睾酮性质、用途与生产工艺
睾酮,又称睾固酮、睾丸素、睾丸酮或睾甾酮、睾脂酮等,是类固醇激素,由男性的睾丸或女性的卵巢分泌,肾上腺亦分泌少量睾酮。睾酮是主要的雌雄激素及蛋白同化甾类。不论是男性或女性,对健康都有重要影响,包括性欲、力量、免疫功能、对抗骨质疏松症等功效。据统计,成年男性分泌睾酮的分量是成年女性的分泌量的约20倍,体内含量是成年女性的7~8倍。
睾酮首先是在1935年从一头雄牛中抽取,经历多年,已经发展了多种不同的医药种类。现时在北美洲睾酮可以有注射式(如环戊丙酸睾酮及庚酸睾酮)、口服的、口颊的及皮肤渗透式的包、膏与凝胶。
睾酮最初的用途是治疗性腺功能低下症,即补充自体分泌不足或没有自然分泌睾酮的病症。在激素替代疗法(HRT)下适当地使用睾酮,可以维持血液中的睾酮量维持在正常水平。
与其他激素一样,睾酮及其他同化激素除了因缺乏而补充,亦有其他用法,但相对的附带着更大更多的副作用。如不育、性欲丧失(性冷感)或阳痿、骨质疏松症等。1940年代后期,睾酮更被以抗衰老药物为商业噱头,情况与近代的生长激素一样。
利用睾酮的男性化作用,跨性别男性(即由女性经由变性成为男性)会以睾酮作为替代,以维持至一般正常男性的睾酮水平。同样地,跨性别女性会使用药物抑制睾酮的生成,以让雌激素发挥效用。
孕烯醇酮是所有同化激素的前体,亦是胆固醇的衍生物,可以合成睾酮。合成睾酮可以从两个方式进行,即δ-5方式及δ-4方式。δ-5方式是将孕烯醇酮转化脱氢表雄甾酮为雄烯二酮。
![睾酮的生物合成1 睾酮的生物合成1](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2022-02-21/6378105025899616812664287.jpg)
δ-4方式是将妊娠素的C-17部分羟基化得出醋酸羟孕酮,再转化为雄烯二酮。雄烯二酮就是睾酮的直接前体。将在C-17部分的酮降为醇就可以得出睾酮。睾酮就是雌二醇的前体。
![睾酮的生物合成2 睾酮的生物合成2](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2022-02-21/6378105024933061527513791.jpg)
在过程中加入锌睾酮的合成分量。锌是类固醇受体的运作有着重要影响,且是能使睾酮合成的酶的协助因素。
睾酮是睾丸间隙细胞分泌的一种雄性激素,也是活性最强的雄激素,能促进人和动物雄性器官和副性征的正常发育、精子成熟以及促进机体的蛋白质合成代谢,使肌肉发达。
睾酮也是哺乳动物最主要的天然雄激素,为含有19个碳原子的类固醇激素。它是睾丸分泌的主要雄激素,肾上腺皮质分泌的睾酮甚少。睾酮对男性附属性器官及第二性征发育十分重要。在血液中,睾酮可以与血浆清蛋白非特异性结合,也可与血浆睾酮一雌二醇结合球蛋白结合。在外周组织中,睾酮可以被转化为雌二醇与雌酮。肝脏是睾酮降解代谢的主要器官,在肝脏睾酮的A环被还原,并在17-β-羟类固醇脱氢酶作用下转变为17-酮类固醇,包括雄酮、异雄酮及原胆烷醇酮,它们与葡萄糖醛酸或硫酸酯结合由尿中排出。尿中主要代谢物大部分与葡萄糖醛酸结合形式排泄,属于17-酮类固醇成员。
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成年男性血浆中的睾酮,约95%由睾丸分泌,小部分来自肾上腺皮质及腺外转化; 在女性主要来自肾上腺皮质,卵巢也能少量分泌。测定睾酮含量,是直接反映雄性性腺功能的一个有效指标。由于血液中睾酮的含量较低,用一般化学方法很难测定出来。60年代初,曾用气相层析法和双标记核素衍生物法。70年代,采用竞争性蛋白结合法及放射免疫分析法。蛋白竞争结合法是利用人血浆中的性激素结合球蛋白 (SHBG)作为特异试剂,一般采用妊娠末期的孕妇血浆或服避孕药妇女的血浆,因这些血浆中的性激素结合球蛋白的含量较高。放射免疫分析法,是用抗睾酮血清作为特异试剂,取代竞争性蛋白结合法中的性激素结合球蛋白,因而具有更好的特异性和更高的灵敏度。两法的基本原理相同。
主要操作步骤有:
1,样品纯化:一般先用有机溶媒抽提血浆样品中的睾酮,再用层析进行分离。在放射免疫分析法中,如所用抗体特异性很强,层析可以省去;
2,竞争结合反应:在纯化样品中,加入定量放射性核素标记的睾酮 (3H-睾酮),再加适量的一定稀释度的抗血清或妊娠末期血浆温育一定时间,使样品中睾酮和3H-睾酮与之发生竞争性的结合;
3,分离:以吸附法、沉淀法或固相法等将游离的睾酮(F)和已结合的睾酮(B)分离;
4,测定放射性:取一定量B或F部分,进行计数测量,再对照标准曲线计算样品中睾酮含量。上海市内分泌研究所用放射免疫分析法测定的血浆中睾酮正常值,男性为360~910ng/dl;女性为21~91ng/dl。尿中睾酮排泄量在男性为49~117μg/24h;女性为0.5~12μg/24h。血浆和尿中睾酮含量增高,可见于睾丸的良性间质细胞瘤、性早熟、先天性肾上腺皮质增生症、多囊卵巢综合征及部分女性多毛症等。血浆和尿中睾酮含量降低,见于原发性睾丸发育不全性幼稚、垂体前叶功能减退症、垂体性矮小症、甲状腺功能减退症、皮质醇增多症及部分男性乳房发育患者。
睾丸和卵巢睾酮的合成受黄体生成素的调节,它和间质细胞表面的特异受体结合,通过腺苷酸环化酶(cAMP)系统促进睾酮的合成,其作用的环节是胆固醇转化为20α羟胆固醇的步骤。肾上腺皮质雄激素的合成在网状带进行,受促肾上腺皮质激素的调节。脱氢异雄酮、雄烯二酮入血后,一部分在外周组织转化为睾酮。睾酮的产生率成年男性为每日6~8mg,成年女性为每日0.3mg。
血中的睾酮绝大部分和血浆蛋白相结合。血中的性激素结合球蛋白(SHBG)是一种β球蛋白,分子量52000~115,000,等电点5.5,在60℃即失去活性,它能和睾酮呈特异的结合。结合常数在37℃时为8×108M-1,结合容量在男性为3~5×10-8M,女性为6~7.8×10-8M此蛋白在血中的含量,女性和儿童约比成年男性高一倍。另外,白蛋白、皮质激素结合球蛋白(CBG),均能和睾酮非特异性地结合。它们的结合常数分别为3.6×104M-1,1.5×106M-1,亲和力远低于性激素结合球蛋白。正常成年男性和SHBG结合的睾酮约占总量的56%和白蛋白结合的约占40%和CBG结合的约占2%,游离的睾酮只有2%,而成年女性则分别为78%、20%、1%、1%。血浆蛋白结合的睾酮可起一种缓冲作用,以维持血中睾酮的浓度在正常生理范围内。游离的睾酮可进入细胞,发挥生理效应,故具生物活性。我国成年男性血浆睾酮水平为360~910ng/dl,平均为570±116ng/dl(±8.0),女性为21~91ng/dl,平均为59±22ng/dl。
睾酮的分泌受垂体前叶分泌的黄体生成素(LH)调节,后者又受下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH,LRH)的控制,血中的睾酮又可对垂体前叶LH的分泌和下丘脑GnRH的分泌进行反馈抑制,使血中睾酮维持在一定水平。
化学性质
白色结晶性粉末,无气味。Mp155℃,比旋光度[α]
24D+109°(4%,乙醇),乙醇溶液在240nm波长处有最大吸收。易溶于乙醇(1:5)和氯仿(1:2),溶于乙醚(1:100),不溶于水。LD
50 (大鼠,静脉)326 mg/kg。试验表明,对实验动物有潜在的致癌作用。
用途
生化研究;天然雄性激素,控制男性性器官和男性副性征的发育和生长。
用途
用于无睾症的替代治疗、男性更年期综合症、阳萎等病的治疗。
生产方法
雄甾-4-烯二酮经氢化锂铝还原,二氧化锰氧化制得。
睾酮
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