類固醇與藥劑（Steroids and the Pill）

類固醇與藥劑（Steroids and the Pill）
台北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師 / 國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

類固醇可在世界上有生命存在的任何角落中發現，從植物、蕈菌類一直到人類。在我們體內的類固醇具有主要的生命功能，常扮演荷爾蒙的角色。這些荷爾蒙在人體內是由膽固醇製成，膽固醇通常給人不好的印象，因為膽固醇過高通常會與心臟血管的疾病有關。在正常的平衡狀態下，這個脂質扮演重要的角色，如：組成薄膜結構和作為膽汁酸（Bile acids）的先趨物質。事實上人的腦部中有17％的固體物質是膽固醇。膽固醇的產生主要是細胞藉由甲基二羥戊酸路徑（Mevalonic acid pathway）將乙醯輔酶A（Acetyl coenzyme A）轉變而得。

雖然膽固醇具有自足獨立性（Self-sufficiency），但現代西方的飲食趨向膽固醇較多的方式，因此許多工業化國家的人們飽受高膽固醇之苦，它的過量會導致血管的傷害與增加致命心臟血管疾病的發生率。

在1927年德國化學家Wieland獲頒諾貝爾化學獎，其研究主題為膽汁酸與固醇類（Sterols），之後幾年他的同胞Windhaus也同樣獲頒諾貝爾化學獎，其研究主題為固醇類的構造，他被譽為類固醇之父，儘管有這些榮譽，但在其研究核心上，他卻犯了一個相當嚴重的錯誤，即畫錯了膽固醇的結構。直到1932年英國科學家Bernal用新的X光結晶學（X-ray Crystallography）技術來修正其錯誤解出了麥角甾醇（Ergosterol）的結構。在這十年之間，類固醇變成熱門的主題，科學家開始了解其在人體生化機制的全貌，且試圖運用這些分子，特別在有關男性與女性生殖機制上。科學家運用許多優越的實驗量測來分離及研究新的類固醇。例如在1936年華盛頓大學的Doisy使用4噸母豬的卵巢只取得珍貴25毫克的雌性荷爾蒙雌二醇（Estradiol）。Doisy也是最早帶領其研究團隊從懷孕婦女的尿液中分離出雌酮（Estrone）的人。Doisy與另一個研究團隊Butenandt都因研究類固醇而獲頒諾貝爾獎。

有關類固醇的研究大約從1927年的Wieland開始，一直到1977年Vollhardt利用鈷催化反應進行雌酮的全合成反應，期間有許許多多的專家學者不斷的投入，並以化學與生物學的觀點進行研究與探討，因此產生許多以類固醇為基礎的新藥物，並發展出優美的化學合成策略。這些天然或經人工設計合成的類固醇藥物可廣泛地用於治療許多疾病，如：氣喘與皮膚病（skin disorders）等 ，但其仍有不良的用途，如用以增強運動選手的運動表現等。有關類固醇的研究孕育出許多有價值的視野，它需要結合基本自然化學反應、碳正離子、自由基與構形分析（conformational analysis）等，而且它也是整合化學、生物及醫學的多面向研究。

參考資料:
1. K.C.Nicolaou and T.Montagnon ,Wiley-VCH ,Molecules that changed the world , 2008.