ステロイド骨格は性ホルモンや副腎皮質ホルモンの母核となる重要な骨格である．４つの環が縮合した特徴的な構造であり，自由度が少ない剛直な構造である．生体関連分子としてだけではなく，性ホルモン関連や抗炎症薬などの医薬品としても重要である．
ステロイド骨格は，シクロペンタノペルヒドロフェナントレン環が母核となる特徴的な四環性骨格である．また，このように環が連なって結合しているため，構造全体としても自由度が低く（環の反転などもなく，結合周りの自由回転もしづらい），剛直な（固い）構造をしている．
右図の左下の６員環から順に，Ａ環，Ｂ環，Ｃ環，そして右上の５員環はＤ環と付けられている．ステロイド環の炭素には独自の番号が付けられており，Ａ環の炭素から順にＢ環〜Ｄ環までぐるりと１周するような形で，側鎖まで番号が付けられている．
環の結合のしかたも決まっていて，Ａ環とＢ環，Ｂ環とＣ環，Ｃ環とＤ環はいずれもtra。S配置で結合しており，ステロイド環全体としては，平面に近い構造となっている（図11-1).また，紙面に対して，上向きに出ている置換基はβ配置，下向きはα配置とよぶ．
また，各種ホルモンの構造は図11-2のとおりである
ステロイドホルモンは脂溶性リガンドであり，血液中では血漿タンパク質と結合して存在するが，遊離型となって標的細胞内へ入り，核内受容体と結合し，二量体を形成して核内へ移行する．二量体は標的遺伝子上のプロモーター領域の糖質コルチコイド応答配列あるいは鉱質コルチコイド応答配列に結合し，遺伝子発現を変化させ，抗炎症性タンパク質の合成を促進したり，炎症促進因子を抑制する。
ステロイドホルモンは骨格の共通性がかなり高いが，構造のある部分に着目すれば，見分けることが可能である。
図11-4の構造式中の○=で囲んだ部分が，これらステロイドホルモンを見分けるときに着目する構造である．
見分け方は以下の５つの項目をチェックすればよい．
@Ａ環が芳香環かどうか
→芳香環であれば卵胞ホルモン．そうでなければ，Aへ．
AＤ環に付いているのが水酸基である.
→水酸基であれば男性ホルモン．それ以外であれば，Bへ．
BＤ環に付いているのがケトンのみである（水酸基は付いていない）.
→ケトンのみであれば黄体ホルモン．水酸基とケトンが付いていれば，Cへ.
C13位（Ｃ環とＤ環の結合部）にアルデヒド基がある.
→アルデヒド基があれば鉱質コルチコイド．そうでなければ，Dへ.
D17位に水酸基がある.
→水酸基があれば糖質コルチコイド．
上記の順番でみていけば，おおよその見分け方の目安となる（みる順番については構造式中にも示した）．ただし，２つ以上の項目にあてはまる場合があるので注意する．
性ホルモンとは，女性ホルモンである卵胞ホルモン（エストロゲン），黄体ホルモン（プロゲスチン），男性ホルモン（アンドロゲン）の総称である．性ホルモンは生殖器系の発達や生殖機能の維持に必須であるとともに，タンパク質同化，骨や脂質などの代謝などにも関与している。
性ホルモンはコレステロールを出発原料として合成されるが，別々に合成されるのではなく，段階的に合成されていく．まず，コレステロールから各性ホルモンの共通の原料となるプレグネノロンが合成され，そこから黄体ホルモンであるプロゲステロンやデヒドロエピアンドロステロンが合成される．さらにプロゲステロンやデヒドロエピアンドロステロンからは，男性ホルモンであるアンドロステンジオンやテストステロンが合成される．さらにこれらがアロマターゼにより，Ａ環が芳香化され，卵胞ホルモンであるエストロンやエストラジオールへと変換される。
性ホルモンは前述のとおり，生殖器系の発達や生殖機能の維持に必須であるとともに，タンパク質同化，骨や脂質などの代謝などにも関与しているため，その作用が過剰または不足すると，様々な疾患を引き起こす。そのため，ホルモンを補充・増強，または抑制する医薬品が開発されている。
卵胞ホルモンは女性の思春期の成長や第二次性徴の出現などに重要で，月経周期の制御にも関与している．基本骨格として，Ａ環は芳香環（フェノール）で，Ｄ環に水酸基を有する．
（1）天然エストロゲン
エストラジオール，エストロン，エストリオールがあり，エストラジオールが最も作用が強い天然エストロゲンは初回通過効果を受けやすい。
（2）合成エストロゲン
天然エストロゲンであるエストラジオールなどが初回通過効果が大きく，経口投与に適さないことから，合成エストロゲンとしてエチニル基（赤で示した部分）を導入することで代謝されにくくして経口投与可能となったエチニルエストラジオールとメストラノールがある．一方，ステロイド骨格をもたない合成エストロゲンとしてジエチルスチルベストロールが開発された。
ジエチルスチルベストロールは発がんリスクがあるため，現在では使用されていないが，ステロイド骨格をもっていないのにもかかわらず，同じ作用を示すのは構造面から興味深く，その理由については11-2-5で述べる．
（3）エストロゲン受容体アンタゴニスト
エストロゲン受容体アンタゴニストとしてのみはたらく医薬品として，フルペストラントとクロミフェンが知られている．
フルペストラントはステロイドであるエストラジオールの７位にフッ素を含む長鎖が導入されているのが特徴で，乳がん治療薬として用いられている．クロミフェンはジエチルスチルペストロールと類似の骨格を有し，排卵誘発剤として用いられている．また製造されている
クロミフェンは五体とＺ体が約３：２の混合物という報告がある。クロミフェンと構造が類似したタモキシフェンやラロキシフェン（後述）もエストロゲン受容体アンタゴニストとしてはたらくが，組織によってはアゴニストとしても作用するため，選択的エストロゲン受容体調節薬とよばれている．また，造血効果も有するメピチオスタンは，生体内で代謝されてエピチオスタノールを生じ，これがエストロゲン受容体の結合を競合的に阻害するアンタゴニストとしてはたらく．
（4）選択的エストロゲン受容体調節薬(SERM)
選択的エストロゲン受容体調節薬(SERM : selective
estrogen receptor modulator)はエストロゲン受容体に対するアゴニスト作用とアンタゴニスト作用が混在する医薬品であり，ある組織ではアゴニストとしてはたらき，ある組織ではアンタゴニストとしてはたらく．タモキシフェンとトレミフェンは乳腺のエストロゲン受容体のアンタゴニストとしてはたらくが，子宮内膜や骨組織ではアゴニストとしてはたらくため，乳がん治療薬として用いられる．一方，ラロキシフェンやバゼドキシフェンは骨組織のエストロゲン受容体アンタゴニストとしてはたらき，乳腺や子宮内膜にはアンタゴニストとしてはたらくため，骨粗しょう症治療薬として用いられる．これらはすべてステロイド骨格をもたず，二重結合に芳香環が３つ結合した構造が共通の母核となっている（図11-9).タモキシフェンとトレミフェンはＺ体が市販されている．この構造が性ホルモンのアゴニスト作用を示す理由については次項で説明する．
（5）アロマターゼ阻害薬
エストロゲンはアロマターゼによってアンドロゲンから生合成されるので，アロマターゼ阻害薬は，エストロゲンの生成を抑える乳がん治療薬として用いられる．構造としてはエキセメスタンはステロイド骨格を有し，テストステロンの構造と類似している．一方，アナストロゾールやレトロソールは非ステロイド系の化合物で，トリアソール環とシアノ基を共通して有しているのが特徴である（図11-10).アロマターゼはCYP19であり，トリアソール環がＣＹＰの阻害に関係している。
合成エストロゲンであるジエチルスチルペストロールはステロイド骨格をもっていないにもかかわらず，エストロゲン様作用を示す．もちろん，これはエストロゲンと構造が類似しているからである．一見すると，構造の類似性はわからないが，分子の構造を詳細に比較してみると類似性が高いことがわかる。
分子の幅や長さがほぽ同じで，２つある水酸基間の距離や，水酸基が結合している炭素環の距離もほぼ同じである．さらに分子全体の構造も，ステロイド骨格は前述のとおり平面に近い構造であり，ジエチルスチルペストロールの骨格も共役系が連なった平面構造であるため，相同性が高い．ジエチルスチルペストロールの母核はスチルベン骨格であり，タモキシフェンやトレミフェン，クロミフェンも同じ骨格を有している．ラロキシフェンはベンゾチオフェン環になっていてわかりにくいが，スチルベン骨格を含んでいる．
また，タモキシフェンやクロミフェンは，エストロゲンのＡ環のフェノールに対応する水酸基を有していないが，生体内での代謝により水酸基が導入される（図11-12).エンドキシフェンはタモキシフェンの100倍以上の活性を示すと考えられている．
男性ホルモンは男性化作用とタンパク質同化作用をもっており，タンパク質同化作用を強力にしたものがドーピング剤として不正使用されることがある．基本骨格は，Ａ環に二重結合とケトンを，Ｄ環には水酸基を有している．アンドロゲン受容体アンタゴニストと，5α還元酵素阻害薬はアンドロゲンとしての基本構造を満たしていない．
（1）アンドロゲン
内因性の主要な男性ホルモンは，テストステロンと5α還元酵素によって生成するジヒドロテストステロンである．ジヒドロテストステロンのほうがテストステロンよりも生物活性が強い．テストステロン誘導体として，メチルテストステロンがある（図11-13).テストステロンは初回通過効果を受けやすい．
（2）タンパク質同化ステロイド
男性ホルモンの性ホルモン作用を弱めて，タンパク質同化作用を強化した合成ステロイド薬で，骨粗しょう症や消耗性疾患に用いられる（図11-14).運動選手の筋肉強化を目的に不正使用されることもある（ドーピング）．
（3）アンドロゲン受容体アンタゴニスト
アンドロゲン受容体のアンタゴニストとして，クロルマジノン酢酸エステルやアリルエストレノールが知られており，これらは前立腺肥大症や前立腺がんの治療薬として用いられている。クロルマジノン酢酸エステルは黄体ホルモン作用も有するが，これは黄体ホルモンに特徴的なケトン基を有しているからである．
また，ステロイド骨格をもたないアンドロゲン受容体アンタゴニストとして，フルタミド，ビカルタミド，エンザルタミド，ダロルタミドがある．これらはアンドロゲン受容体のアンドロゲン結合部位へのアンドロゲンの結合を競合的に阻害するとともに アンドロゲン受容体の核内移行と転写活性を抑制する．これらはシアノ基（もしくはニトロ基）とトリフルオロメチル基（もしくはC1基）を有する芳香環が共通する構造であり，分子全体の形としても類似性がみられる．
(4) 5α還元酵素阻害薬
テストステロンからジヒドロテストステロンを合成する5α還元酵素の阻害薬として，ステロイド骨格類似の構造のデュタステリドとフィナステリドが知られている。これらはＡ環がラクタム環（環状アミド構造）になっており，Ｄ環の側鎖にはアミド基が付いているのが特徴である．ステムは「−ステリド(-steride)」である．
(5) CYP17阻害薬
CYP17は精巣，副腎および前立腺腫瘍組織内に発現しており，プレグネノロンまたはプロゲステロンから，テストステロン前駆体であるデヒドロエピアンドロステロンまたはアンドロステンジオンへの変換を触媒する酵素である．アビラテロン酢酸エステルはプロドラッグであり，生体内で加水分解されてアビラテロンとなり，これがCYP17を不可逆的かつ選択的に阻害する．前立腺がん治療薬として用いられる．
黄体ホルモンは妊娠の成立と維持に重要な役割を果たしている．黄体ホルモンは卵胞ホルモン薬の合剤で経口避妊薬としても用いられている．構造としては，Ａ環に二重結合とケトンを，Ｄ環にはケトン基を有している．
黄体ホルモン関連薬としては以下に示すものがあり，共通する構造としてＡ環がエノン構造で，Ｄ環にケトンをもっもの（ケトン型）と（図11-18),エチニル基（アセチレン構造）をもっもの（エチニル型）に分けられる（図11-19).エチニル型のものが，経口避妊薬の黄体ホルモン薬として用いられる．クロルマジノン酢酸エステルはアンドロゲン受容体アンタゴニストでもある．ドロスピレノンはケトン基をもたないが，黄体ホルモン作用を示す．また，ジドロゲステロンのみ19位メチル基の立体配置がほかのものと逆のα配置で，Ｂ環とＣ環も詒配置になっている．エチニル型のものでノルエチステロン，レボノルゲストレル，ダナソールは男性ホルモン作用を有する（副作用となる）．
副腎から分泌されるホルモンで，糖質コルチコイドと鉱質コルチコイド，および男性ホルモンがある．糖質コルチコイドは代謝の調節（糖新生やタンパク質分解促進など）やストレスに対する作用をもち，全身の細胞機能に影響を及ぼす．鉱質コルチコイドは電解質代謝の調節に関与する．糖質コルチコイドと鉱質コルチコイドの共通構造として，Ａ環の二重結合とケトンが必須で，Ｄ環の置換基としてヒドロキシケトン基を有している．
また，糖質コルチコイドは，抗炎症薬や免疫抑制薬として用いられる．しかし天然糖質コルチコイドであるコルチゾンやヒドロコルチゾンは，弱いながら鉱質コルチコイド作用を有しており，これが副作用（高血圧や電解質への影響）としてあらわれてしまう（表11-4).そこで鉱質コルチコイド作用を抑え，糖質コルチコイド作用を高めた誘導体の合成が行われており，糖質コルチコイドと鉱質コルチコイドの作用と構造の関係性も明らかにされている。
糖質コルチコイドは代謝の調節に関与しており，その作用として，
@糖，脂肪代謝作用とタンパク質異化作用
A免疫抑制作用
B抗炎症作用
C水・電解質代謝と血圧調節
があげられる．
糖質コルチコイドは優れた抗炎症作用や免疫抑制作用を示す医薬品であるが，重篤な副作用が起こることがあるため，経口や注射剤での使用には十分な注意が必要となる．そのため，吸入ステロイド薬や外用ステロイド薬のように局所的に用いるステロイド薬が，全身性の副作用を抑える目的で開発されている．
経口や注射剤で用いるステロイド薬は，ヒドロコルチゾンやコルチゾン，プレドニソロンやメチルプレドニソロン．トリアムシノロン，デキサメタソンやベタメタソンがある。
一方，局所的に用いられるステロイド薬は，吸収されやすいように脂溶性を高めたものが多く，水酸基がエステル化やアセタール化されている。
局所的に用いられるステロイド薬は，投与部位で薬効を発揮するが，その後体内に吸収されて不活性化もしくは効果が減弱され，全身への副作用が少なくなるよう工夫がされている．このように生体内に入ると効果が弱まったりなくなったりする医薬品を「アンテドラッグ」という．生体内に入って効果を発揮するプロドラッグとは逆の機構になる．
鉱質コルチコイドであるアルドステロンは腎臓の集合管や遠位尿細管に作用してＮａ゛の再吸収を促進して，尿中へのＫ゛やＨ１の分泌を行う．鉱質コルチコイドは，アジソン病などの副腎皮質機能が低下した場合に用いられる．
構造的にはアルドステロンは18位のメチル基がアルデヒド基になっているのが特徴的である．合成鉱質コルチコイドであるフルドロコルチソンは糖質および鉱質コルチコイド作用ともに増強されているステロイドで，アルデヒド基をもたない。
一方，鉱質コルチコイド拮抗薬も開発されており，スピロノラクトンやエプレレノン，カンレノ酸はカリウム保持性利尿薬として用いられている．スピロノラクトンとエプレレノンはＤ環に特徴的なスピロ構造のラクトン環を有する。スピロ構造とは２つの環が１つの炭素で結合した構造である．また最近になり，ステロイド構造をもたない新規鉱質コルチコイド受容体拮抗薬であるエサキセレノンが開発された．