Purinové bázy sú látky, ktoré vznikajú v ľudskom tele prevažne z nízkomolekulárnych prekurzorov – produktov metabolizmu sacharidov a bielkovín. Hrajú dôležitú úlohu pri stavbe deoxyribonukleových a ribonukleových kyselín, ktoré sú nositeľmi genetickej informácie. Rôzne poruchy metabolizmu purínov vedú k vážnym zdravotným poruchám.
Popis
Purinové bázy sú deriváty purínov, organických prírodných zlúčenín. Najznámejšie a najbežnejšie z nich sú adenín, guanín, kofeín, teobromín, teofylín. Posledné tri látky sú veľmi slabé zásady. Kofeín možno považovať za takmer neutrálnu zlúčeninu. Puríny netvoria soli s minerálnymi kyselinami.
Všetky purínové bázy sú slabo rozpustné vo vode. Pridaním organických kyselín (benzoovej, salicylovej), ich solí a zvýšením teploty sa zvyšuje rozpustnosť kofeínu. Táto vlastnosť je založená na získanílieky s jeho obsahom (diuretiká, lieky na liečbu migrény, infekčných patológií a otráv, sprevádzaných depresiou nervového systému). Teofylín a teobromín sú schopné tvoriť soli s kovmi, čo umožňuje ich identifikáciu.
Tvorba látok
Syntéza purínových zásad prebieha vo všetkých bunkách ľudského tela, ale hlavne v pečeni. Na ich tvorbu sa spotrebuje 6 molekúl ATP.
Externý metabolizmus týchto látok prebieha v niekoľkých fázach:
- Nukleoproteíny vstupujú do tela s jedlom.
- Vplyvom enzýmov triedy hydroláz sa štiepia a v čreve sa uvoľňujú nukleové kyseliny.
- Pankreatická šťava hydrolyzuje nukleové kyseliny na polynukleotidy.
- V čreve sa ďalej štiepia na mononukleotidy.
- Vplyvom enzýmov sa enzýmy menia na nukleozidy obsahujúce dusíkaté zásady spojené s cukrom.
- Nukleozidy sa buď absorbujú v lúmene čreva, alebo sa rozložia na purínové a pyrimidínové bázy.
Purínové zásady sú látky, ktorých tvorba je regulovaná metódou negatívnej spätnej väzby. Inými slovami, konečný produkt reakcie potláča počiatočné štádiá procesu (pomocou adenozínmonofosfátu a guanozínmonofosfátu). kľúčreakcie ich syntézy sa v súčasnosti využívajú na vývoj nových protirakovinových liekov.
Adenín a guanín
Adenín a guanín sú purínové bázy, ich aminoderiváty. Sú súčasťou nukleotidov, čo sú monomérne jednotky nukleových kyselín. Najdôležitejšie funkcie purínových báz v DNA sú:
- uchovávanie a prenos genetických informácií;
- účasť na procese delenia buniek;
- biosyntéza bielkovín;
- stavba buniek.
Adenín a guanín sa získavajú v laboratóriu hydrolýzou nukleových kyselín. Guanín sa tiež izoluje z rybích šupín a používa sa ako perleťový pigment v kozmetike.
Iné funkcie v tele
Okrem nukleových kyselín sú adenín a guanín zložkami takých dôležitých organických zlúčenín ako:
-
Adenozín sa podieľa na biochemických procesoch (prenos energie a nervových vzruchov, protizápalové pôsobenie). Vedci sa domnievajú, že táto látka zohráva úlohu pri regulácii spánku.
- Adenozínfosfáty, ktoré sú nevyhnutné pre syntézu ATP. Ten je dôležitým zdrojom energie vo všetkých biochemických procesoch u zvierat.
- Adenozínfosforečné kyseliny (mono-, di- a trifosforečné) zapojené do biosyntézy bielkovín, hormonálnej regulácie, metabolizmu lipidov, tvorby steroidov, regulácie priepustnosti bunkových membrán.
- Adenínové nukleotidy zodpovedné za znižovanie krvného tlaku, kontraktilitu maternice a srdcového svalu.
Purinové bázy sú biologicky aktívne látky, ktoré majú na organizmus nasledovné účinky:
- diuretikum;
- stimulácia CNS, najmä kofeínom;
- zvýšený tep;
- zväčšenie priesvitu krvných ciev (hlavne tých vo svaloch, mozgu, srdci a obličkách);
- pokles krvných zrazenín.
Teobromín sa tiež používa na liečbu bronchopulmonálnych patológií. Podobne ako kofeín nabudí srdcový sval a zvýši množstvo produkovaného moču. Je súčasťou zloženia zubných pást na obnovenie mineralizácie skloviny a zvýšenie jej tvrdosti, odolnosti voči kazu. Teobromín sa získava z kakaových bôbov, mletých, odtučnených a varených s roztokom kyseliny sírovej. Potom sa spracuje oxidom olovnatým, premyje sa a vyzráža sa amoniakom.
Decomposition
Konečnými látkami metabolizmu purínových nukleových báz v tele človeka, primátov, vtákov a mnohých cicavcov sú hypoxantín a kyselina močová, ktorá sa vylučuje hlavne močom a z nej sa uvoľňuje len malé množstvo telo s výkalmi (až 20%). Tie zlúčeniny, ktoré nie sú oxidované v črevnom lúmene, ale sú absorbované, sa tiež ďalej rozkladajú na kyselinu močovú.
Podľa vedcov nie sú nukleové kyseliny, ktoré sa dostávajú do tela s potravou, zdrojom týchto látok, hoci ich obsah v potravinách dosahuje značné množstvo.
Rozklad purínových zásad u zvierat môže nastať na amoniak a močovinu. Niektoré cicavce majú tiež enzým, ako je urátoxidáza. Premieňa kyselinu močovú na alantoín, ktorý je rozpustnejší vo vode. Pri metabolických poruchách u ľudí sa kryštály kyseliny ukladajú vo svaloch, prstoch a chrupavkách, čo vedie k rozvoju dny.
Rozklad týchto zlúčenín prebieha hlavne v pečeni, tenkom čreve a obličkách. K odstraňovaniu kyseliny močovej cez črevá dochádza spolu so žlčou, kde sa táto zlúčenina pod vplyvom mikroflóry rozkladá na oxid uhličitý a vodu. Celkové množstvo kyseliny vylúčenej za deň u zdravého človeka je asi 0,6 g.
Opätovné použitie
Recyklácia purínových zásad je fenomén, ktorý spočíva v ich opakovanom použití. Tento proces sa pozoruje v tkanivách, ktoré rýchlo rastú (v embryách, počas regenerácie poškodenia, v nádoroch). V týchto prípadoch dochádza k aktívnej syntéze nukleových kyselín a strata ich prekurzorov (purínových báz) sa stáva neprijateľnou.
Syntéza nukleotidov prebieha kratšou cestou, pomocou enzýmu hypoxantín-guanín-fosforibozyltransferáza. V prítomnosti genetického deficitu tejto látky u detí vzniká celý komplex patologických symptómov,nazývaný Lesch-Nyhanov syndróm. Navonok sa toto zriedkavé a prakticky nevyliečiteľné ochorenie prejavuje mentálnou retardáciou, zhoršenou koordináciou pohybov a extrémnou agresivitou namierenou proti sebe.
Porušenie metabolických procesov
Zhoršený metabolizmus purínových báz nukleotidových kyselín tiež vedie k nasledujúcim patologickým stavom:
- Imunodeficiencia spôsobená absenciou enzýmu nukleozid fosforyláza.
- Girkeova choroba je geneticky podmienené ochorenie glykogénu.
- Xantinúria je dedičný nedostatok enzýmu xantínoxidázy.
- Tvorba kameňov v močovom systéme.
Dna a urolitiáza
Pri dne syntéza kyseliny močovej ďaleko prevyšuje množstvo vylučované z tela. Keďže rozpustnosť solí tejto látky je nízka, hromadia sa v krvi, mäkkých tkanivách a kĺboch. To vedie k objaveniu sa uzlín a rozvoju zápalu (dnová artritída). Jedným z príznakov tohto ochorenia je silná nočná bolesť palca na nohách.
U mužov sa táto patológia vyskytuje 20-krát častejšie ako u žien. Liečba dny je prísna diéta, ktorá sa vyhýba potravinám bohatým na purínové bázy. Ako lieky sa používa alopurinol, ktorý inhibuje aktivitu premeny purínovej bázy xantínu na kyselinu močovú, ako aj činidlá na zvýšenie jej vylučovania.(„Anturan“, „Zinhofen“a ďalšie).
Porušenie výmeny purínových báz je jednou z príčin urolitiázy. Nachádza sa u polovice ľudí s dnou. Zvýšený obsah urátov v moči vedie k ich ukladaniu v močových cestách. Ako kúra sa odporúča dodržiavať aj diétu pozostávajúcu prevažne z rastlinnej stravy. To podporuje alkalizáciu moču a rozpúšťanie urátov.
Jedlo
Prirodzené a umelé zdroje purínových báz nukleových kyselín sú:
- kofeín - lístky zeleného čaju, kávovník, kakao, guarana (popínavá liana rodu Paulinia), nealko nápoje (cola a iné);
- teobromín - fazuľová šupka;
- teofylín – zelený čaj, kávové zrná.
Nachádza sa aj v čokoláde, mäse, pečeni a červenom víne.
