Реутилизация пуриновых оснований

Реутилизация пуриновых оснований – это процесс повторного их использования. Он особенно актуален в быстрорастущих тканях (эмбриональная, регенерирующая, опухолевая), когда активно идет процесс синтеза нуклеиновых кислот и недопустима потеря их предшественников.

Рис.10. Схематичное представление реутилизации гипоксантина и гуанина (ГГФРТФ – фермент гипоксантин-гуанин-фосфорибозил-трансфераза)

Сущность реутилизации заключается в присоединении к аденину, гуанину или гипоксантину рибозо‑5‑фосфата и образовании АМФ, ГМФ или ИМФ. Эту реакцию осуществляют соответствующие трансферазы. Наиболее характерным примером является реутилизация гипоксантина и гуанина под влиянием фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозил-трансферазы (ГГФРТФ) (рис.10). В качестве источника рибозo-5 фосфата используется ФРПФ.

Нарушение обмена пуриновых оснований

Выделяют три основных нарушения обмена пуринов: подагра (хроническая гиперурикемия), мочекаменная болезнь и синдром Леша-Нихана.

Подагра

Если образование мочевой кислоты в организме превышает ее выведение, то развивается состояние называемое гиперурикемия. Когда гиперурикемия принимает хронический характер, говорят о наличии подагры. В крови мочевая кислота находится в форме ее солей – уратов натрия. Растворимость уратов в плазме крови невелика и при превышении порога растворимости в плазме образуются кристаллы. Они откладываются в мягких тканях, суставах, образуя тофусы – подагрические узлы в мелких суставах, сухожилиях, хрящах, коже. Накапливающиеся в межклеточном веществе ураты некоторое время фагоцитируются, однако, фагоциты не способны разрушить пуриновое кольцо. В конце концов, это приводит к гибели самих фагоцитов, к выходу лизосомальных ферментов и развитию острой воспалительной реакции – развивается подагрический артрит. В 50-75% случаев первым признаком заболевания является мучительная ночная боль в больших пальцах ног.

Подагрой страдает 0,3‑1,7% взрослого населения земного шара, соотношение заболевших мужчин и женщин составляет 20 : 1.

Длительное время подагру считали «болезнью гурманов», однако в настоящее время внимание исследователей переместилось к изменению активности ферментов метаболизма пуринов:

· увеличение активности ФРПФ‑синтетазы – приводит к избыточному синтезу пуринов

· уменьшение активности гипоксантин-гуанин-фосфорибозил-трансферазы (ГГФРТФ) – из-за этого ФРПФ не используется в связывании азотистых оснований, а уходит в первую реакцию синтеза пуринов. В результате возрастает количество разрушающихся пуринов и одновременно повышается их образование.

Оба этих нарушения рецессивны и сцеплены с X‑хромосомой.

Лечение подагры сводится к снижению поступления предшественников мочевой кислоты с пищей и уменьшению ее образования в организме. Это подразумевает соблюдение строжайшей диеты на протяжении весьма длительного времени, исключения из рациона продуктов, содержащих много пуриновых оснований – кофе, чай, шоколад, мясные продукты, печень, красное вино. К лекарственным средствам лечения подагры относят аллопуринол, по структуре схожий с гипоксантином. Ксантиноксидаза окисляет аллопуринол в аллоксантин, а последний остается прочно связанным с ферментом и подавляет его активность. Происходит, образно говоря, самоубийственное ингибирование. Как следствие, ксантин не превращается в мочевую кислоту, а гипоксантин и ксантин лучше растворимы в воде, и они более легко выводятся из организма с мочой.

Кроме аллопуринола используют препараты, увеличивающие выведение мочевой кислоты почками – антуран, цинхофен.

Мочекаменная болезнь

Мочекаменная болезнь заключается в образовании кристаллов (камней) в мочевыводящих путях. Вообще кристаллы могут иметь различную природу: 70-75% больных мочекаменной болезнью имеют камни щавелевой кислоты (оксалаты), 15% – мочевой кислоты, 10% – кальций-фосфатные, карбонатные, цистиновые камни.

Примерно у половины больных подагрой в мочевыводящих путях откладываются мочевые камни. Особенно они представлены в дистальных канальцах и собирательных трубочках. Причиной отложения кристаллов мочевой кислоты является гиперурикемия и повышенное выведение уратов с мочой. Особенно возрастает количество камней при закислении мочи в результате питания животной пищей, которая содержит большое количество неорганических кислот и является «кислой». Дело в том, что при нейтральных и щелочных значениях рН мочевая кислота находятся в форме уратов (енольная форма), а при снижении рН до 5,75 переходят в кетоформу мочевой кислоты, которая в 17 раз хуже растворима по сравнению с ее солями. Учитывая, что даже нормальная рН мочи лежит в диапазоне 5,3‑6,5 легко представить, сколько мочевой кислоты способно кристаллизоваться в почечных канальцах.

Лечение заболевания, как при подагре сводится к ограничению поступления пуриновых оснований и предовращению образования мочевой кислоты. В дополнение рекомендуется растительная диета, приводящая к защелачиванию мочи, что увеличивает долю более растворимых в воде уратов.

Синдром Леша-Нихана

Болезнь Леша-Нихана – это полное врожденное отсутствие активности гипоксантин-гуанин-фосфорибозил-трансферазы, фермента отвечающего за реутилизацию пуриновых оснований. Признак рецессивный и сцеплен с Х‑хромосомой. Впервые его описали в США студент-медик Майкл Леш и педиатр Уильям Нихан в 1964 г.

Дети рождаются клинически нормальными, только к 4-6 месяцу обнаруживаются отклонения в развитии, а именно отставание физического развития (с трудом держит голову), повышенная возбудимость, рвота, периодическое повышение тмпературы. Выделение мочевой кислоты можно обнаружить еще раньше по оранжевой окраске пеленок. К концу первого года жизни симптомы драматически нарастают, развивается нарушение координации движений, хореоатеоз, корковый паралич, спазм мышц ног. Наиболее характерный признак заболевания проявляется на 2-3‑м году жизни – аутоагрессия, самокалечение – неодолимое стремление детей кусать себе губы, язык, суставы пальцев на руках и ногах