Пуриновите основи са вещества, които се образуват в човешкото тяло основно от нискомолекулни прекурсори - продукти на въглехидратния и протеиновия метаболизъм. Те играят важна роля в изграждането на дезоксирибонуклеинова и рибонуклеинова киселини, които носят генетична информация. Различни нарушения на пуриновия метаболизъм водят до тежки здравословни нарушения.
Описание
Пуриновите основи са производни на пуринови, органични естествени съединения. Най-известните и често срещани от тях са аденин, гуанин, кофеин, теобромин, теофилин. Последните три вещества са много слаби основи. Кофеинът може да се счита за почти неутрално съединение. Пурините не образуват соли с минерални киселини.
Всички пуринови основи са слабо разтворими във вода. С добавянето на органични киселини (бензоена, салицилова), техните соли и повишаване на температурата, разтворимостта на кофеина се увеличава. Този имот се основава на получаванелекарства с неговото съдържание (диуретици, лекарства за лечение на мигрена, инфекциозни патологии и отравяния, придружени от депресия на нервната система). Теофилинът и теоброминът са способни да образуват соли с метали, което прави възможно идентифицирането им.
Образуване на вещества
Синтезът на пуринови бази се произвежда във всички клетки на човешкото тяло, но главно в черния дроб. 6 АТФ молекули се изразходват за тяхното образуване.
Външният метаболизъм на тези вещества протича на няколко етапа:
- Нуклеопротеините влизат в тялото с храна.
- Под влияние на ензими от класа хидролаза, те се разцепват и нуклеиновите киселини се освобождават в червата.
- Сок на панкреаса хидролизира нуклеиновите киселини до полинуклеотиди.
- В червата те се разграждат допълнително до мононуклеотиди.
- Под влиянието на ензими, последните се превръщат в нуклеозиди, съдържащи азотни основи, свързани със захарта.
- Нуклеозидите или се абсорбират в чревния лумен, или се разлагат до пуринови и пиримидинови бази.
Пуриновите бази са вещества, чието образуване се регулира чрез метод на отрицателна обратна връзка. С други думи, крайният продукт от реакцията потиска началните етапи на процеса (с помощта на аденозин монофосфат и гуанозин монофосфат). Ключреакциите на техния синтез в момента се използват за разработване на нови противоракови лекарства.
Аденин и гуанин
Аденинът и гуанинът са пуринови бази, негови амино производни. Те са част от нуклеотидите, които са мономерните единици на нуклеиновите киселини. Най-важните функции на пуриновите бази в ДНК са:
- съхранение и предаване на генетична информация;
- участие в процеса на клетъчно делене;
- протеинова биосинтеза;
- изграждане на клетки.
Аденин и гуанин се получават в лабораторията чрез хидролиза на нуклеинови киселини. Гуанинът също се изолира от рибни люспи и се използва като перлен пигмент в козметиката.
Други функции в тялото
В допълнение към нуклеиновите киселини, аденинът и гуанинът са съставни части на такива важни органични съединения като:
- Аденозин участва в биохимичните процеси (предаване на енергия и нервни импулси, противовъзпалително действие). Учените вярват, че това вещество играе роля в регулирането на съня.
- Аденозинови фосфати, които са от съществено значение за синтеза на АТФ. Последният е важен източник на енергия във всички биохимични процеси при животните.
- Аденозинова фосфорна киселина (моно-, ди- и трифосфорна), участваща в биосинтеза на протеини, регулиране на хормоните, липидния метаболизъм, образуване на стероиди, регулиране на пропускливостта на клетъчната мембрана.
-
Аденинови нуклеотиди, отговорни за понижаване на кръвното налягане, контрактилитета на матката и сърдечния мускул.
Пуриновите основи са биологично активни вещества, които имат следния ефект върху тялото:
- диуретик;
- стимулиране на ЦНС, особено с кофеин;
- увеличен пулс;
- разширяване на лумена на кръвоносните съдове (главно тези в мускулите, мозъка, сърцето и бъбреците);
- намаляване на кръвните съсиреци.
Теоброминът се използва и за лечение на бронхопулмонални патологии. Подобно на кофеина, той възбужда сърдечния мускул и увеличава количеството на произведената урина. Включен е в състава на пасти за зъби за възстановяване на минерализацията на емайла и повишаване на неговата твърдост, устойчивост на кариес. Теоброминът се получава от какаови зърна, смлени, обезмаслени и сварени с разтвор на сярна киселина. След това се обработва с оловен оксид, измива се и се утаява с амоняк.
Разлагане
Крайните вещества от метаболизма на пуриновите нуклеинови бази в тялото на хора, примати, птици и много бозайници са хипоксантин и пикочна киселина, която се отделя главно с урината и само малко количество от нея се освобождава от тялото с изпражнения (до 20%). Тези съединения, които не се окисляват в чревния лумен, но се абсорбират, също се разграждат допълнително до пикочна киселина.
Според учените нуклеиновите киселини, които влизат в организма с храната, не са източници на тези вещества, въпреки че съдържанието им в храната достига значително количество.
Разлагането на пуриновите бази при животните може да се случи до амоняк и урея. Някои бозайници също имат ензим като урат оксидаза. Той превръща пикочната киселина в алантоин, който е по-разтворим във вода. При метаболитни нарушения при хората киселинните кристали се отлагат в мускулите, пръстите и хрущялите, което води до развитие на подагра.
Разграждането на тези съединения се извършва главно в черния дроб, тънките черва и бъбреците. Отстраняването на пикочната киселина през червата се извършва заедно с жлъчката, където под въздействието на микрофлората това съединение се разпада на въглероден диоксид и вода. Общото количество киселина, отделяно на ден при здрав човек, е около 0,6 g.
Повторна употреба
Рециклирането на пуринови основи е явление, което се състои в многократното им използване. Този процес се наблюдава в тъкани, които растат бързо (при ембриони, по време на регенерацията на увреждане, при тумори). В тези случаи има активен синтез на нуклеинови киселини и загубата на техните прекурсори (пуринови бази) става неприемлива.
Синтезът на нуклеотиди става по по-кратък път, с помощта на ензима хипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансфераза. При наличие на генетичен дефицит на това вещество при деца се появява цял комплекс от патологични симптоми,наречен синдром на Lesch-Nyhan. Външно това рядко и практически нелечимо заболяване се проявява под формата на умствена изостаналост, нарушена координация на движенията и изключителна агресивност, насочена срещу себе си.
Нарушение на метаболитните процеси
Нарушеният метаболизъм на пуриновите бази на нуклеотидните киселини също води до следните патологии:
- Имунодефицит, причинен от отсъствието на ензима нуклеозид фосфорилаза.
- Болестта на Гирке е генетично детерминирана гликогенна болест.
- Ксантинурията е наследствен дефицит на ензима ксантин оксидаза.
- Образуване на камъни в пикочната система.
подагра и уролитиаза
При подагра синтезът на пикочна киселина далеч надвишава количеството, отделено от тялото. Тъй като разтворимостта на солите на това вещество е ниска, те се натрупват в кръвта, меките тъкани и ставите. Това води до появата на възли и развитие на възпаление (подагрозен артрит). Един от симптомите на това заболяване е силната болка през нощта в големите пръсти на крака.
При мъжете тази патология се среща 20 пъти по-често, отколкото при жените. Лечението на подагра е строга диета, която избягва храни, богати на пуринови основи. Като лекарства се използва алопуринол, който инхибира активността на превръщането на пуриновата база на ксантина в пикочна киселина, както и средства за засилване на нейното отделяне.("Anturan", "Zinhofen" и други).
Нарушаването на обмяната на пуриновите бази е една от причините за уролитиаза. Среща се при половината от хората с подагра. Повишеното съдържание на урати в урината води до отлагането им в пикочните пътища. Като лечение се препоръчва и диета, състояща се предимно от растителни храни. Това насърчава алкализирането на урината и разтварянето на уратите.
Храна
Естествени и изкуствени източници на пуринови бази на нуклеиновите киселини са:
- кофеин - листа зелен чай, кафено дърво, какао, гуарана (катереща лиана от рода Paulinia), безалкохолни напитки (кола и други);
- теобромин - люспи от боб;
- теофилин - зелен чай, кафе на зърна.
Намира се и в шоколад, месо, черен дроб и червено вино.
