08.11.2011 | ||||
1. Anabole steroïden
Levende organismen zijn voor het grootste deel opgebouwd uit verbindingen waarvan het element koolstof (symbool C) de belangrijkste component is. Chemici hebben lange tijd gedacht dat alleen levende organismen koolstofverbindingen konden maken. De naam Organische Chemie voor de chemie van koolstofverbindingen stamt uit die tijd. Sinds ongeveer anderhalve eeuw weten chemici hoe ze koolstofverbindingen in hun laboratoria uit niet-levende materie kunnen maken. Organisch chemici noemen dat 'synthese', en hebben sindsdien miljoenen organische verbindingen gesynthetiseerd. De naam Organische Chemie is echter gebleven, en chemici noemen koolstofverbindingen nog steeds 'organische verbindingen'.
Levende organismen zetten organische verbindingen in biologische processen om in stoffen die dienen als bouwmateriaal, of gebruiken ze voor hun energievoorziening en het onderhouden van hun levensprocessen. De Biochemie bestudeert deze processen in levende organismen. De scheiding tussen de Organische Chemie en Biochemie is niet scherp. De reacties van organische stoffen in de natuur in levende organismen zijn immers dezelfde als die in een laboratorium, al zijn de verbindingen in biologische processen meestal wel ingewikkelder dan die in het laboratorium.
Chemici hebben altijd belangstelling gehad voor organische verbindingen uit levende organismen. Ze noemen die verbindingen natuurstoffen of natuurproducten. We gebruiken die verbindingen als voedsel en kennen ze als bouwmaterialen, textiel, kleurstoffen, geur- en smaakstoffen, genotsmiddelen en medicijnen. De chemie van deze natuurproducten staat een beetje tussen de Organische Chemie en de Biochemie in. We noemen de studie van natuurproducten ook wel Bio-Organische Chemie.
De steroidhormonen die van nature in ons lichaam voorkomen behoren tot die grote groep van natuurproducten. De androgene-anabole steroïden maken deel uit van de steroidhormonen. Ze worden in ons lichaam aangemaakt door de testes, de ovaria en de bijnierschors. Steroidhormonen zijn chemische boodschappers. De bloedstroom stuurt ze naar weefsels in het lichaam waar ze actief zijn. Zoals alle hormonen bewerkstelligen ze pas effect als ze hechten aan hun receptor in de weefsels. De receptor voor anabole androgene steroiden is de androgeenreceptor. In de meeste weefsels hebben de cellen die receptor.
Testosteron (zie Figuur 1) is het belangrijkste androgene-anabole steroid. In mannen is het complex van testosteron met de androgeenreceptor verantwoordelijk voor de seksuele drift, de productie van sperma, de toename van spiermassa en kracht en het gehalte aan mineralen in beenderen. Dit zijn de anabole effecten van testosteron.
In andere weefsels zetten enzymen testosteron om in dihydrotestosteron. De enzymen vervangen de dubbele binding in de linkerring van testosteron door een enkelvoudige binding (zie Figuur 1). Het complex van dihydrotestosteron met de androgeenreceptor zorgt in de betreffende weefsels voor de androgene effecten zoals toename van de lichaamsbeharing, baardgroei en acne, en in een later stadium voor kaalheid en vergroting van de prostaat.
Als enzymen de methylgroep tussen de eerste en de tweede ring van testosteron verwijderen, ontstaan de hormonen estron en estradiol (zie Figuur 1). Samen met progesteron zijn dat de belangrijkste vrouwelijke geslachtshormonen. Ze zijn verantwoordelijk voor de karakteristieke vrouwelijke seksuele kenmerken. Deze steroidhormonen vormen complexen met hun eigen receptoren, de estrogeenreceptor en de progesteronreceptor. Die complexen zorgen voor de ontwikkeling van de vagina, de uterus, de eileiders, de borsten en de toename van het vetweefsel. Bovendien reguleren ze de menstruatiecyclus.
Omdat steroidhormonen belangrijke biologische functies regelen, hebben ze na hun ontdekking de belangstelling gewekt van de farmaceutische industrie. Die heeft veel steroidhormonen gesynthetiseerd in een zoektocht naar verbindingen met meer activiteit en minder bijwerkingen. De industrie heeft ook gezocht naar een anabool steroid dat gebruikers gewoon kunnen slikken, met een uitgesproken werking en zonder vervelende androgene bijwerkingen.
Voor onderzoek van steroidhormonen en hun functie kunnen wetenschappers van verschillende diciplines samenwerken.
- Om te beginnen moeten analytisch-chemici de stoffen in de natuur opsporen en hun chemische structuur vaststellen. Synthetisch-organici kunnen ook nieuwe stoffen in laboratoria synthetiseren.
- Organisch-chemici zorgen er daarna voor dat grotere hoeveelheden steroïden beschikbaar komen, door isolatie uit natuurlijke bronnen zoals slachtafval of planten, of door synthese in een laboratorium. Dit laatste heeft als voordeel dat de onderzoekers ook varianten van het hormoon kunnen maken en op hun eigenschappen kunnen testen.
- Als er eenmaal grotere hoeveelheden van het steroidhormoon beschikbaar zijn, kunnen fysiologen de eigenschappen van het hormoon verder onderzoeken. Biochemici proberen de receptor te vinden en het werkingsmechanisme te ontrafelen.
- Farmacologen bestuderen de werking van de hormonen in het lichaam en zoeken naar een goede dosering en toedieningsvorm (formulering).
- Fysiologen en endocrinologen onderzoeken de werking op weefsel- en orgaanniveau en brengen de bijwerkingen in kaart.
- Tenslotte testen artsen het steroidhormoon op grote schaal uit. Na gunstige testresultaten en uitvoerig toxicologisch onderzoek geeft de overheid het geneesmiddel vrij.
- Ondertussen hebben dan meestal organisch chemici en procestechnologen al een proces ontwikkeld waarmee fabrikant het steroidhormoon op grote schaal kunnen produceren.
Het is duidelijk dat dit proces tijdrovend en kostbaar is. Bij het ontwikkelen van nieuwe geneesmiddelen - en dus ook van anabole steroïden - besteden chemici en farmacologen veel aandacht aan het optimaliseren van een juiste werking. Ze willen de gewenste effecten met een zo klein mogelijke dosis van de stof bewerkstelligen en de neveneffecten tot een minimum beperken. Op zoek naar een optimale verbinding testen onderzoekers vaak honderden varianten van een stof. Uiteindelijk komen er maar enkele op de markt. De rest verdwijnt in de archieven van wetenschappers of van farmaceutische bedrijven. Wetenschappelijke onderzoekers publiceren regelmatig over werkzame stoffen in de literatuur. Daarin staat dan welke stoffen ze hebben gesynthetiseerd, welke daarvan de meest actieve is en na verloop van tijd, als het patent verleend is, ook welke stof uiteindelijk op de markt is gekomen en waarom. Vooral in de jaren vijftig, zestig en zeventig van de twintigste eeuw is veel onderzoek naar steroïden gedaan.
Er is dus veel kennis vastgelegd in de literatuur. Een nieuwverschijnsel is dat bedrijfjes in die kennis zoeken naar 'nieuwe' verbindingen voor hun eigen producten. Ze zoeken naar ooit gesynthetiseerde werkzame stoffen, die om wat voor reden ook nooit in de handel zijn gebracht. Soms brengen ze daarin ook weer nieuwe variaties aan, in de hoop dat ze nieuwe anabolen vinden.
Kleine bedrijven en laboratoria hebben op deze manier 'designeranabolen' ontwikkeld en op de markt gebracht. Ze hebben de uitvoerige medische tests voor nieuwe medicijnen echter meestal niet uitgevoerd. Soms brengen ze de verbinding in de handel als voedingssupplement. Dat zo'n stof verkrijgbaar is betekent niet dat hij veilig is of het gewenste anabole effect heeft. Beide eigenschappen zijn meestal nooit serieus onderzocht.
Terug: Verder:
|
