Purinske baze su tvari koje nastaju u ljudskom tijelu uglavnom od prekursora niske molekularne težine - produkta metabolizma ugljikohidrata i proteina. Oni igraju važnu ulogu u izgradnji deoksiribonukleinskih i ribonukleinskih kiselina, koje nose genetske informacije. Razni poremećaji metabolizma purina dovode do teških zdravstvenih poremećaja.
Opis
Purinske baze su derivati purina, organskih prirodnih spojeva. Najpoznatiji i najčešći od njih su adenin, guanin, kofein, teobromin, teofilin. Posljednje tri tvari su vrlo slabe baze. Kofein se može smatrati gotovo neutralnim spojem. Purini ne tvore soli s mineralnim kiselinama.
Sve purinske baze su slabo topljive u vodi. Dodatkom organskih kiselina (benzojeva, salicilna), njihovih soli i povećanjem temperature, povećava se topljivost kofeina. Ovo svojstvo temelji se na dobivanjulijekovi sa svojim sadržajem (diuretici, lijekovi za liječenje migrene, zarazne patologije i trovanja, popraćeni depresijom živčanog sustava). Teofilin i teobromin mogu tvoriti soli s metalima, što omogućuje njihovu identifikaciju.
Tvorba tvari
Sinteza purinskih baza proizvodi se u svim stanicama ljudskog tijela, ali uglavnom u jetri. 6 ATP molekula potrošeno je na njihovo stvaranje.
Vanjski metabolizam ovih tvari odvija se u nekoliko faza:
- Nukleoproteini ulaze u tijelo s hranom.
- Pod utjecajem enzima iz klase hidrolaze, oni se cijepaju i nukleinske kiseline se oslobađaju u crijevima.
- Sok gušterače hidrolizira nukleinske kiseline u polinukleotide.
- U crijevima se dalje razgrađuju na mononukleotide.
- Pod utjecajem enzima, potonji se pretvaraju u nukleozide koji sadrže dušične baze povezane sa šećerom.
- Nukleozidi se ili apsorbiraju u lumenu crijeva ili se razgrađuju na purinske i pirimidinske baze.
Purinske baze su tvari čije je stvaranje regulirano metodom negativne povratne sprege. Drugim riječima, krajnji produkt reakcije potiskuje početne faze procesa (uz pomoć adenozin monofosfata i gvanozin monofosfata). Ključreakcije njihove sinteze trenutno se koriste za razvoj novih lijekova protiv raka.
Adenin i guanin
Adenin i gvanin su purinske baze, njegovi amino derivati. Oni su dio nukleotida, koji su monomerne jedinice nukleinskih kiselina. Najvažnije funkcije purinskih baza u DNK su:
- pohrana i prijenos genetskih informacija;
- sudjelovanje u procesu stanične diobe;
- biosinteza proteina;
- gradnja ćelija.
Adenin i gvanin dobivaju se u laboratoriju hidrolizom nukleinskih kiselina. Guanin je također izoliran iz riblje ljuske i koristi se kao biserni pigment u kozmetici.
Druge funkcije u tijelu
Pored nukleinskih kiselina, adenin i gvanin su sastojci važnih organskih spojeva kao što su:
-
Adenozin uključen u biokemijske procese (prijenos energije i živčanih impulsa, protuupalno djelovanje). Znanstvenici vjeruju da ova tvar igra ulogu u reguliranju sna.
- Adenozin fosfati, koji su neophodni za sintezu ATP-a. Potonji je važan izvor energije u svim biokemijskim procesima u životinja.
- Adenozin fosforne kiseline (mono-, di- i trifosforne) uključene u biosintezu proteina, regulaciju hormona, metabolizam lipida, stvaranje steroida, regulaciju propusnosti stanične membrane.
- Adeninski nukleotidi odgovorni za snižavanje krvnog tlaka, kontraktilnosti maternice i srčanog mišića.
Purinske baze su biološki aktivne tvari koje imaju sljedeći učinak na organizam:
- diuretik;
- stimulira CNS, posebno kofeinom;
- povećan broj otkucaja srca;
- proširenje lumena krvnih žila (uglavnom onih u mišićima, mozgu, srcu i bubrezima);
- smanjenje krvnih ugrušaka.
Teobromin se također koristi za liječenje bronhopulmonalnih patologija. Poput kofeina, pobuđuje srčani mišić i povećava količinu proizvedene mokraće. Uključen je u sastav zubnih pasta za obnavljanje mineralizacije cakline i povećanje njezine tvrdoće, otpornosti na karijes. Teobromin se dobiva iz zrna kakaa, mljevenog, odmašćenog i kuhanog s otopinom sumporne kiseline. Nakon toga se tretira olovnim oksidom, ispere i istaloži amonijakom.
Razgradnja
Završne tvari metabolizma purinskih nukleinskih baza u tijelu ljudi, primata, ptica i mnogih sisavaca su hipoksantin i mokraćna kiselina, koja se uglavnom izlučuje urinom, a samo se mala količina oslobađa iz tijelo s izmetom (do 20%). Oni spojevi koji se ne oksidiraju u crijevnom lumenu, ali se apsorbiraju, također se dalje razgrađuju do mokraćne kiseline.
Prema znanstvenicima, nukleinske kiseline koje ulaze u organizam s hranom nisu izvori ovih tvari, iako njihov sadržaj u hrani dostiže značajnu količinu.
Razgradnja purinskih baza kod životinja može se dogoditi na amonijak i ureu. Neki sisavci također imaju enzim poput uratne oksidaze. Mokraćnu kiselinu pretvara u alantoin, koji je topljiviji u vodi. Kod metaboličkih poremećaja u ljudi kristali kiseline se talože u mišićima, prstima i hrskavici, što dovodi do razvoja gihta.
Razgradnja ovih spojeva uglavnom se događa u jetri, tankom crijevu i bubrezima. Uklanjanje mokraćne kiseline kroz crijeva događa se zajedno sa žuči, gdje se pod utjecajem mikroflore ovaj spoj razlaže na ugljični dioksid i vodu. Ukupna količina izlučene kiseline dnevno u zdrave osobe je oko 0,6 g.
Ponovna upotreba
Recikliranje purinskih baza je fenomen koji se sastoji u njihovoj ponovnoj upotrebi. Taj se proces opaža u tkivima koja brzo rastu (u embrijima, tijekom regeneracije oštećenja, u tumorima). U tim slučajevima dolazi do aktivne sinteze nukleinskih kiselina, a gubitak njihovih prekursora (purinskih baza) postaje neprihvatljiv.
Sinteza nukleotida odvija se kraćim putem, uz pomoć enzima hipoksantin-guanin-fosforiboziltransferaze. U prisutnosti genetskog nedostatka ove tvari kod djece, javlja se cijeli kompleks patoloških simptoma,nazvan Lesch-Nyhanov sindrom. Izvana se ova rijetka i praktički neizlječiva bolest očituje u obliku mentalne retardacije, poremećene koordinacije pokreta i ekstremne agresivnosti usmjerene protiv sebe.
Povreda metaboličkih procesa
Poremećaj metabolizma purinskih baza nukleotidnih kiselina također dovodi do sljedećih patologija:
- Imunodeficijencija uzrokovana odsutnošću enzima nukleozid fosforilaze.
- Girkeova bolest je genetski određena glikogenska bolest.
- Ksantinurija je nasljedni nedostatak enzima ksantin oksidaze.
- Stvaranje kamenaca u mokraćnom sustavu.
giht i urolitijaza
Kod gihta, sinteza mokraćne kiseline daleko premašuje količinu izlučenu iz tijela. Budući da je topljivost soli ove tvari niska, akumuliraju se u krvi, mekim tkivima i zglobovima. To dovodi do pojave čvorova i razvoja upale (gihtni artritis). Jedan od simptoma ove bolesti je jaka noćna bol u velikim nožnim prstima.
Kod muškaraca se ova patologija javlja 20 puta češće nego kod žena. Liječenje gihta je stroga dijeta koja izbjegava hranu bogatu purinskim bazama. Kao lijekovi se koristi alopurinol, koji inhibira aktivnost pretvaranja purinske baze ksantina u mokraćnu kiselinu, kao i sredstva za pojačavanje njezina izlučivanja.("Anturan", "Zinhofen" i drugi).
Kršenje razmjene purinskih baza jedan je od uzroka urolitijaze. Nalazi se u polovice osoba s gihtom. Povećan sadržaj urata u mokraći dovodi do njihovog taloženja u mokraćnom traktu. Kao tretman, također se preporučuje pridržavanje prehrane koja se sastoji uglavnom od biljne hrane. To potiče alkalizaciju urina i otapanje urata.
Hrana
Prirodni i umjetni izvori purinskih baza nukleinskih kiselina su:
- kofein - listovi zelenog čaja, stablo kave, kakao, guarana (penjačka liana iz roda Paulinia), bezalkoholna pića (cola i drugi);
- teobromin - ljuska graha;
- teofilin - zeleni čaj, zrna kave.
Također se nalazi u čokoladi, mesu, jetri i crnom vinu.
