個碳原子的類固醇化合物。經紫外光照射轉化成為維生素D2。維生素 D在動物體的鈣和磷的體內平衡中起關鍵作用。

膽汁酸和膽汁醇

是哺乳動物和其他脊椎動物體內膽固醇的降解產物。較高等的脊椎動物（哺乳類、鳥類、蛇）膽汁內都含C24膽汁酸，與牛磺酸或甘氨酸形成結合物膽汁鹽。低等原始脊椎動物的膽汁內含C27膽汁酸和／或C26或C27膽汁醇，有些與硫酸形成酯，也有些與牛磺酸形成結合膽汁鹽。哈斯爾伍德從生物進化角度提出動物的進化與膽汁醇和膽汁酸的分子演化趨勢有一定的聯絡。分子演化程序如下:C27（和C26）醇（硫酸酯）─→C27 酸（和牛磺酸結合的化合物）─→C24 酸(和牛磺酸結合的化合物)─→C24 酸（和甘氨酸結合的化合物）膽汁鹽的生理功能是分泌到腸內促進脂質的乳化與吸收。某些肝臟疾病和阻塞性黃疸導致膽汁分泌減少影響脂質的消化吸收。

類固醇激素

昆蟲和甲殼動物的蛻皮激素是膽甾烷的衍生物，結構特點是C-7～C-8間雙鍵，C-6酮基，2β，3β，14α羥基和側鏈上C-22和C-25羥基。昆蟲的前胸腺和甲殼動物的丫器官分泌蛻皮激素，為蛻皮和生長調控所必需的激素。植物也有強效的蛻皮激素類似物，具有麥角甾烷和豆甾烷側鏈結構（圖3）。

強心苷類

許多種屬的植物含有強心烷交酯的衍生物，也屬於類固醇化合物，通常以糖苷形式存在於自然界。藥用的強心苷有毛地黃毒素、芰黃素和地高辛；其作用是加強心肌收縮力，使心率減慢，用於控制心力衰竭。

蟾蜍毒

是蟾蜍皮腺分泌的防禦性毒素，具有和毛地黃毒素相似的作用。蟾蜍毒素是蟾蜍烷交酯的衍生物，通常以酯的形式存在。

皁角苷配基

存在於植物內，是螺甾烷的衍生物，通過3β-羥基與糖結合成糖苷即皁角苷。因可形成肥皂樣溶液並具表面活性得名。薯蕷屬植物內的地奧素結構已搞清，許多皁角苷配基的結構也有報道。地奧素配基和龍舌蘭皁苷配基常用作加工製造類固醇激素的原料。