STEROID

Steroid merupakan salah satu golongan senyawa metabolit sekunder yang cukup penting dalam bidang medis. Beberapa jenis senyawa steroid yang digunakan dalam dunia obat-obatan antara lain estrogen merupakan jenis steroid hormon seks yang digunakan untuk kontrasepsi sebagai penghambat ovulasi, progestin merupakan steroid sintetik digunakan untuk mencegah keguguran dan uji kehamilan, glukokortikoid sebagai anti inflamasi, alergi,demam, leukemia dan hipertensi serta kardenolida merupakan steroid glikosida jantung digunakan sebagai obat diuretik dan penguat jantung

(Doerge, 1982).

            Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang dapat dihasil reaksi penurunan dari terpena atau skualena. Steroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh (bahasa Inggris: saturated tetracyclic hydrocarbon : 1,2-cyclopentanoperhydrophenanthrene) dengan 17 atom karbon dan 4 cincin. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana.

A.    Asal-usul Steroid

sejak abad ke-17 orang telah dapat memisahkan berbagai jenis senyawa dari sumber-sumber organik, baik tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme. Senyawa-senyawa tersebut misalnya asam laktat, morfin, kuinin, mentol, kolesterol, penisilin dan sebagainya. Steroid merupakan salah satu bahan obat yang sangat penting yang banyak digunakan dalam bidang farmasi. Steroid alam telah lama digunakan untuk pembuatan bahan baku obat yang mengandung hormon.

Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat dialam berasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan beasal dari triterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal dari triterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini mengalami serentetan perubahan tertentu. tahap- tahap awal dari biosintesa steroid adalah sama bagi semua steroid alam yaitu pengubahan asam asetat melalui asam mevalonat dan skualen (suatu triterpenoid) menjadi lanosterol dan sikloartenol. Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa skualen terbentuk dari dua molekul farnesil pirofosfat yang bergabung secara ekor-ekor yang segera diubah menjadi 2,3-epoksiskualen. selanjutnya lanosterol terbentuk oleh kecenderungan 2,3-epoksiskualen yang mengandung lima ikatan rangkap untuk melakukan siklisasi ganda. Siklisasi ini diawali oleh protonasi guigus epoksi dan diikuti oleh pembukaan lingkar epoksida. Kolesterol terbentuk dari lanosterol setelah terjadi penyingkiran tiga gugus metil dari molekul lanosterol yakni dua dari atom karbon C-4 dan satu dari C-14. Penyingkiran ketiga gugus metil ini berlangsung secara bertahap, mulai dari gugus metil pada C-14 dan selanjutnya dari C-4. Kedua gugus metil pada kedua C-4 disingkirkan sebagai karbon dioksida, setelah keduanya mengalami oksidasi menjadi gugus karboksilat. sedangkan gugus metil pada C-14 disingkirkan sebagai asam format setelah gugus metil itu mengalami oksidasi menjadi gugus aldehid.
Percobaan dengan jaringan hati hewan, emnggunakan 2,3 epoksiskualen yang diberi tanda dengan isotop 180 menunjukkan bahwa isotop 180 itu digunakan untuk pembuatan lanosterol menghasilkan (180)- lanosterol radioaktif. Hasil percobaan ini membuktikan bahwa 2,3- epoksiskualen terlibat sebagai senyawa antara dalam biosintesa steroida. Molekul kolestrol terdiri atas tiga lingkar enam yang tersusun seperti fenantren dan terlebur dalam suatu lingkar lima. Hidrokarbon tetrasiklik jenuh yang mempunyai sistem lingkar demikian dan terdiri dari 17 atom karbon sering ditemukan pada banyak senyawa yang tergolong senyawa bahan alam yang disebut stroida. 

B.   Struktur molekul steroid

steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Perbedaan  jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh ke-empat cincin ini dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin.

                 

       

C.     Klasifikasi Steroid

Steroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa yang pengelompolannya didasarkan pada efek fisiologis yang dapat ditimbulkan. Ditinjau dari segi struktur, perbedaan antara berbagai kelompok ini ditentukan oleh jenis subtituen R1, R2, dan R3 yang terikat pada kerangka dasar sedangkan perbedaan antara senyawa yang satu dengan senyawa lain dari satu kelompok ditentukan oleh panjangnya rantai karbon subtituen, gugus fungsi yang terdapat pada subtituen,  jumlah dan posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap pada kerangka dasar serta konfigurasi pusat asimetris pada kerangka dasar. Kelompok-kelompok tersebut adalah sebagai berikut.

1.      Sterol Lemak sterol adalah bentuk khusus dari steroid dengan rumus bangun diturunkan dari kolestana dilengkapi gugus hidroksil pada atom C-3, banyak ditemukan pada tanaman, hewan dan fungi. Semua steroid dibuat di dalam sel dengan bahan baku berupa lemak sterol, baik berupa lanosterol pada hewan atau fungsi, maupun berupa sikloartenol pada tumbuhan. Kedua jenis lemak sterol di atas terbuat dari siklisasi squalena dari triterpena. Kolesterol adalah jenis lain lemak sterol yang umum dijumpai. Lemak sterol juga dikenal sebagai alkohol steroid, sebuah subkelompok steroid dengan gugus hidroksil pada posisi ketiga dari cincin-A. Lemak sterol bersifat amfipatik yang terbentuk dari acetyl-coenzyme A melalui jalur  HMG-CoA reductase.

Lemak sterol nabati disebut fitosterol dan yang hewani disebut zoosterol. Jenis zoosterol yang penting antara lain adalah kolesterol dan hormon steroid. Sedangkan pada fitosterol dikenal campesterol, sitosterol, dan stigmasterol. Ergosterol adalah lemak sterol yang ditemukan pada membran sel fungi yang berfungsi layaknya kolesterol pada hewan. Sebenarnya nama sterol dipakai khusus untuk steroid yang memiliki gugus hidroksi, tetapi karena praktis semua steroid tumbuhan berupa alkohol dengan gugus hidroksi pada posisi C-3, maka semuanya disebut sterol. Selain dalam bentuk bebasnya, sterol juga sering dijumpai sebagai glikosida atau sebagian ester dengan asam lemak. Glikosida sterol sering disebut sterolin.

     

2.      Asam Empedu Asam empedu adalah asam steroid yang diproduksi oleh hati dan disimpan di dalam empedu. Asam empedu biasa ditemukan dalam bentuk asam kolik dengan kombinasi dengan glisin dan taurin. Asam empedu utama (primer) yang terbentuk dihati adalah asam kolat dan asam kenodeoksikolat. Di kolon, bakteri mengubah asam kolat menjadi asam deoksikolat dan asan kenodeoksikolat menjadi asam litokolat. Karena terbentuk akibat kerja bakteri, asam deoksikolat dan asam litokolat disebut sebagai asam empedu sekunder

3.      Hormon Kelamin Hormon kelamin dihasilkan oleh gonad dan adrenal yang diperlukan untuk konsepsi, maturasi embrionik, dan perkembangan ciri-ciri khas seks primer dan sekunder pada pubertas. Hormon kelamin pada umumnya merupakan turunan steroid, molekulnya bersifat planar dan tidak lentur. Kerangka dasarnya adalah

cyclopentanoperhydrophenanthrene yang bersifat kaku. Hormon kelamin dibagi dalam empat kelompok yaitu:

a.Hormon androgen (testosteron dan dihidrotestosteron)

 b.Hormon estrogen (estradiol, estron, dan estriol)

 c.Hormon progestin (progesteron)

d.Obat kontrasepsi

                                  

                       

4.      Hormon Adrenokortikoid Hormon adrenokortikoid merupakan hormon steroid yang disintesis dari kolesterol dan diproduksi oleh kelenjar adrenalis bagian korteks. Pengeluaran hormon dipengaruhi oleh adreno cortico tropin hormon (ACTH) yang berasal dari kelenjar pituitari anterior. Beberapa fungsi fisiologisnya berhubungan dengan kardiovaskuler dari darah, sistem saraf pusat, otot polos dan stress. Hormon adrenokortikoid terbagi menjadi 2, yaitu:

a.       Mineralokortikoid Aktivitas mineralokortikoid mempengaruhi elektrolit (mineral) cairan ekstrasel, terutana natriun dan kalium. Pada manusia, terutama adalah aldosteron.

b.      Glukokortikoid Glukokortikoid dapat meningkatkan glukosa darah, serta efek tambahan pada metabolisme protein dan lemak seperti pada metabolisme karbohidrat. Yang termasuk dalam hormon glukokortikoid adalah kortisol atau hidrokortisol.

             

5.      Aglikon kardiak Aglikon kardiak dam bentuk glikosidanya lebih dikenal sebagai glikosida jantung dan kardenolida. Tumbuhan yang mengandung senyawa ini telah digunakan sejak jaman prasejarah sebagai racun. Glikosida ini mempunyai efek kardiotonik yang khas. Keberadaan senyawa ini dalam tumbuhan mungkin memberi perlindungan kepada tumbuhan dari gangguan beberapa serangga tertentu.

                         

6.      Sapogenin Sapogenin dan bentuk glikosidanya yang dikenal sebagai saponin. Glikolisasi biasanya terjadi pada posisi C-3. Saponin adalah senyawa yang dapat menimbulkan busa jika dikocok dalam air (karena sifatnya yang menyerupai sabun, maka dinamakan saponin). Saponin bersifat amfifilik karena sapogenin bersifat lipofilik serta sakarida yang hidrofilik. Saponin dapat membentuk busa dan merusak membran sel karena bisa membentuk ikatan dengan lipida dari membran sel. Pada konsentrasi yang rendah, saponin

dapat menyebabkan hemolisis sel darah merah. Dalam bentuk larutan yang sangat encer, saponin sangat beracun untuk ikan. Berdasarkan sifat kimia saponin diklasifikasikan menjadi 2, yaitu;

a.       Saponin steroid, tersusun atas inti steroid (C27) dengan molekul karbohidrat. Tipe saponin ini memiliki afek anti jamur. Contohnya: Asparagosida (terkandung dalam tumbuhan Asparagus sarmentosus).

b.      Saponin triterpenoid, tersusun atas inti terpenoid dengan karbohidrat. Contohnya: Asiacosida

D.  STEREOKIMIA STEROIDA

Stereokimia steroida telah diselidiki oleh para ahli kimia dengan menggunakan cara analisa sinar X dari struktur kristalnya atau cara-cara kimia, Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa konfigurasi dari kerangka dasar steroida dapat dinyatakan sebagai berikut :

 

Dari model molekul menunjukkan bahwa molekul steroida adalah planar (datar). Atom atau gugus yang terikat pada inti molekul dapat dibedakan atas dua jenis yaitu :

1.      Atom atau gugus yang terletak disebelah atas bidang molekul yaitu pada pihak yang sama dengan gugus metil pada C₁₀ dan C₁₃ yang disebut konfigurasi. Ikatan-ikatan yang menghubungkan atom atau gugus ini dengan inti molekul digambarkan dengan garis tebal

2.      Atom atau gugus yang berada disebelah bawah bidang molekul yang disebut dengan konfigurasi dan ikatan-ikatannya digam,barkan dengan garis putus-putus. Sedangkan atom atau gugus yang konfigurasinya belum jelas apakah atau. Dinyatakan dengan garis bergelombang. Kedua konfigurasi steroida tersebut mempunyai perbedaan yaitu :

a.       Pada konfigurasi pertama, Cincin A dan cincin B terlebur sedemikian rupa sehingga hubungan antara gugus metil pada C₁₀ dan atom hidrogen pada atom C₅ adalah trans (A/B trans). Pada konfigurasi ini gugus metil pada C₁₀ adalah dan atom hidrogen pada C₅

b.      Pada konfigurasi kedua, peleburan cincin A dan B menyebabkan hubungan antara gugus metil dab atom hidrogen menjadi Cis (A/B Cis) dan konfigurasi kedua substituen adalah. Steroida dimana konfigurasi atom C₅ adalah termasuk deret 5.

Pada kedua konfigurasi tersebut, hubungan antara cincin B/C dan C/D keduanya adalah trans. Cincin B dan C diapit oleh cincin A dan cincin D sehingga perubahan konfirmasi dari cincin B dan cincin C sukar terjadi. Oleh karena itu peleburan cincin B/C dalam semua steroida alam adalah trans Akan tetapi perubahan konfirmasi dari cincin A dan Cincin B dapat terjadi. Perubahan terhadap cincin A menyebabkan steroida dapat berada dalam salah satu dari kedua konfigurasi tersebut. Perubahan terhadap cincin D dapat m,engakibatkan hal yang sama, sehingga peleburan cincin C/D dapat cis atau trans. Peleburan cincin C/D adalah trans ditemukan pada hampir sebagian besar steroida alam kecuali kelompok aglikon kardiak dimana C/D adalah cis. Pada semua steroida alam, substituen pada C₁₀ dan C₉ berada pada pihak yang berlawanan dengan bidang molekul yaitiu trans. Dan juga hubungan antara sunstituen pada posisi C₈ dan C₁₄ adalah trans kecuali pada senyawa-senyawa yang termasuk kelompok aglikon kardiak. Dengan demikian, stereokimia dari steroida alam mempunyai suatu pola umum, yaitu substituen-substituen pada titik-titik temu dari cincin sepanjang tulang punggung molekul yaitu C-5-10-9-8-14-13 mempunyai hubungan trans.

Sifat-sifat steroida sama seperti senyawa organik lainnya, yaitu reaksi-reaksi dari gugus-gugus fungsi yang terikat pada molekul steroida tersebut. Misalnya, gugus 3-hidroksil menunjukkan semua sifat dari alkohol sekunder, tak ubahnya seperti ditunjukkan oleh 2-propanol. Gugus hidroksil ini dapat diesterifikasi untuk menghasilkan ester atau dioksidasi dengan berbegai oksidator yang menghasilkan suatu keton. Karena bentuk geometri gugus 3-hidroksil sedikit berbeda dengan sifat-sifat gugus hidroksil yang terikat pada posisi lain. Karena faktor geometri maka gugus 3-hidroksil memperlihatkan sifat yang sidikit berbeda dengan 3- hidroksil, yaitu gugus 3-hidroksil lebih sukar mengalami dehidrasi dibandingkan dengan gugus 3-hidroksil walaupun prinsip dari reaksi yang terjadi adalah sama. Kestabilan steroida ditentukan oleh interaksi 1,3 yang terjadi antara suatu gugus fungsi yang berorientasi aksial dan molekul akan lebih stabil apabila sebagian besar gugus fungsi berorientasi ekuatorial. Laju reaksi juga ditentukan oleh faktor sterik, tanpa kecuali gugus hidroksi ekuatorial lebih mudah diesterifikasi dari pada gugus aksial. Akan tetapi gugus fungsi aksial lebih mudah dioksidasi dari pada gugus hidroksil yang ekuatorial.

E.     Isolasi dan pemurnian serta penentuan struktur

senyawa golongan steroid memiliki bioaktivitas yang penting, misalnya dalam pembentukan struktur membran, pembentukan hormon dan vitamin D, sebagai penolak dan penarik serangga dan sebagai anti mikroba (2) Senyawa steroid di alam terdapat pada hewan dan tumbuhan, uji fitokimia yang dilakukan oleh Manjang (2001) tumbuhan yang mengandung senyawa steroid yaitu beberapa spesies dari Solanaceae (terong – terongan), Theaceae (teh) dan Annonaceae (sirsak). Salah satu contoh spesies dari Solanaceae yang telah diisolasi yaitu Solanum mammosum (terong susu). Steroid merupakan salah satu senyawa penting dalam bidang medis. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terhadap senyawa steroid ini. Pemanfaatan rimbang (Solanum torvum)yang telah dikenal luas baru sebatas buahnya untuk dikonsumsi sebagai sayur atau lalap yang mengandung β– karoten sebagai sumber vitamin A. Selain itu daun rimbang berkhasiat sebagai obat luka dengan caramenggiling dan menempelkannya. Dilihat dari khasiat daun nya, diperkirakan daun rimbang mengandung senyawa metabolit sekunder, salah satunya senyawa golongan steroid. Senyawa golongan steroid yang diperkirakan memiliki kemampuan membantu penyembuhan luka adalah 7 – dehidrokolesterol yang dapat diubah menjadi vitamin D dengan bantuan cahaya ultraviolet, vitamin D inilah yang membantu penyerapan kalsium sebagai salah satu komponen yang dibutuhkan pada pembekuan darah pada saat terjadi luka. Menurut penelusuran literatur tentang tumbuhan rimbang diketahui adanya senyawa aktif sapogenin dalam tumbuhan ini, yaitu klorogenin. Senyawa ini dapat membunuh tikus dengan menurunkan jumlah eritrosit, leukosit dalam darah (4) Uji fitokimia terhadap daun rimbang ternyata mengandung steroid (+3), serta alkaloid (+2). Keberadaan steroid ini dicirikan dengan timbulnya warna hijau kebiruan dengan menggunakan pereaksi Lieberman – Burchard.

            adanya steroid dalam daun rimbang dapat diketahui dengan cara sebagai berikut:

10 gram sampel dari daun rimbang dihaluskan selanjutnya dimaserasi dengan metanol kemudian disaring, filtratnya diuji dengan pereaksi Lieberman Burchard diatas plat tetes. Kedalam plat tetes dimasukkan ekstrak metanol kemudian 5 tetes asam asetat anhidrida lalu diaduk, setelah kering ditambahkan 1 tetes asam sulfat pekat, jika terbentuk warna hijau-biru berarti sampel positif mengandung steroid.

 Uji Steroid terhadap masing-masing Fraksi .Ekstrak dari fraksi heksan (hijau kecoklatan), fraksi etil asetat (hijau kehitaman) dan fraksi metanol air (coklat) diuji dengan pereaksi Lieberman Burchard Campuran asam asetat anhidrat dengan asam sulfat pekat, jika terbentuk warna hijau–biru berarti

fraksi tersebut positif mengandung steroid (8) dan dengan uji Roseinheim

menghasilkan warna biru (9)

Pemisahan dan Pemurnian

Fraksi heksan yang positif mengandung steroid dilanjutkan ke kromatografi

kolom dengan mensuspensikan silika gel dengan heksan, kemudian dimasukkan kedalam kolom yang bagian bawahnya telah disumbat dengan kapas. Pelarut yang ada dalam kolom dibiarkan mengalir perlahan-lahan sambil diketok sehingga diperoleh massa yang homogen. Fraksi yang positif mengandung steroid dipreabsorbsi dengan cara menambahkan pelarut sampai semua sampel larut, lalu ditambahkan silika gel dalam jumlah yang sama banyak dengan sampel kemudian dirotary sampai kering.

Hasil preabsorpsi dimasukkan kedalam kolom, selanjutnya dielusi dengan pelarut (heksan sampai etil asetat) yang kemudian dinaikkan kepolarannya secara bertahap (sistem SGP) dengan volume tertentu. Fraksi yang turun (+ 20 ml) ditampung dengan vial-vial kosong dan diberi nomor urut lalu dibiarkan kering. Eluat di KLT dan yang mempunyai Rf yang sama digabung menjadi 1 fraksi kemudian dikeringkan dan dilakukan uji steroid. Fraksi yang positif mengandung steroid digabung menjadi 1 fraksi, dibiarkan terbentuk kristal kemudian dilakukan rekristalisasi dan selanjutnya diuji kemurniannya dengan pengukuran titik leleh dan analisis KLT. Pengukuran titik leleh dengan melting point apparatus dilakukan untuk memastikan kemurnian senyawa, yaitu dengan cara meletakkan beberapa butir kristal

diantara 2 lempeng kaca objek mikroskop, kemudian alat dihidupkan dan diatur kenaikan suhu. Amati suhu saat kristal mulai meleleh sampai saat meleleh sempurna. 

 

Permasalahan:

1.      Dalam obat-obatan, apakah steroid termasuk dalam obatan berbahya? Jelaskan!

2.      Terdapat kasus dalam penyalahgunaan obat steroid yaitu salah satunya penyalahgunaan steroid anabolik yang digunakan untuk meningkatkan otot, mengurangi lemak, dan meningkatkan kinerja atletik dan penampilan tubuh, bagaimana steroid bisa melakukan hal tersebut? Apa yang menyebabkan hal ini menjadi ilegal?

3.      Apa yang membedakan antara steroid satu dengan steroid lainnya?