Steroit (Steroid)

    CH3
      |
   12-C-11
  /   \
-C-17 -C-13-
 |     |
-C-16 -C-14-
  \   / \
   -C-15-8-C-9
     |    /
    -C-10--C-1
        |
        R

Tuy nhiên, biểu diễn phẳng này không thể hiện được cấu trúc không gian ba chiều của phân tử steroid. Các nguyên tử cacbon được đánh số để dễ dàng nhận diện vị trí của các nhóm thế. Trong đó, R đại diện cho các nhóm thế khác nhau gắn vào nhân steroid, tạo ra sự đa dạng về chức năng và tính chất của các steroid khác nhau. Chính sự khác biệt về nhóm thế R và cấu trúc không gian ba chiều quyết định hoạt tính sinh học đặc trưng của mỗi loại steroid.

Các loại Steroid chính

Steroid có thể được phân loại theo nhiều cách, dựa trên chức năng, nguồn gốc, hoặc cấu trúc hóa học. Một số loại steroid chính bao gồm:

• Sterol: Đây là nhóm steroid phổ biến nhất, có chứa một nhóm hydroxyl (-OH) ở vị trí C-3. Cholesterol là một ví dụ điển hình của sterol, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc màng tế bào và là tiền chất cho nhiều steroid khác. Cholesterol ảnh hưởng đến tính lưu động của màng tế bào và là thành phần thiết yếu của nhiều hormone.
• Axit mật: Được tổng hợp ở gan từ cholesterol, axit mật hỗ trợ tiêu hóa chất béo bằng cách nhũ tương hóa chúng. Chúng giúp phân tán các chất béo thành các hạt nhỏ hơn, tăng diện tích bề mặt cho các enzyme tiêu hóa hoạt động.
• Hormon steroid: Đây là nhóm steroid có hoạt tính sinh học cao, đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý, bao gồm:
  • Glucocorticoid (ví dụ: Cortisol): Điều chỉnh chuyển hóa carbohydrate, protein và lipid, phản ứng stress và phản ứng miễn dịch. Chúng có tác dụng chống viêm và ức chế miễn dịch.
  • Mineralocorticoid (ví dụ: Aldosterone): Điều chỉnh cân bằng nước và điện giải. Aldosterone chủ yếu tác động lên thận, thúc đẩy tái hấp thu natri và bài tiết kali.
  • Androgen (ví dụ: Testosterone): Phát triển và duy trì các đặc điểm giới tính nam. Testosterone cũng đóng vai trò trong việc phát triển khối cơ và mật độ xương.
  • Estrogen (ví dụ: Estradiol): Phát triển và duy trì các đặc điểm giới tính nữ. Estrogen cũng có tác dụng bảo vệ tim mạch và xương.
  • Progestogen (ví dụ: Progesterone): Chuẩn bị và duy trì niêm mạc tử cung cho việc mang thai. Progesterone cũng đóng vai trò quan trọng trong chu kỳ kinh nguyệt.
• Vitamin D: Một nhóm steroid có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ canxi và phát triển xương. Vitamin D được tổng hợp trong da dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và cũng có thể được bổ sung qua chế độ ăn uống.
• Steroid tổng hợp (Anabolic steroid): Đây là các steroid được tổng hợp nhân tạo, thường bắt chước tác dụng của testosterone. Chúng được sử dụng trong y tế để điều trị một số bệnh lý, nhưng cũng bị lạm dụng trong thể thao để tăng cường hiệu suất. Việc lạm dụng anabolic steroid có thể gây ra nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng.

Chức năng của Steroid

Steroid có nhiều chức năng quan trọng trong cơ thể, bao gồm:

• Cấu trúc màng tế bào: Cholesterol là thành phần quan trọng của màng tế bào, giúp duy trì tính linh hoạt và ổn định của màng. Nó điều chỉnh tính thấm của màng và ảnh hưởng đến hoạt động của các protein màng.
• Điều hòa chuyển hóa: Glucocorticoid và mineralocorticoid điều chỉnh chuyển hóa carbohydrate, protein, lipid, nước và điện giải. Glucocorticoid như cortisol làm tăng đường huyết, trong khi mineralocorticoid như aldosterone điều hòa cân bằng muối và nước.
• Phát triển và chức năng sinh dục: Androgen, estrogen và progestogen điều chỉnh sự phát triển và chức năng của cơ quan sinh dục. Chúng ảnh hưởng đến sự phát triển các đặc điểm giới tính thứ cấp, chu kỳ kinh nguyệt, và khả năng sinh sản.
• Phản ứng stress và miễn dịch: Glucocorticoid đóng vai trò quan trọng trong phản ứng stress và điều hòa phản ứng miễn dịch. Chúng ức chế viêm và giảm đáp ứng miễn dịch.
• Hấp thụ canxi và phát triển xương: Vitamin D cần thiết cho việc hấp thụ canxi và phát triển xương. Nó thúc đẩy sự khoáng hóa xương và duy trì sức khỏe xương.

Lưu ý: Việc sử dụng steroid, đặc biệt là steroid tổng hợp, cần được thực hiện dưới sự giám sát y tế chặt chẽ. Việc lạm dụng steroid có thể gây ra nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng, bao gồm các vấn đề về tim mạch, gan, thận, rối loạn tâm thần, và các vấn đề về nội tiết.

Sinh tổng hợp Steroid

Hầu hết steroid được sinh tổng hợp từ cholesterol. Quá trình này diễn ra trong nhiều cơ quan khác nhau, bao gồm gan, tuyến thượng thận, tuyến sinh dục và da. Cholesterol được chuyển đổi thành pregnenolone, một tiền chất quan trọng cho các hormon steroid khác. Pregnenolone sau đó được chuyển đổi thành progesterone, một steroid quan trọng đóng vai trò trung gian trong việc sinh tổng hợp các steroid khác. Các enzyme khác nhau xúc tác các phản ứng biến đổi pregnenolone và progesterone thành các steroid cụ thể như cortisol, aldosterone, testosterone, và estradiol. Sự điều hòa phức tạp của các enzyme này đảm bảo việc sản xuất các hormon steroid phù hợp với nhu cầu của cơ thể.

Tác dụng phụ của Steroid

Việc sử dụng steroid, đặc biệt là steroid đồng hóa, có thể gây ra nhiều tác dụng phụ, tùy thuộc vào loại steroid, liều lượng và thời gian sử dụng. Tác dụng phụ có thể khác nhau giữa nam và nữ, và cũng phụ thuộc vào độ tuổi và sức khỏe tổng quát. Một số tác dụng phụ thường gặp bao gồm:

• Gan: Tăng men gan, tổn thương gan, ung thư gan. Steroid đồng hóa có thể gây độc cho gan, đặc biệt khi sử dụng liều cao hoặc trong thời gian dài.
• Tim mạch: Tăng huyết áp, tăng cholesterol xấu (LDL), giảm cholesterol tốt (HDL), tăng nguy cơ bệnh tim mạch. Những thay đổi này làm tăng nguy cơ xơ vữa động mạch và các biến cố tim mạch khác.
• Nội tiết: Rối loạn nội tiết tố, giảm sản xuất testosterone tự nhiên, vô sinh ở nam giới, nữ tính hóa ở nam giới, nam tính hóa ở nữ giới. Việc sử dụng steroid đồng hóa can thiệp vào hệ thống nội tiết tự nhiên của cơ thể, gây ra sự mất cân bằng hormone.
• Tâm thần: Thay đổi tâm trạng, dễ cáu gắt, hung hăng, trầm cảm, lo âu. Steroid có thể ảnh hưởng đến chức năng não bộ và gây ra các vấn đề về tâm thần.
• Da: Mụn trứng cá, rụng tóc. Sự gia tăng sản xuất bã nhờn có thể dẫn đến mụn trứng cá, trong khi sự thay đổi hormone có thể gây rụng tóc.
• Cơ xương khớp: Đau khớp, tăng nguy cơ chấn thương gân. Việc tăng khối lượng cơ bắp nhanh chóng có thể gây căng thẳng lên các khớp và gân, làm tăng nguy cơ chấn thương.

Steroid trong thể thao

Việc sử dụng steroid đồng hóa trong thể thao bị cấm bởi hầu hết các tổ chức thể thao. Steroid có thể tăng khối lượng cơ bắp và sức mạnh, nhưng cũng gây ra nhiều tác dụng phụ nguy hiểm cho sức khỏe. Việc sử dụng steroid trong thể thao bị coi là doping và vi phạm nguyên tắc fair-play.

Phân tích Steroid

Các phương pháp phân tích khác nhau được sử dụng để xác định và định lượng steroid trong các mẫu sinh học, như máu, nước tiểu và tóc. Các phương pháp này bao gồm sắc ký khí khối phổ (GC-MS), sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS) và sắc ký miễn dịch. Các phương pháp này cho phép phát hiện các loại steroid khác nhau và xác định nồng độ của chúng trong mẫu.

• Boron, W. F., & Boulpaep, E. L. (2017). Medical physiology (3rd ed.). Philadelphia, PA: Elsevier Saunders.
• Goodman & Gilman’s: The Pharmacological Basis of Therapeutics, 13th Edition (2018). McGraw Hill Professional.
• National Institutes of Health (NIH). (n.d.). Steroids. MedlinePlus.

Câu hỏi và Giải đáp

Sự khác biệt chính giữa sterol và hormone steroid là gì?

Trả lời: Sterol, như cholesterol, thường đóng vai trò cấu trúc trong màng tế bào và là tiền chất cho các steroid khác. Hormone steroid, như testosterone và cortisol, hoạt động như các phân tử tín hiệu, liên kết với các thụ thể cụ thể để điều chỉnh các quá trình sinh lý khác nhau. Mặc dù cholesterol là một sterol, nó cũng là tiền chất cho hầu hết các hormone steroid.

Cơ chế tác động của steroid đồng hóa (anabolic steroid) lên sự phát triển cơ bắp là gì?

Trả lời: Steroid đồng hóa bắt chước tác dụng của testosterone. Chúng liên kết với các thụ thể androgen trong tế bào cơ, kích thích tổng hợp protein và ức chế sự phân hủy protein, dẫn đến tăng trưởng cơ bắp.

Tại sao việc lạm dụng glucocorticoid có thể dẫn đến ức chế miễn dịch?

Trả lời: Glucocorticoid có tác dụng chống viêm và ức chế miễn dịch mạnh. Chúng ức chế hoạt động của hệ miễn dịch bằng cách giảm sản xuất cytokine và giảm hoạt động của các tế bào miễn dịch. Việc sử dụng glucocorticoid lâu dài có thể làm suy yếu hệ miễn dịch, làm tăng nguy cơ nhiễm trùng.

Vai trò của cholesterol trong việc hình thành mảng xơ vữa là gì?

Trả lời: Khi nồng độ cholesterol LDL (“xấu”) trong máu cao, nó có thể tích tụ trong thành động mạch, tạo thành mảng xơ vữa. Các mảng này có thể làm hẹp động mạch, giảm lưu lượng máu và tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch như đột quỵ và nhồi máu cơ tim.

Làm thế nào để phân biệt giữa các loại steroid khác nhau, ví dụ như glucocorticoid và mineralocorticoid?

Trả lời: Các loại steroid khác nhau được phân biệt dựa trên cấu trúc hóa học và các nhóm chức gắn vào nhân steroid. Sự khác biệt nhỏ trong cấu trúc dẫn đến sự khác biệt lớn về hoạt tính sinh học. Ví dụ, glucocorticoid có tác dụng chủ yếu lên chuyển hóa glucose và phản ứng viêm, trong khi mineralocorticoid điều chỉnh cân bằng muối và nước. Các kỹ thuật phân tích như sắc ký và khối phổ được sử dụng để xác định và định lượng các loại steroid cụ thể trong các mẫu sinh học.