Purinske baze su supstance koje se formiraju u ljudskom organizmu uglavnom od prekursora niske molekularne težine - proizvoda metabolizma ugljenih hidrata i proteina. Oni igraju važnu ulogu u izgradnji deoksiribonukleinskih i ribonukleinskih kiselina, koje nose genetske informacije. Različiti poremećaji metabolizma purina dovode do teških zdravstvenih poremećaja.
Opis
Purinske baze su derivati purina, organskih prirodnih jedinjenja. Najpoznatiji i najčešći od njih su adenin, gvanin, kofein, teobromin, teofilin. Posljednje tri supstance su vrlo slabe baze. Kofein se može smatrati gotovo neutralnim spojem. Purini ne stvaraju soli sa mineralnim kiselinama.
Sve purinske baze su slabo rastvorljive u vodi. Dodatkom organskih kiselina (benzojeva, salicilna), njihovih soli i povećanjem temperature, povećava se rastvorljivost kofeina. Ova nekretnina se zasniva na pribavljanjulijekovi sa svojim sadržajem (diuretici, lijekovi za liječenje migrene, infektivnih patologija i trovanja, praćenih depresijom nervnog sistema). Teofilin i teobromin su u stanju da formiraju soli sa metalima, što omogućava njihovu identifikaciju.
Formiranje supstanci
Sinteza purinskih baza se proizvodi u svim ćelijama ljudskog tijela, ali uglavnom u jetri. 6 ATP molekula se troši na njihovo formiranje.
Spoljni metabolizam ovih supstanci odvija se u nekoliko faza:
- Nukleoproteini ulaze u organizam sa hranom.
- Pod uticajem enzima klase hidrolaze, oni se cijepaju i nukleinske kiseline se oslobađaju u crijevima.
- Sok pankreasa hidrolizira nukleinske kiseline do polinukleotida.
- U crijevima se dalje razlažu na mononukleotide.
- Pod uticajem enzima, potonji se pretvaraju u nukleozide koji sadrže azotne baze povezane sa šećerom.
- Nukleozidi se ili apsorbuju u lumenu creva ili se razlažu na purinske i pirimidinske baze.
Purinske baze su supstance čije je formiranje regulisano metodom negativne povratne sprege. Drugim riječima, krajnji proizvod reakcije potiskuje početne faze procesa (uz pomoć adenozin monofosfata i gvanozin monofosfata). Ključreakcije njihove sinteze se trenutno 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:
- skladištenje i prijenos genetskih informacija;
- učešće u procesu ćelijske diobe;
- biosinteza proteina;
- gradnja ćelija.
Adenin i gvanin se dobijaju u laboratoriji hidrolizom nukleinskih kiselina. Guanin je također izolovan 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 jedinjenja kao što su:
-
Adenozin uključen u biohemijske procese (prijenos energije i nervnih impulsa, protuupalno djelovanje). Naučnici vjeruju da ova supstanca igra ulogu u regulaciji sna.
- Adenozin fosfati, koji su neophodni za sintezu ATP-a. Potonji je važan izvor energije u svim biohemijskim procesima kod životinja.
- Adenozin fosforne kiseline (mono-, di- i trifosforne) uključene u biosintezu proteina, regulaciju hormona, metabolizam lipida, formiranje steroida, regulaciju permeabilnosti ćelijske membrane.
- Adenin nukleotidi odgovorni za snižavanje krvnog pritiska, kontraktilnosti materice i srčanog mišića.
Purinske baze su biološki aktivne supstance koje imaju sledeće dejstvo na organizam:
- diuretik;
- stimulira CNS, posebno kofeinom;
- povećan broj otkucaja srca;
- proširenje lumena krvnih sudova (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 proizvedenog urina. Uključen je u sastav zubnih pasta za obnavljanje mineralizacije gleđi i povećanje njene tvrdoće, otpornosti na karijes. Teobromin se dobija iz zrna kakaoa, mlevenog, odmašćenog i prokuvanog rastvorom sumporne kiseline. Nakon toga se tretira olovnim oksidom, ispere i istaloži amonijakom.
Razlaganje
Konačne supstance metabolizma purinskih nukleinskih baza u organizmu ljudi, primata, ptica i mnogih sisara su hipoksantin i mokraćna kiselina, koja se uglavnom izlučuje urinom, a samo mala količina se oslobađa iz tijelo sa izmetom (do 20%). Ona jedinjenja koja se ne oksidiraju u lumenu creva, ali se apsorbuju, takođe se dalje razlažu do mokraćne kiseline.
Prema naučnicima, nukleinske kiseline koje ulaze u organizam hranom nisu izvori ovih supstanci, iako njihov sadržaj u hrani dostiže značajnu količinu.
Razgradnja purinskih baza kod životinja može se desiti do amonijaka i uree. Neki sisari također imaju enzim poput urat oksidaze. Pretvara mokraćnu kiselinu u alantoin, koji je bolje rastvorljiv u vodi. Kod metaboličkih poremećaja kod ljudi kristali kiseline se talože u mišićima, prstima i hrskavici, što dovodi do razvoja gihta.
Razgradnja ovih jedinjenja se uglavnom dešava u jetri, tankom crevu i bubrezima. Uklanjanje mokraćne kiseline kroz crijeva odvija se zajedno sa žuči, gdje se pod utjecajem mikroflore ovaj spoj razlaže na ugljični dioksid i vodu. Ukupna količina izlučene kiseline dnevno kod zdrave osobe je oko 0,6 g.
Ponovna upotreba
Recikliranje purinskih baza je fenomen koji se sastoji u njihovoj višekratnoj upotrebi. Ovaj proces se opaža u tkivima koja brzo rastu (u embrionima, tokom 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 prisustvu genetskog nedostatka ove supstance kod dece, javlja se čitav kompleks patoloških simptoma,nazvan Lesch-Nyhanov sindrom. Spolja, ova retka i praktično neizlečiva bolest se manifestuje u vidu mentalne retardacije, poremećene koordinacije pokreta i ekstremne agresivnosti usmerene protiv sebe.
Povreda metaboličkih procesa
Poremećaj metabolizma purinskih baza nukleotidnih kiselina također dovodi do sljedećih patologija:
- Imunodeficijencija uzrokovana odsustvom enzima nukleozid fosforilaze.
- Girkeova bolest je genetski određena glikogenska bolest.
- Ksantinurija je nasljedni nedostatak enzima ksantin oksidaze.
- Formiranje kamenaca u mokraćnom sistemu.
giht i urolitijaza
Kod gihta, sinteza mokraćne kiseline daleko premašuje količinu izlučenu iz organizma. Pošto je rastvorljivost soli ove supstance niska, one se akumuliraju u krvi, mekim tkivima i zglobovima. To dovodi do pojave čvorova i razvoja upale (gihtni artritis). Jedan od simptoma ove bolesti je jak bol noću u velikim nožnim prstima.
Kod muškaraca, ova patologija se 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 njenog izlučivanja.("Anturan", "Zinhofen" i drugi).
Kršenje razmjene purinskih baza je jedan od uzroka urolitijaze. Nalazi se kod polovine osoba sa gihtom. Povećan sadržaj urata u urinu dovodi do njihovog taloženja u urinarnom traktu. Kao tretman preporučuje se i dijeta koja se sastoji uglavnom od biljne hrane. Ovo pospješuje alkalizaciju urina i rastvaranje urata.
Hrana
Prirodni i vještački izvori purinskih baza nukleinskih kiselina su:
- kofein - listovi zelenog čaja, drvo kafe, kakao, guarana (penjačka lijana iz roda Paulinia), bezalkoholna pića (kola i drugi);
- teobromin - ljuska pasulja;
- teofilin - zeleni čaj, zrna kafe.
Također se nalazi u čokoladi, mesu, jetri i crvenom vinu.
