Получение и применение. Мочевая кислота. Свойства, норма, диеты и факты о мочевой кислоте Схема обмена мочевой кислоты

Мочевая кислота - бесцветные кристаллы, плохо растворимы в воде, этаноле , диэтиловом эфире , растворимы в растворах щелочей, горячей серной кислоте и глицерине .

Мочевая кислота была открыта Карлом Шееле () в составе мочевых камней и названа им каменной кислотой - acide lithique , затем она была найдена им в моче . Название мочевой кислоты дано Фуркруа , её элементарный состав установлен Либихом .

Свойства

Является двухосновной кислотой (pK 1 = 5.75, pK 2 = 10.3), образует кислые и средние соли - ураты .

В водных растворах мочевая кислота существует в двух формах: лактамной (7,9-дигидро-1H-пурин-2,6,8(3H)-трион) и лактимной (2,6,8-тригидроксипурин) с преобладанием лактамной:

$\rightleftharpoons$

Получение

Первым мочевую кислоту удалось синтезировать Горбачёвскому в 1882 году при нагревании гликоколя (амидоуксусной кислоты) с мочевиной до 200-230 °С.

NH 2 -CH 2 -COOH + 3CO(NH 2) 2 = C 5 H 4 N 4 O 3 + 3NH 3 + 2H 2 O

Однако такая реакция протекает весьма сложно, и выход продукта ничтожен. Синтез мочевой кислоты возможен при взаимодействии хлоруксусной и трихлормолочной кислот с мочевиной. Наиболее ясным по механизму является синтез Беренда и Роозена (1888 г.), при котором изодиалуровая кислота конденсируется с мочевиной. Мочевую кислоту можно выделить из гуано , где её содержится до 25 %. Для этого гуано необходимо нагреть с серной кислотой (1 ч), затем разбавить водой (12-15 ч), отфильтровать, растворить в слабом растворе едкого калия, отфильтровать, осадить соляной кислотой.

Метод синтеза заключается в конденсации мочевины с цианоуксусным эфиром и дальнейшей изомеризации продукта в урамил (аминобарбитуровую кислоту), дальнейшей конденсации урамила с изоцианатами, изотиоцианатами или цианатом калия.

Биохимия мочевой кислоты

При гиперурикемии возможны точечные (похожи на укусы комара) проявления аллергии.

Отложения кристаллов урата натрия (соль мочевой кислоты) в суставах называется подагрой .

Применение

Мочевая кислота - исходный продукт для промышленного синтеза кофеина . Синтез мурексида .

Напишите отзыв о статье "Мочевая кислота"

Литература

Nakamura, T. (April 2008). . Nippon Rinsho 66 (4): 624-635.
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона Т. 20 с. 71

Ссылки

- the Association for Clinical Biochemistry and Laboratory Medicine

Отрывок, характеризующий Мочевая кислота

– Отец очень богат и скуп. Он живет в деревне. Знаете, этот известный князь Болконский, отставленный еще при покойном императоре и прозванный прусским королем. Он очень умный человек, но со странностями и тяжелый. La pauvre petite est malheureuse, comme les pierres. [Бедняжка несчастлива, как камни.] У нее брат, вот что недавно женился на Lise Мейнен, адъютант Кутузова. Он будет нынче у меня.
– Ecoutez, chere Annette, [Послушайте, милая Аннет,] – сказал князь, взяв вдруг свою собеседницу за руку и пригибая ее почему то книзу. – Arrangez moi cette affaire et je suis votre [Устройте мне это дело, и я навсегда ваш] вернейший раб a tout jamais pan , comme mon староста m"ecrit des [как пишет мне мой староста] донесенья: покой ер п!. Она хорошей фамилии и богата. Всё, что мне нужно.
И он с теми свободными и фамильярными, грациозными движениями, которые его отличали, взял за руку фрейлину, поцеловал ее и, поцеловав, помахал фрейлинскою рукой, развалившись на креслах и глядя в сторону.
– Attendez [Подождите], – сказала Анна Павловна, соображая. – Я нынче же поговорю Lise (la femme du jeune Болконский). [с Лизой (женой молодого Болконского).] И, может быть, это уладится. Ce sera dans votre famille, que je ferai mon apprentissage de vieille fille. [Я в вашем семействе начну обучаться ремеслу старой девки.]

Гостиная Анны Павловны начала понемногу наполняться. Приехала высшая знать Петербурга, люди самые разнородные по возрастам и характерам, но одинаковые по обществу, в каком все жили; приехала дочь князя Василия, красавица Элен, заехавшая за отцом, чтобы с ним вместе ехать на праздник посланника. Она была в шифре и бальном платье. Приехала и известная, как la femme la plus seduisante de Petersbourg [самая обворожительная женщина в Петербурге,], молодая, маленькая княгиня Болконская, прошлую зиму вышедшая замуж и теперь не выезжавшая в большой свет по причине своей беременности, но ездившая еще на небольшие вечера. Приехал князь Ипполит, сын князя Василия, с Мортемаром, которого он представил; приехал и аббат Морио и многие другие.
– Вы не видали еще? или: – вы не знакомы с ma tante [с моей тетушкой]? – говорила Анна Павловна приезжавшим гостям и весьма серьезно подводила их к маленькой старушке в высоких бантах, выплывшей из другой комнаты, как скоро стали приезжать гости, называла их по имени, медленно переводя глаза с гостя на ma tante [тетушку], и потом отходила.
Все гости совершали обряд приветствования никому неизвестной, никому неинтересной и ненужной тетушки. Анна Павловна с грустным, торжественным участием следила за их приветствиями, молчаливо одобряя их. Ma tante каждому говорила в одних и тех же выражениях о его здоровье, о своем здоровье и о здоровье ее величества, которое нынче было, слава Богу, лучше. Все подходившие, из приличия не выказывая поспешности, с чувством облегчения исполненной тяжелой обязанности отходили от старушки, чтобы уж весь вечер ни разу не подойти к ней.
Молодая княгиня Болконская приехала с работой в шитом золотом бархатном мешке. Ее хорошенькая, с чуть черневшимися усиками верхняя губка была коротка по зубам, но тем милее она открывалась и тем еще милее вытягивалась иногда и опускалась на нижнюю. Как это всегда бывает у вполне привлекательных женщин, недостаток ее – короткость губы и полуоткрытый рот – казались ее особенною, собственно ее красотой. Всем было весело смотреть на эту, полную здоровья и живости, хорошенькую будущую мать, так легко переносившую свое положение. Старикам и скучающим, мрачным молодым людям, смотревшим на нее, казалось, что они сами делаются похожи на нее, побыв и поговорив несколько времени с ней. Кто говорил с ней и видел при каждом слове ее светлую улыбочку и блестящие белые зубы, которые виднелись беспрестанно, тот думал, что он особенно нынче любезен. И это думал каждый.
Маленькая княгиня, переваливаясь, маленькими быстрыми шажками обошла стол с рабочею сумочкою на руке и, весело оправляя платье, села на диван, около серебряного самовара, как будто всё, что она ни делала, было part de plaisir [развлечением] для нее и для всех ее окружавших.
– J"ai apporte mon ouvrage [Я захватила работу], – сказала она, развертывая свой ридикюль и обращаясь ко всем вместе.
– Смотрите, Annette, ne me jouez pas un mauvais tour, – обратилась она к хозяйке. – Vous m"avez ecrit, que c"etait une toute petite soiree; voyez, comme je suis attifee. [Не сыграйте со мной дурной шутки; вы мне писали, что у вас совсем маленький вечер. Видите, как я одета дурно.]
И она развела руками, чтобы показать свое, в кружевах, серенькое изящное платье, немного ниже грудей опоясанное широкою лентой.
– Soyez tranquille, Lise, vous serez toujours la plus jolie [Будьте спокойны, вы всё будете лучше всех], – отвечала Анна Павловна.
– Vous savez, mon mari m"abandonne, – продолжала она тем же тоном, обращаясь к генералу, – il va se faire tuer. Dites moi, pourquoi cette vilaine guerre, [Вы знаете, мой муж покидает меня. Идет на смерть. Скажите, зачем эта гадкая война,] – сказала она князю Василию и, не дожидаясь ответа, обратилась к дочери князя Василия, к красивой Элен.
– Quelle delicieuse personne, que cette petite princesse! [Что за прелестная особа эта маленькая княгиня!] – сказал князь Василий тихо Анне Павловне.
Вскоре после маленькой княгини вошел массивный, толстый молодой человек с стриженою головой, в очках, светлых панталонах по тогдашней моде, с высоким жабо и в коричневом фраке. Этот толстый молодой человек был незаконный сын знаменитого Екатерининского вельможи, графа Безухого, умиравшего теперь в Москве. Он нигде не служил еще, только что приехал из за границы, где он воспитывался, и был в первый раз в обществе. Анна Павловна приветствовала его поклоном, относящимся к людям самой низшей иерархии в ее салоне. Но, несмотря на это низшее по своему сорту приветствие, при виде вошедшего Пьера в лице Анны Павловны изобразилось беспокойство и страх, подобный тому, который выражается при виде чего нибудь слишком огромного и несвойственного месту. Хотя, действительно, Пьер был несколько больше других мужчин в комнате, но этот страх мог относиться только к тому умному и вместе робкому, наблюдательному и естественному взгляду, отличавшему его от всех в этой гостиной.
– C"est bien aimable a vous, monsieur Pierre , d"etre venu voir une pauvre malade, [Очень любезно с вашей стороны, Пьер, что вы пришли навестить бедную больную,] – сказала ему Анна Павловна, испуганно переглядываясь с тетушкой, к которой она подводила его. Пьер пробурлил что то непонятное и продолжал отыскивать что то глазами. Он радостно, весело улыбнулся, кланяясь маленькой княгине, как близкой знакомой, и подошел к тетушке. Страх Анны Павловны был не напрасен, потому что Пьер, не дослушав речи тетушки о здоровье ее величества, отошел от нее. Анна Павловна испуганно остановила его словами:
– Вы не знаете аббата Морио? он очень интересный человек… – сказала она.
– Да, я слышал про его план вечного мира, и это очень интересно, но едва ли возможно…
– Вы думаете?… – сказала Анна Павловна, чтобы сказать что нибудь и вновь обратиться к своим занятиям хозяйки дома, но Пьер сделал обратную неучтивость. Прежде он, не дослушав слов собеседницы, ушел; теперь он остановил своим разговором собеседницу, которой нужно было от него уйти. Он, нагнув голову и расставив большие ноги, стал доказывать Анне Павловне, почему он полагал, что план аббата был химера.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

«Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»

Кафедра биологической химии

Реферат

на тему: «Мочевая кислота, метаболизм мочевой кислоты и нарушение обмена»

Подготовил:

студентка 46 группы, 2 курса,

Лечебного факультета

Джумаев Довран

Витебск 2014

1. Мочевая кислота

2. Свойства мочевой кислоты

3. Метаболизм мочевой кислоты

4. Нарушение обмена мочевой кислоты

4.1 Подагра

4.2 Гипоурекимия

4.3 Гиперурекимия

Заключение

Введение

Одними из веществ, без которых ни один человеческий организм нормально не сможет функционировать, являются пуриновые основания. Под пуриновыми основаниями подразумевают сложные органические соединения, являющиеся составными компонентами не только дезоксирибонуклеиновой, но еще и рибонуклеиновой кислоты. А вот именно эти кислоты в свою очередь являются составляющими компонентами РНК и ДНК. На данные кислоты возложены многочисленные функции. К числу самых важных из них можно причислить как передачу генетического кода, так и синтез белка.

Нарушения обмена мочевой кислоты может привести к развитию подагры, проявляющейся рецидивирующими артритами, повышению артериального давления, образованием камней в почках, развитию интерстициального нефрита и нарушению функции почек.

1. Мочевая кислота

Мочевая кислота -- бесцветные кристаллы, плохо растворимы в воде, этаноле, диэтиловом эфире, растворимы в растворах щелочей, горячей серной кислоте и глицерине.

Мочевая кислота была открыта Карлом Шееле (1776) в составе мочевых камней и названа им каменной кислотой -- acide lithique, затем она была найдена им в моче. Название мочевой кислоты дано Фуркруа, её элементарный состав установлен Либихом.

Пуриновым основаниям свойственно регулярно не только синтезироваться, но еще и распадаться. В общем, оба данных процесса являются нормальными. Метаболизм пуринов происходит в печени. В результате метаболизма организм получает мочевую кислоту. Такое название данной кислоте было дано только потому, что впервые ее удалось выявить именно в моче. Вывод мочевой кислоты осуществляется почками. Стоит отметить, что данной кислоте свойственно проникать и задерживаться не только в печени, но и в сердце, суставах, головном мозге, а также многих других органах. Если говорить о плазме крови, то в ней данная кислота имеется в форме натриевых уратов, то есть солей натрия. Немаловажно отметить, что оба данных компонента тесно взаимосвязаны между собой. Как только в крови увеличивается уровень натрия, тут же можно наблюдать скачок и мочевой кислоты.

2. Свойства мочевой кислоты

Является двухосновной кислотой (pK1 = 5.75, pK2 = 10.3), образует кислые и средние соли -- ураты.

Легко алкилируется сначала по положению N-9, затем по N-3 и N-1, под действием POCl3 образует 2,6,8-трихлорпурин.

Азотной кислотой мочевая кислота окисляется до аллоксана, под действием перманганата калия в нейтральной и щелочной среде либо перекиси водорода из мочевой кислоты образуются сначала аллантоин, затем гидантоин и парабановая кислота.

3. Метаболизм мочевой кислоты

Пуриновые нуклеотиды являются основными компонентами нуклеиновых кислот; они вовлечены в тонкие процессы превращения энергии и реакции фосфорилирования и действуют как внутриклеточные информационные посредники. Поскольку пурины метаболизируются с образованием мочевой кислоты, содержание урата в организме (а следовательно, и концентрация в плазме) зависит от соотношения скорости образования урата из вышеописанных источников и скорости его экскреции. Мочевая кислота выводится через почки и через желудочно-кишечный тракт, почечная экскреция составляет примерно две трети от общей экскреции. Мочевая кислота, которая выводится в кишечник, под воздействием бактерий метаболизируется с образованием диоксида углерода и аммиака (уриколиз). Процессы, происходящие в почках с уратом, сложны. Он фильтруется в клубочке и практически полностью абсорбируется в проксимальных извитых канальцах; дистально происходит и секреция, и реабсорбция. В норме клиренс урата составляет примерно 10 % от объема его фильтрата. У здоровых людей экскреция урата увеличивается, если увеличивается объем его фильтрации.

При хронической почечной недостаточности концентрация урата в плазме повышается только тогда, когда скорость клубочковой фильтрации падает ниже 20 мл/мин. Пурины пищи составляют примерно 30 % выводимого урата. Назначение не содержащей пуринов диеты уменьшает концентрацию урата в плазме только на 10-20 %. Синтез de novo ведет к образованию инозинмонофосфата (ИМФ), который может превращаться в аденозин-монофосфат (АМФ) и гуанозин-монофосфат (ГМФ). В результате распада нуклеотидов образуются соответствующие нуклеозиды (инозин, аденозин и гуанозин), которые затем превращаются в пурины. Из ИМФ образуется пурин гипоксантин, который при участии фермента ксантиноксидазы превращается сначала в ксантин, а затем в мочевую кислоту. Гуанин может непосредственно метаболизироваться в ксантин (а затем и в мочевую кислоту), а аденин не может.

Однако АМФ может превращаться в ИМФ при участии фермента АМФ-дезаминазы, а затем, на уровне нуклеозидов, аденозин может превращаться в инозин. Таким образом, избыток ГМФ и АМФ может превращаться в мочевую кислоту и выводиться из организма. Однако экскреция мочевой кислоты влечет за собой метаболические потери, поскольку синтез пуринов требует значительных затрат энергии. Существуют пути метаболизма, в которых пурины могут сохраняться и подвергаться обратному превращению в соответствующие нуклеотиды. В случае гуанина и гипоксантина этот процесс происходит с участием фермента гипоксантин-гуанинфосфорибозил-трансферазы (ГГФРТ), в превращении аденина участвует фермент аденинфосфорибозил-трансфераза (АФРТ).

4. Нарушение обмена мочевой кислоты

Мочевая кислота, являясь конечным продуктом метаболизма пуриновых оснований, образуется в печени и выводится в основном с мочой. Ее образование способствует выведению пуринов из организма. Мочевая кислота содержится в плазме крови в виде натриевых солей, концентрация которых при некоторых патологических состояниях может существенно повышаться. В этой связи есть шанс кристаллизации урата натрия в различных органах и тканях в результате чрезмерной концентрации мочевой кислоты в плазме крови (гиперурикемии). В ряде случаев может наблюдаться снижение уровня мочевой кислоты -- гипоурикемия.-

Повышение концентрации мочевой кислоты в крови может быть связано и с избыточным употреблением в пищу продуктов, содержащих пурины: печень, почки, красное мясо, мозги, язык, бобовые. У здорового человека уровень мочевой кислоты может несколько повышаться и понижаться, в зависимости от соблюдения той или иной диеты. Также известно, что уровень мочевой кислоты у мужчин выше, чем у женщин репродуктивного возраста, при этом к 60 годам этот показатель уравнивается.

Концентрация мочевой кислоты в сыворотке крови определяется путем проведения биохимического анализа крови. Подготовка к исследованию на содержание мочевой кислоты в крови подразумевает:

· отсутствие приемов пищи за 6-8 часов до сдачи крови;

· исключение спиртных напитков и продуктов, богатых пуриновыми основаниями, за несколько дней до проведения анализа.

Результаты, как правило, можно получить уже на следующий день после проведения исследования.

Максимальным показателем нормального уровня мочевой кислоты у женщин считается 360 мкм/л, у мужчин -- 400 мкм/л. Увеличение этих показателей требует выяснения причин гиперурикемии. Такое состояние может быть вызвано чрезмерным образованием мочевой кислоты и нарушением функции почек. Гиперурикемия -- основной симптом такого заболевания, как подагра. Помимо этого, превышение максимального показателя уровня мочевой кислоты в крови характерно для таких патологических состояний, как:

ь анемия при недостатке витамина В12,

ь заболевания печени и желчевыводящих путей,

ь лейкоз, лимфома,

ь пневмония, туберкулез,

ь псориаз, хроническая экзема,

ь сахарный диабет,

ь заболевания почек,

ь острое алкогольное отравление.

Употребляя в пищу продукты с большим содержанием пуринов, стоит соблюдать следующие правила:

Ш их количество в рационе должно быть умеренным;

Ш не следует сочетать в одном приеме пищи разные продукты с большим содержанием пуринов;

Ш необходимо сочетать такие продукты со свежими сырыми овощами. Объем овощей должен значительно превышать объем продукта с богатым содержанием пуриновых оснований.

Такое питание будет способствовать нормальному кислотно-щелочному балансу в организме.

Увеличение показателей мочевой кислоты свойственно и для абсолютно здоровых людей, если их ежедневный рацион включает большое количество пищи, богатой пуринами. В этой связи очень важно соблюдать не только вышеизложенные правила, но и существенно ограничить некоторые продукты, что позволит избежать развития хронической гиперурикемии и ряда заболеваний, связанных с повышенным содержанием мочевой кислоты в крови, моче и кристаллизацией уратов натрия в органах и тканях.

В большинстве случаев соблюдение правил питания позволяет достаточно быстро нормализовать показатели уровня мочевой кислоты. Для этого необходимо резко ограничить или полностью исключить употребление копченой рыбы, печени, жирных сортов мяса, колбасы, рыбных и мясных консервов, мясных бульонов, почек, икры рыб, спиртных напитков, кофе, шоколада, горчицы, изделий из слоеного теста, грибов, шпината, цветной капусты и щавеля. При гиперурикемии можно употреблять молочные и кисломолочные продукты, нежирные сорта мяса и рыбы (в отварном виде, не чаще 3 раз в неделю), яйца, овощи и овощные супы, фрукты, мармелад, соки, компоты, а также отвары шиповника и пшеничных отрубей. Также очень важно соблюдать правильный водный режим (не менее 2 л чистой питьевой воды в день), употребление воды с небольшим содержанием сока лимона или брусники благоприятно влияет на выведение мочевой кислоты из организма.

Нормализации уровня мочевой кислоты также способствует прием диуретических медикаментозных средств, в том числе растительных препаратов. Одним из таких препаратов является фитокомплекс «Урисан». Его компоненты оказывают антигиперурикемическое, противовоспалительное и противоазотемическое действие, препятствуя отложению солей мочевой кислоты в суставах и образованию уратных камней в почках.

4.1 Подагра

В основе подагры лежит нарушение обмена нуклеопротеидов (белков клеточного ядра) с задержкой в организме мочевой кислоты и отложением ее солей в тканях, что ведет к развитию воспалительных и деструктивно-склеротических изменений. Поражаются преимущественно суставы.

Главным источником мочевой кислоты в организме являются пурины, содержащиеся в пище. Вместе с тем мочевая кислота может образовываться при тканевом распаде и синтезироваться в организме.

Важное значение в развитии заболевания имеет систематическое употребление большого количества продуктов, богатых пуриновыми основаниями, особенно у лиц с наследственной предрасположенностью к нарушениям пуринового обмена. Некоторые исследователи (В. Г. Баранов и др.) указывают на роль фактора аллергии в развитии приступов подагры, поскольку эти больные весьма склонны к другим аллергическим состояниям (крапивница, бронхиальная астма, экзема).Развитию подагры способствуют лечение препаратами печени, цианокобаламином, глюкокортикоидами и лучевая терапия.Подагра нередко сочетается с мочекаменной болезнью (в 15--30 % случаев).

Лечебное питание имеет целью ограничить употребление продуктов, богатых пуриновыми основаниями, усилить выведение мочевой кислоты почками за счет увеличения диуреза, способствовать ощелачиванию мочи, снижению возбудимости вегетативной нервной системы и оказывать десенсибилизирующее влияние. Показано умеренное ограничение энергетической ценности рациона в основном за счет продуктов, богатых пуриновыми основаниями.

При тучности снижение энергетической ценности должно производиться с учетом массы больного.Выраженное специфически-динамическое действие белков способствует образованию эндогенной мочевой кислоты. Поэтому их количество в диете следует несколько ограничивать (до 0,8--1 г на 1 кг массы).Аналогичной тактики следует придерживаться в отношении включения в рацион жиров и углеводов. Необходимость ограничения жира диктуется его отрицательным влиянием на выведение уратов из организма. Поэтому рекомендуется включать жиры в диету из расчета 1--1,1 г, а в далеко зашедших случаях 0,7--0,8 г на 1 кг массы.

Ограничение углеводов в рационе оказывает десенсибилизирующее влияние на организм. Особенно важно снижать употребление легкоусвояемых углеводов при сопутствующем ожирении. Целесообразно обогащать диету витаминами (аскорбиновой кислотой, ниацином, рибофлавином).

При отсутствии противопоказаний со стороны сердечнососудистой системы и почек с целью вымывания мочекислых соединений из организма показано употребление повышенного количества жидкости (не менее 2--2,5 л) в виде овощных, фруктовых и ягодных соков, воды с лимоном, отвара шиповника, сушенных ягод, мятного и липового чая, молока. Рекомендуют щелочные минеральные воды, что способствует ощелачиванию мочи. Последнее повышает растворимость мочевой кислоты и тем самым предупреждает возникновение или прогрессирование подагрического нефролитиаза.

Ощелачиванию мочи способствует также употребление продуктов, богатых щелочными валентностями: овощей, фруктов, ягод. Их положительное влияние обусловлено также наличием калия, который оказывает мочегонное действие и тем самым благоприятствует выведению мочекислых соединений из организма.

Целесообразно некоторое ограничение соли в рационе, так как она задерживает жидкость в тканях и тем самым препятствует вымыванию через почки мочекислых соединений. Употребление избыточного количества соли способствует выпадению уратов в тканях.

К числу продуктов, богатых пуринами и подлежащих ограничению, относятся бобовые (горох, бобы, чечевица, фасоль), рыба (шпроты, сардины, килька, треска, судак, щука), субпродукты (почки, печень, мозги, легкие), грибы (белые, шампиньоны), мясные и рыбные бульоны, студень, некоторые овощи (щавель, шпинат, редис, спаржа, цветная капуста), мясо (свинина, телятина, говядина, баранина, гусь, курица), колбасные изделия (особенно ливерная колбаса), дрожжи, овсяная крупа, полированный рис, соусы (мясные, рыбные, грибные).

Мясо лучше употреблять в вареном виде, так как около 50 % пуринов переходит в навар.

Показано ограничение продуктов, возбуждающих нервную систему (кофе, какао, крепкий чай, острые закуски, пряности и др.). Употребление спиртных напитков может провоцировать подагрические приступы, так как алкоголь ухудшает выведение почками мочевой кислоты.

В связи с частой оксалемией не следует включать в рацион больных подагрой продукты, богатые щавелевой кислотой (шпинат, щавель, инжир, ревень).

Рекомендуется употребление бедной пуринами пищи: молока и молочных продуктов, яиц, овощей (капуста, картофель, огурцы, морковь, лук, томаты, арбуз), фруктов (земляника, яблоки, абрикосы, виноград, сливы, груши, персики, вишни, апельсины), лесных и грецких орехов, мучных и крупяных изделий, сахара, меда, варенья, сала, кровяной колбасы, пшеничного хлеба, сливочного масла.Разрешаются 2--3 раза в неделю мясо и рыба в отварном виде. В числе дозволенных специй: уксус, лавровый лист.Этим требованиям отвечает диета № 6 по М. И. Певзнеру, которая должна браться за основу при назначении лечебного питания при подагре.

Примерное однодневное меню для больных подагрой(диета № 6).

Натощак: подогретая щелочная минеральная вода (100 мл) или отвар шиповника (100 мл). 1-й завтрак: жидкая овсяная каша на молоке (150 г), молоко (200 мл). 2-й завтрак: виноградный сок (200 мл). Обед: овощной протертый суп (150 г), кисель молочный (180 г). Полдник: морковный сок (200 мл). Ужин: жидкая рисовая каша на молоке (150 г), компот из свежих фруктов (180 г). 21 ч: кефир (200 г). На ночь: чай с молоком без сахара (180 мл).

Положительное влияние оказывает назначение в течение одного дня в неделю разгрузочных диетических режимов, состоящих из продуктов, бедных пуриновыми основаниями (яблочного, огуречного, картофельного, арбузного, молочного и др.).

Острый приступ подагры требует назначения 1--2 голодных дней, когда разрешается употребление достаточного количества жидкости (чая с сахаром, отвара шиповника, воды с лимоном, овощных и фруктовых соков, щелочных минеральных вод и др.). В дальнейшем показан переход на молочно-овощную диету.

4.2 Гипоурикемия

Гипоурикемия и возросшая экскреция гипоксантина и ксантина может быть следствием недостаточности ксантиноксидазы, вызванной нарушениями в структуре гена этого фермента, либо результатом повреждения печени.

4.3 Гиперурикемия

Гиперурикемия -- повышенное содержание мочевой кислоты в крови. Максимальная величина для нормального уровня составляет 360 микромолей/литр (6 мг/дл) для женщин и 400 микромолей/литр (6,8 мг/дл) для мужчин. Гиперурикемия вызывается ускоренным образованием мочевой кислоты из-за участия пурина в обмене веществ, или из-за ослабленной работы почек, или из-за повышенного содержания фруктозы в пище.

Потребление богатой пурином пищи -- это одна из основных причин гиперурицемии. Другая вызываемая едой причина -- это потребление высококалорийной и жирной пищи и голодание. Результатом голодания бывает то, что для получения энергии начинает тратиться мышечная масса тела и высвобождаемые в процессе этого пурины попадают в кровообращение.

Человеку необходима урата оксидаза, энзим, который разрушает мочевую кислоту. Повышение уровня мочевой кислоты увеличивает предрасположенность к подагре и (при очень высоком уровне) почечной недостаточности. Независимо от обычных отклонений (с генетической составляющей), синдром распада новообразования вырабатывает критическое содержание мочевой кислоты, что почти всегда приводит к почечной недостаточности. Синдром Лёша-Нихена также взаимосвязан с критически высокими уровнями мочевой кислоты. Метаболический синдром часто представлен гиперурицемией.

1. Препарат «Aquaretics».

2. Препарат «Аллопуринол» (200-300 мг перорально один раз в день).

3. Понижение кислотности мочи потреблением пищевой соды.

4. Диета с низким содержанием пурина (смотрите подагра).

5. Препарат «Фебуксостат».

За ключение

мочевая кислота метаболизм обмен

Во избежание проблем, связанных с заболеваниями суставов, почек и других патологических процессов, очень важно контролировать уровень мочевой кислоты в сыворотке крови, особенно лицам старше 45 лет. Своевременное выявление гипер- или гипоурикемии позволяет вовремя принять меры, направленные на нормализацию показателей уровня мочевой кислоты в организме и избежать развития патологических процессов.

Список литературы

1. Дроздов В.Н. «Обмен мочевой кислоты у больных гипертонической болезнью с метаболическим синдромом « Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Москва-1999.

2. http://www.tiensmed.ru/

3. http://www.krugosvet.ru/

4. http://ru.wikipedia.org/

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Нуклеиновые кислоты, их структура, функциональные группы. Осмотическое давление различных клеток и тканей растения. Роль пигментов в жизни растений. Биосинтез углеводов, ферменты углеводного обмена. Роль аденозинтрифосфорной кислоты в обмене веществ.

контрольная работа , добавлен 12.07.2010

Характеристика оксикоричневых кислот и этиленовых связей. Основные виды ароматических органических кислот: бензойная, салициловая, галловая. Общее описание Родиолы розовой. Применение препарата "Экстракт родиолы жидкий". Анализ цикориевой кислоты.

курсовая работа , добавлен 06.04.2012

Основная роль дезоксирибонуклеиновой кислоты. Ученые, создавшие в 1953 г. модель структуры молекулы. Система выделения и очистки нуклеинов. Схематичное изображение отрезка дезоксирибонуклеиновой кислоты в окружении различных белковых структур человека.

презентация , добавлен 02.02.2014

Подготовка питательной среды, получение посевного материала. Технология изготовления уксуса, его вредители. Очистка и подготовка полученного продукта к применению. Технологическая схема микробиологического синтеза уксусной кислоты. Расчет модели на ЭВМ.

дипломная работа , добавлен 13.12.2010

История открытия дезоксирибонуклеиновой кислоты - биологического полимера, состоящего из двух спирально закрученных цепочек. Первичная структура и конформации компонентов нуклеиновых кислот. Макромолекулярная структура ДНК, полиморфизм двойной спирали.

презентация , добавлен 07.11.2013

Типовые нарушения белкового обмена. Несоответствие поступления белка потреблению. Нарушение расщепления белка в ЖКТ и содержания белка в плазме крови. Расстройство конечных этапов катаболизма белка и метаболизма аминокислот. Нарушения липидного обмена.

презентация , добавлен 21.10.2014

История открытия вирусов, их детальное исследование после изобретения микроскопа. Характеристика вирусов: свойства, формы существования, строение, химический состав и процесс размножения. Гипотеза о происхождении вирусов из "беглой" нуклеиновой кислоты.

презентация , добавлен 18.01.2014

Классификация процессов метаболизма и обмена. Виды организмов по различиям обменных процессов, методы их изучения. Метод учета веществ поступивших и выделившихся из организма на примере азотистого обмена. Основные функции и источники белков для организма.

презентация , добавлен 12.01.2014

Понятие и особенности строения нуклеиновых кислот, их составные элементы и их внутреннее взаимодействие. Значение данных соединений в организме, история их открытия и основные этапы исследований. Длина молекул ДНК. Сущность принципа комплементарности.

презентация , добавлен 27.12.2010

История открытия нуклеиновых кислот. Основные виды РНК. Методы цитологического распознавания ДНК и РНК. Закономерности количественного содержания азотистых оснований в молекуле ДНК, правила Чаргаффа. Строение молекул РНК. Структура азотистых оснований.

Речь пойдет об особенностях метаболизма пуриновых оснований. Большинству людей это ни о чем не говорит. Но если вам знакомы слова «подагра», мочекаменная болезнь, инсулинорезистентность, сахарный диабет 2 типа, то знать суть о метаболизме пуринов необходимо. Казалось бы: а хирургия то здесь причем? А притом, что многие специалисты при болях в суставах и высокой мочевой кислоте ставят диагноз «подагра». На самом деле — все намного сложнее. К примеру подагрический артрит может быть при нормальных цифрах мочевой кислоты, и наоборот: высокая мочевая кислота может быть в ряде случаев у здорового человека.

Организм человека в основном состоит из четырех химических элементов, на долю которых приходится 89 % состава: С-углерод (50%), О-кислород(20%), Н-водород(10%) и N-азот (8,5%). Далее идет ряд макроэлементов: кальций, фосфор, калий, сера, натрий, хлор и др. Затем микроэлементы, количество которых очень мало, но они жизненно необходимы: марганец, железо, йод и пр.
Интересен нам будет четвертый в этом количественном списке — азот.

Живой организм — это динамическая система. По простому: вещества в него постоянно поступают (становясь частью организма) и выводятся из него. Основной источник азота для организма — белки. Поступающий с пищей белок в желудочно-кишечном тракте распадается до аминокислот, которые уже и включаются в обмен. Ну а каким образом азотсодержащие вещества выводятся из организма?

В процессе эволюции у животных выработались определенные особенности азотистого обмена.
Причем ключевым в определении этих особенностей будут: условия существования и доступ к воде.

Животных разделяют на три группы, имеющие различия в метаболизме азота:

Аммонио-литические . Конечный продукт азотистого обмена — аммиак, NH3. Сюда относят большую часть водных беспозвоночных и рыб.
Все дело в том, что аммиак — токсичное вещество. И для его выведения нужно очень-очень много жидкости. Благо — он хорошо растворим в воде. С выходом на сушу в ходе эволюции возникла потребность в изменении метаболизма. Так появились:

Уреолитические . У этих животных появился так называемый «цикл мочевины». Аммиак связывается с СО2(углекислый газ). Образуется конечный продукт — мочевина. Мочевина не такое токсичное вещество и для ее выведения требуется заметно меньше жидкости. Кстати мы с вами относимся именно к этой группе. Мочевая кислота в процессе метаболизма в значительно меньших количествах также образуется, но распадается до малотоксичного и хорошо растворимого аллантоина. Но… Кроме человека и человекообразных обезьян. Это очень важно и к этому вернемся.

Урикотелические . Предкам земноводных с уреолитическим обменом пришлось приспосабливаться к засушливым регионам. Это пресмыкающиеся и прямые предки динозавров — птицы. У них конечным продуктом является мочевая кислота. Она очень плохо растворяется в воде и для ее выведения из организма как раз воды много и не требуется. В помете у тех же птиц количество мочевой кислоты очень большое, фактически выводится в полутвердом виде Поэтому птичий помет («гуано») — основная причина коррозии и разрушения металлоконструкций мостов. Лакокрасочное покрытие автомобиля тоже портит — будьте внимательны, мойте сразу.
Это классическая гексагональная долька печени. В общем так печень выглядит под микроскопом. Похожа на Москву-сити, только вместо кремля — центральная вена. А интересовать нас будут «домики», плотно прилежащие друг к другу. Это гепатоциты — ключевые клетки печени.
Славянское слово печень произошло от слова «печь». Действительно, температура органа на градус выше температуры тела. Причина в этом — очень активный обмен веществ в гепатоцитах. Клетки действительно уникальные, в них протекает около 2 тысяч химических реакций.
Печень — это основной орган, который продуцирует мочевую кислоту. 95% выводимого азота — синтез мочевой кислоты как конечный продукт химических реакций в печени . И только 5% — окисление пуриновых оснований, поступающих извне с пищей. Поэтому коррекция питания при гиперурикемии не является ключевым в лечении.

Схема обмена мочевой кислоты

Откуда берутся пурины?
1. Пурины, которые поступают с пищей . Как уже отмечалось — это небольшое количество — около 5%. Те пурины, которые содержаться в пище (больше всего, разумеется в печени и почках, красном мясе).
2. Синтез пуриновых оснований самим организмом . Большая часть синтезируется в гепатоцитах печени. Очень важный пункт, к нему вернемся. А также причем здесь рекомендуемая диабетиками и не требующая для усвоения инсулина фруктоза.
3. Пуриновые основания, которые образуются в организме вследствие распада тканей: при онкопроцессах, псориазе . Почему у спортсменов может повышаться мочевая кислота? Это и есть третий путь. Тяжелые физические нагрузки приводят к усилению процессов распада и синтеза тканей. Если вы накануне занимались тяжелым физическим трудом, а утром вы сдаете анализ, уровень мочевой кислоты может быть выше вашего среднего значения.

Знакомимся: аденин и гуанин. Это и есть пуриновые основания. Совместно с тимином и цитозином формируют спираль ДНК. Студенты медики не любят — зубрежка на курсе биохимии:). Как известно, ДНК состоит из двух цепочек. Напротив аденина всегда становится тимин, напротив гуанина — цитозин. Две цепочки ДНК склеиваются как две половинки застежки-молнии. Количество этих веществ повышается при активном распаде тканей, как бывает, например, при онкопроцессах

Рядом последовательных химических реакций пурины преобразуются в мочевую кислоту.

Метаболизм мочевой кислоты у человека и приматов

Планировал максимально упростить для понимания схему. Пусть учат студенты-медики на 2 курсе:). Но названия ферментов оставил. Самый важный момент — фермент ксантиноксидаза . Именно его активность падает при лечении аллопуринолом (точнее эффективность, так как аллопуринол с ним конкурирует за рецептор), чем и снижается синтез мочевой кислоты.
Редко, но всречаются врожденное заболевание,сопровождающееся генетическим нарушением в синтезе ксантиноксидазы, при котором уровень мочевой кислоты снижен. В таком случае накапливаются ксантин и гипоксантин. Ксантинурия. Казалось бы ну и хорошо, меньше мочевой кислоты. Однако выяснилось, что мочевая кислота не только вредна, но и полезна…

Разговор о вреде и пользе мочевой кислоты следует начать очень издалека. Тогда, 17 миллионов лет назад, в эпоху миоцена у наших предков произошла мутация в гене, который продуцирует фермент — уриказу. И нам досталась «урезанная» версия пуринового обмена.

У других млекопитающих уриказа переводит мочевую кислоту в растворимый и легко выводящийся из организма аллантоин. И у этих животных никогда не бывает подагры. Может возникнуть предположение, что в этой мутации нет никакого смысла. Но эволюция этот ген не исключила: мутация оказалась необходимой.

Современные исследования показали, что мочевая кислота является побочным продуктом разложения фруктозы в печени и накопление солей мочевой кислоты способствует эффективному превращению фруктозы в жир. Таким образом, у наших предков в геноме закрепился ген «бережливости». Тогда ген был необходим для создания запасов на голодный период. Было доказано, что окончательная инактивация уриказы совпала с глобальным похолоданием климата на Земле. Нужно было «наесть» как можно больше запасов подкожного жира на холодный период, перевести содержащуюся в плодах фруктозу в жировой запас. Сейчас проводятся ряд экспериментов с введением в клетки печени фермента уриказы. Не исключено, что в дальнейшем на основе фермента уриказы появятся препараты для лечения подагры. Так что склонность к ожирению у нас заложена в генах. На несчастье тем многим мужчинам и женщинам, страдающим полнотой. Но проблема не только в генетике. Изменился характер питания современного человека.

Про вред и пользу мочевой кислоты, а также про питание при гиперурикемии

Известно, что постоянный уровень мочевой кислоты способен значительно повысить риск ряда заболеваний. Однако доказано, что периодическое повышение уровня мочевой кислоты может оказывать положительное действие. Исторически доступ к мясной пище (основному источнику пуринов), был нерегулярным. Основная пища: различные коренья, плоды деревьев. Ну а если принесет первобытный охотник добычу — так это праздник. Поэтому, периодическое от мясных продуктов было обычным образом жизни. Есть добыча — едим до отвала. Нет добычи — едим растительную пищу. Сейчса установлено, что кратковременное, периодическое повышение уровня мочевой кислоты благоприятно вляет на развитие и функцию нервной системы. Может поэтому и начал развиваться мозг?

Как эта мочевая кислота выводится из организма

Пути два: почки и печень
Основной путь — выведение с почками — это 75%
25 процентов выводится печенью с помощью желчи. Поступившая в просвет кишечника мочевая кислота и разрушается (спасибо нашим бактериям в кишечнике).
В почки мочевая кислота попадает в виде натриевой соли. При ацидозе (закислении мочи) в почечных лоханках могут формироваться микролиты. Тот самый «песок» и «камни». Кстати алкоголь очень сильно снижает экскрецию уратов с мочой. Почему и приводит к приступу подагры.

Итак, какой нужно сделать вывод?Методы снижения мочевой кислоты

1. Стараться в неделю 1-2 дня делать чисто вегетарианским
2. Наибольшее количество пуринов содержится в тканях животного происхождения. Причем в животных клетках с активным метаболизмом: печени, почках — больше всего.
3. Нужно есть меньше жирной пищи, так как избыток насыщенных жиров подавляет способность организма перерабатывать мочевую кислоту.
4. Едим поменьше фруктозы. Мочевая кислота — продукт метаболизма фруктозы. Ранее пациентам с сахарным диабетом рекомендовали заменять глюкозу на фруктозу. Действительно, фруктоза для своего усвоения не требует участия инсулина. Но для усвоения фруктоза еще тяжелее. Внимание: в сахаре молекула сахарозы — это дисахарид — глюкоза + фруктоза. Так что сахара едим меньше.
5. Исключить прием алкоголя, особенно пива. Вино в небольших количествах не влияет на уровень мочевой кислоты.
6. Очень интенсивные физические нагрузки повышают уровень мочевой кислоты.
7. Нужно пить много воды. Это позволит эффективно выводить мочевую кислоту.

Если у вас повышена мочевая кислота

Ну во первых, к счастью это не всегда является патологией: кратковременный подъем может быть вариантом нормы
Если все же проблема есть, нужно разобраться, на каком уровне есть нарушение (та самая первая схема): нарушения в синтезе пуринов (тот самый метаболический синдром), алиментарный фактор (много мяса кушаем, пивом запиваем), нарушение функции почек (нарушение экскреции мочевой кислоты)или сопутствующие заболевания, сопровождающиеся разрушением тканей.

Удачи Вам и грамотных докторов.

Если вы нашли опечатку в тексте, пожалуйста, сообщите мне об этом. Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Мочевая кислота имеет вид бесцветных кристаллов. Она практически не растволяется в эфире и воде. Впервые данное вещество было открыто Карлом Шееле еще в далеком 1775 году. Он смог отыскать его в камнях, поэтому вещество получила наименование «каменная кислота». Конечное название было дано французом Антуаном Фукура, так как он нашел данный компонент в моче. Элементарный состав был описан ученым Либихом.

Получение Мочевой кислоты

Впервые синтез был произведен Горабачевским в 1882 году. Тогда он нагрел мочевину с гликоколой до температуры в +230 градусов. Естественно, данной процедурой сегодня уже никто не пользуется. Во-первых, она отличается своей трудоемкостью. Во-вторых, удается синтезировать ничтожно малую часть продукта. Добыть искомую кислоту можно при синтезе мочевины с трихлормолочной, а также хлоруксусной. Наиболее подходящий принцип получения был разработан Роозеном и Берендом. Он заключается в конденсировании мочевины с изодиалуровой кислотой.

Используется процесс добычи из гуано. Здесь около четверти от всего состава — мочевая кислота. Для добычи сам состав необходимо прогреть с серной кислотой, а после растворить в большом объеме воды. Далее все отфильтровывается, растворяется в едком калии. Осадка происходит при помощи соляной кислоты. Также сегодня активно применяется способ конденсации мочевины с использованием цианоускусного эфира. Но и здесь также потребуется дополнительная обработка для того, чтобы получить чистый продукт. Сегодня технологии достаточно хорошо отлажены, позволяют добывать мочевую кислоту в необходимых количествах.

Какие функции она выполняет?

Это мощнейший стимулятор ЦНС, который ингибирует фосфодиэстеразу. Он необходим для того, чтобы наладить воздействие между норадреналином и адреналином. Также молочная кислота нудна для того, чтобы увеличить продолжительность действия данных гормонов. Вещество хорошо взаимодействует со свободными радикалами, служит в качестве антиоксиданта.

Количество мочевой кислоты в организме человека контролируется на уровне генетики. Если у человека в организме ее много, то он отличается отличным тонусом, высокой активностью.

При этом, чрезмерное повышенное содержание данного вещества в крови опасно. Сама кислота и, в особенности, ее соли практически не растворяются в воде. Даже при несущественном повышении объема они выпадают в осадок, происходит процесс кристаллизации, как следствие, происходит образование камней. Кристаллы организм воспринимает в качестве чужеродных компонентов. В суставной ткани они фагоцитируются, что приводит к разрушению клеток и появлению гидролитических ферментах. Данный процесс приводит к воспалению, сопровождающемуся серьезными болями в суставах. Именно так и образуется подагра. Если же дело касается скопления в уретре, то возникает мочекаменная болезнь.

Как можно справиться с двумя перечисленными болезнями?

В первую очередь следует позаботиться о выводе всех неблагоприятных веществ. Отлично справляется с поставленной задачей аллопуринол. Также пациенту назначается специальная диета, в продуктах которой нет нуклеиновых кислот. Отлично помогают и соки лития.

Применение Мочевой кислоты

Сложность заключается в том, что сегодня мочевая кислота содержится в большом количестве продуктов. Список их следует знать, так как переизбыток данного компонента может привести к серьезным болезням суставов и мочевого пузыря. В каких же продуктах мочевой кислоты много? В первую очередь это пшеничных хлеб, йогурты, колбаса, дрожжи. Исследования показывают, что переизбыток вещества имеется в пиве, колбасе, твороге и прочих. Особенно опасной врачи считают сыворотку, это показывают и результаты исследований, которые проводились в последние годы. Это не значит, что от данных продуктов следует полностью отказаться. Нет, но не следует потреблять их сверх нормы. Современная промышленность активно занимается тем, что добывает из молочной кислоты кофеин, который активно используется в чае и прочих бодрящих напитках. Ведь, как известно, данный компонент способствует повышению тонуса.

Нельзя не отметить, что мочевая кислота сегодня не используется в лекарственных препаратах, так как бесконтрольное потребление может привести к подагре. Сегодня на рынке наиболее распространены способствуют выводу данного компонента из организма, в последние пару десятилетий они пользуются повышенной популярностью, так количество заболевших мочекаменной болезнью и подагрой постепенно увеличивается.

Мочевая кислота активно применяется в высших и средних учебных заведениях в качестве реагента. Активно ее закупают исследовательские лаборатории для проведения опытов. Как видите, данный компонент пользуется высокой популярностью, его используют в самых разнообразных сферах. При этом, многие относятся к нему с опаской, постоянно пытаются отыскать список продуктов, в которых он находится. Если не злоупотреблять алкоголем и молочными продуктами, то никаких особых проблем возникать не должно. В любом случае, всем людям в возрасте больше 30 лет следует хотя бы раз в несколько лет проверять уровень молочной кислоты.

1. Является мощным стимулятором центральной нервной системы, ингибируя фосфодиэстеразу, которая служит посредником действия гормонов адреналина и норадреналина. Мочевая кислота пролонгирует (продлевает) действие этих гормонов на ЦНС.

2. Обладает антиоксидантными свойствами – способна взаимодействовать со свободными радикалами.

Уровень мочевой кислоты в организме контролируется на генетическом уровне. Для людей с высоким уровнем мочевой кислоты характерен повышенный жизненный тонус.

Однако повышенное содержание мочевой кислоты в крови (гиперурикемия ) небезопасно. Сама мочевая кислота и, особенно, ее соли ураты (натриевые соли мочевой кислоты) плохо растворимы в воде. Даже при незначительном повышении концентрации они начинают начинают выпадать в осадок и кристаллизоваться, образуя камни. Кристаллы воспринимаются организмом как чужеродный объект. В суставах они фагоцитируются макрофагами, сами клетки при этом разрушаются, из них освобождаются гидролитические ферменты. Это приводит к воспалительной реакции, сопровождающейся сильнейшими болями в суставах. Такое заболевание называется подагра . Другое заболевание, при котором кристаллы уратов откладываются в почечной лоханке или в мочевом пузыре, известно как мочекаменная болезнь .

Для лечения подагры и мочекаменной болезни применяются:

ингибиторы фермента ксантиноксидазы. Например, аллопуринол – вещество пуриновой природы, является конкурентным ингибитором фермента. Действие этого препарата приводит к повышению концентрации гипоксантина. Гипоксантин и его соли лучше растворимы в воде, и легче выводятся из организма.

диетическое питание, исключающее продукты, богатые нуклеиновыми кислотами, пуринами и их аналогами: икра рыб, печень, мясо, кофе и чай.

соли лития, поскольку они лучше растворимы в воде, чем ураты натрия.

Синтез нуклеиновых кислот синтез мононуклеотидов

Для синтеза мононуклеотидов de novo необходимы очень простые вещества: CO 2 и рибозо-5-фосфат (продукт 1-го этапа ГМФ-пути). Синтез происходит с затратой АТФ. Кроме этого, необходимы заменимые аминокислоты, которые синтезируются в организме, поэтому даже при полном голодании синтез нуклеиновых кислот не страдает.

РОЛЬ АМИНОКИСЛОТ В СИНТЕЗЕ МОНОНУКЛЕОТИДОВ

Аспарагин . Является донором амидной группы.

Аспарагиновая кислота .

а) Является донором аминогруппы

Глицин

а) Является донором активного С 1 .

б) Участвует в синтезе всей молекулой.

Серин . Является донором активного С 1 .

ПЕРЕНОС ОДНОУГЛЕРОДНЫХ ФРАГМЕНТОВ

В организме человека существуют ферменты, которые могут извлекать из некоторых аминокислот С 1 -группу. Такие ферменты являются сложными белками. В качестве кофермента содержат производное витамина В С – фолиевой кислоты . Фолиевой кислоты много в зеленых листьях, к тому же, этот витамин синтезируется микрофлорой кишечника. В клетках организма фолиевая кислота (ФК) дважды восстанавливается (к ней присоединяется водород) с участием фермента НАДФ . Н 2 -зависимой редуктазы , и превращается в тетрагидрофолиевую кислоту (ТГФК).

Активный С 1 извлекается из глицина или серина.

В каталитическом центре фермента, содержащего ТГФК, имеются две –NH-группы, которые участвуют в связывании активного С 1 . Схематически процесс можно представить так:

НАДН 2 , который образуется в обратной реакции, может быть использован для восстановления пирувата в лактат (гликолитическая оксидоредукция). Реакция катализируется ферментом глицинсинтетазой. После этого метилен-ТГФК отделяется от белковой части фермента, и затем возможны два варианта ее превращений:

Метилен-ТГФК может стать небелковой частью ферментов синтеза мононуклеотидов.

Метиленовая группировка может видоизменяться до:

Эти группировки связаны только с одним из атомов азота ТГФК, но тоже могут стать субстратами для синтеза мононуклеотидов.

Поэтому любая из группировок, связанная с ТГФК, называется активным С 1 .

Для синтеза любого из нуклеотидов требуется активная форма рибозо-фосфата - фосфорибозилпирофосфат (ФРПФ), образующаяся в следующей реакции:

Фосфорибозилпирофосфаткиназа (ФРПФ-киназа) является ключевым ферментом для синтеза всех мононуклеотидов. Ингибируется этот фермент по принципу отрицательной обратной связи избытком АМФ и ГМФ. При генетическом дефекте ФРПФ-киназы наблюдается потеря чувствительности фермента к действию своих ингибиторов. В результате возрастает продукция пуриновых мононуклеотидов, а, значит, и скорость их разрушения, что приводит к увеличению концентрации мочевой кислоты – наблюдается подагра.

После образования ФРПФ реакции синтеза пуриновых и пиримидиновых мононуклеотидов различны.

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ РАЗЛИЧИЯ В СИНТЕЗЕ ПУРИНОВЫХ И ПИРИМИДИНОВЫХ МОНОНУКЛЕОТИДОВ:

Особенностью синтеза пуриновых нуклеотидов является то, что циклическая структура пуринового азотистого основания постепенно достраивается на активной форме рибозо-фосфата, как на матрице. При циклизации получается уже готовый пуриновый мононуклеотид.

При синтезе пиримидиновых мононуклеотидов сначала образуется циклическа структура пиримидинового азотистого основания, которая в готовом виде переносится на рибозу – на место пирофосфата.

СИНТЕЗ ПУРИНОВЫХ МОНОНУКЛЕОТИДОВ (АМФ и ГМФ)

Существует 10 общих и 2 специфических стадии. В результате общих реакций образуется пуриновый мононуклеотид, являющийся общим предшественником будущих АМФ и ГМФ – инозинмонофосфат (ИМФ). ИМФ в качестве азотистого основания содердит гипоксантин.

Пуриновое кольцо строится из СО 2 , аспарагиновой кислоты, глутамина, глицина и серина. Эти вещества либо полностью включаются в пуриновую структуру, или передают для ее построения отдельные группировки.

Аспарагиновая кислота отдает аминогруппу и превращается в фумаровую кислоту.

Глицин: 1) полностью включается в структуру пуринового азотистого основания; 2) является источником одноуглеродного радикала.

Серин: тоже является донором одноуглеродного радикала.

ФРПФ + глутамин -------> глутамат + ФФ + фосфорибозиламин

Фермент, который катализирует эту реакцию, называется фосфорибозиламидотрансфераза. Он является ключевым ферментом синтеза всех пуриновых мононуклеотидов. Регулируется по принципу отрицательной обратной связи. Аллостерическими ингибиторами этого фермента являются АМФ и ГМФ.

На второй стадии фосфорибозиламин взаимодействует с глицином.

Третья стадия - включение углеродного атома, донором которого является глицин или серин.

Затем достраивается шестичленный фрагмент пуринового кольца:

4-ая стадия - карбоксилирование с помощью активной формы СО 2 при участии витамина Н - биотина.

5-ая стадия - аминирование с участием аминогруппы из аспартата.

6-ая стадия - аминирование за счет аминогруппы глутамина.

7-ая, заключительная стадия - включение одноуглеродного фрагмента (с участием ТГФК), и образуется готовый ИМФ.

Затем протекают специфические реакции, в результате которых ИМФ превращается либо в АМФ, либо в ГМФ. При таком превращении в молекуле появляется аминогруппа, причем в случае превращения в АМФ - на месте ОН-группы. При образовании АМФ источником азота является аспарагиновая кислота, а для образования ГМФ необходим глутамин.

В некоторых тканях есть альтернативный способ синтеза – реутилизация (повторное использование) пуриновых азотистых оснований, которые образовались при распаде нуклеотидов.

Ферменты, катализирующие реакции реутилизации, наиболее активны в быстроделящихся клетках (эмбриональные ткани, красный костный мозг, раковые клетки), а также в тканях головного мозга. На схеме видно, что фермент гуанингипоксантинФРПФтрансфераза обладает более широкой субстратной специфичностью, чем аденинФРПФтрансфераза – помимо гуанина, может переносить и гипоксантин - образуется ИМФ. У человека встречается генетический дефект этого фермента - “болезнь Леша-Нихана”. Для таких больных характерны выраженные морфологические изменения в головном и костном мозге, умственная и физическая отсталость, агрессия, аутоагрессия. В эксперименте на животных синдром аутоагрессии моделируется путем скармливания им кофеина (пурина) в больших дозах, который ингибирует процесс реутилизации гуанина.