ステロイド

英語名：steroid 独：steroide 仏：stéroïdes 　

ステロイドとは、分子中にステロイド核と称する骨格構造をもつ一連の有機化合物の総称である。ほとんどの動植物で生合成され、コレステロール、胆汁酸、ビタミンＤ、ステロイドホルモン等がその代表例である。

ステロイドの構造

　

ステロイド核の構造

　 ステロイド核とは、シクロペンタノペルヒドロフェナントレン核のことを指し、3つのイス型六員環と1つの五員環がつながった構造をしている。右図のように構造式を書いた場合、それぞれの環を左下から順にA環、B環、C環、D環と呼ぶ。一部あるいはすべての炭素が水素化され、通常はC-10とC-13にメチル基を、また多くの場合C-17にアルキル基を有する。生体物質としてのステロイドはC-3位がヒドロキシル化もしくはカルボニル化されたステロール類である。

　生体内ステロイド　

コレステロール

コレステロールの構造

コレステロールの分子式はC27H46Oで表わされ、ステロイド核の3位の炭素にOH基がついたステロールを基礎骨格とし、17位の炭素はアルキル化されている。その名称は、胆石からコレステロール固体を同定した際、ギリシャ語の胆汁を表すChole-、固体を表すstereos (個体)に加え、アルコールの化学命名接尾辞である-olを付けたことに由来する。コレステールは、細胞膜、胆汁酸、ステロイドホルモン、ビタミンＤ前駆体等の原料となり、一部は食事から摂取されるが主に肝臓と小腸で合成される。細胞膜上のコレステロールに富む領域は、膜マイクロドメイン(膜ミクロドメイン、脂質ラフト)と呼ばれ、膜タンパク質の集積やシグナル伝達の場として注目されている。

胆汁酸

コール酸の構造

ファイル:Deoxycholic acid.png

デオキシコール酸の構造

胆汁酸(bile acid）は、胆汁に含まれるステロイド誘導体の総称である。ヒトの代表的な胆汁酸はコール酸やデオキシコール酸である。胆汁酸は、肝臓にてシトクロムP450の作用によるコレステロールの酸化により作られる。胆汁酸はグリシンやタウリンと結合して抱合体となり胆嚢に蓄積され、ビリルビンと共に胆汁として十二指腸に排出され、脂質の乳化を促進し、食物脂肪の吸収を助ける。

ビタミンＤ

ビタミンDの構造

ビタミンDは、ステロイド核のB環が9-10位の間で開環した構造を持つ。ビタミンDは側鎖構造の違いから、D2-D7に分けられるが、植物由来のD2と動物由来のD3は同様の生理活性を持つことから、両者を総称してビタミンDと呼ぶ。ビタミンDは肝臓と腎臓で代謝されて活性型ビタミンD(1,25-ジヒドロキシコレカルシフェロール）となり、腸管におけるカルシウムとリン酸の吸収や腎尿細管におけるカルシウムの再吸収を促進する。活性型ビタミンDの不足は小児ではくる病、成人では骨軟化症となる。

ステロイドホルモン

ステロイド核をもつホルモンをステロイドホルモンと呼ぶ。副腎、精巣、卵巣等の内分泌器官より分泌され、血流を通じて全身の標的細胞に作用する。また、脳で合成されるステロイドをニューロステロイドと呼ぶ。

ステロイドホルモンの生合成

ステロイドホルモンの生合成

ステロイドホルモンはコレステロールを出発材料とし、主にシトクロムP450系酵素の働きによって作られる。これらの酵素は小胞体膜かミトコンドリア内膜のいずれかに局在する。以下に挙げる酵素がステロイドホルモン合成酵素として知られており、これらのうち3β-HSDと17β-HSD以外はシトクロムP450系酵素である。

・P450 scc：コレステロール側鎖切断酵素（cholesterole side chain cleavage）

・3β-HSD: 3β-ヒドキシステロイド脱水素酵素・異性化酵素　(3β-hydroxysteroid dehydrogenase)

・P450c17: 17α－水酸化・開裂酵素（17 α-hydoroxylase/17, 20 lyase）

・P450c21:21‐水酸化酵素（C21-hydroxylase）

・P450-11β: 11β-水酸化酵素（11β-hydroxylase）

・P450c18: アルドステロン合成酵素

・P450arom: アロマターゼ（aromatase）

・17β-HSD: 17β-ヒドキシステロイド脱水素酵素

炭素数27のコレステロールは、P450 sccの作用により、側鎖（炭素数6）が切断されてプレグネノロン（炭素数21）となる。この過程はホルモン分泌器官の間で共通したプロセスである。副腎では、最終的には炭素数の数は変化しないが、化学構造が変化を受けた糖質コルチコイド(グルココルチコイド)と鉱質コルチコイド(ミネラルコルチコイド)が、また精巣では炭素数が2個減少したアンドロゲン（炭素数19）が、さらに卵巣では炭素数が1個減少したエストロゲン（炭素数18）が生成される。

　副腎皮質ホルモン

副腎皮質ホルモンは、糖質コルチコイドと鉱質コルチコイドの2種に大別され、前者の代表はコルチゾールとコルチコステロン、後者の代表はアルドステロンである。副腎皮質の球状帯でアルドステロンが合成され、束状帯と網状帯にてコルチゾール（コルチコステロン）が合成される。鉱質コルチコイドは血中の塩濃度を調節し、糖質コルチコイドは糖代謝の調節の他、ストレスホルモンとしても知られている。束状帯と網状帯では少量のアンドロゲンが合成されるが、アンドロゲンは副腎皮質ホルモンに含めない場合が多い。

　精巣ホルモン　

精巣のライディッヒ細胞から分泌されるアンドロゲンは雄性化作用を持つホルモンの総称である。アンドロゲンの９０％はテストステロンであるが、アンドロステンジオンやデヒドロエピアンドロステロン等もアンドロゲンに含まれる。アンドロゲンは精子形成、輸精管・前立腺・精嚢・カウパー腺の維持の他、交尾などを含めた雄の性行動に重要であり、また攻撃行動などの社会行動にも関与している。雄では、周生期に大量のテストステロンが精巣から分泌され（アンドロゲンシャワーと呼ばれる）、このことにより性分化の方向性が決定される。