Пуринові основи – це речовини, які утворюються в організмі людини в основному з низькомолекулярних попередників – продуктів метаболізму вуглеводів і білків. Вони відіграють важливу роль у побудові дезоксирибонуклеїнової і рибонуклеїнової кислот, які несуть в собі генетичну інформацію. Різні порушення обміну пуринів призводять до тяжких розладів здоров’я.
Опис
Пуринові основи – це похідні пурину, природні органічні сполуки. Найбільш відомими і поширеними з них є аденін, гуанін, кофеїн, теобромін, теофілін. Останні три речовини є дуже слабкими підставами. Кофеїн можна вважати практично нейтральним з’єднанням. Пурини не утворюють солі з мінеральними кислотами.
Всі пуринові підстави погано розчиняються у воді. При додаванні органічних кислот (бензойної, саліцилової), їх солей та збільшенні температури розчинність кофеїну підвищується. На цій властивості засновано одержання лікарських препаратів з його змістом (сечогінні засоби, засоби для лікування мігрені, інфекційних патологій та отруєнь, що супроводжуються пригніченням нервової системи). Теофілін і теобромін здатні формувати солі з металами, що дає змогу їх ідентифікувати.
Освіта речовин
Синтез пуринових підстав провадиться у всіх клітинах організму людини, але головним чином – у печінці. На їх формування витрачається 6 молекул АТФ.
Зовнішній обмін цих речовин проходить у кілька етапів:
-
Нуклеопротеины надходять в організм разом з їжею.
-
Під впливом ферментів класу гідролаз відбувається розщеплення і звільнення нуклеїнових кислот у кишечнику.
-
Панкреатичний сік гідролізує нуклеїнові кислоти до полінуклеотидів.
-
У кишечнику відбувається їх подальше розщеплення до мононуклеотидов.
-
Під впливом ферментів останні перетворюються в нуклеозиди, що містять азотисті підстави, пов’язані з цукром.
-
Нуклеозиди або всмоктуються в просвіті кишечника, або розкладаються до пуринових і піримідинових основ.
Пуринові основи – це речовини, регулювання утворення яких проводиться за способом зворотного негативного зв’язку. Іншими словами, кінцевий продукт реакції пригнічує початкові стадії процесу (за допомогою аденозинмонофосфату і гуанозинмонофосфату). Ключові реакції їх синтезу в даний час використовуються для розробки нових протипухлинних засобів.
Аденін і гуанін
Аденін і гуанін – це пуринові основи, його амінопохідні. Вони входять до складу нуклеотидів, які є мономерными ланками нуклеїнових кислот. Найважливішими функціями пуринових основ в ДНК є:
-
зберігання та передача генетичної інформації;
-
участь у процесі поділу клітин;
-
біосинтез білків;
-
побудова клітин.
Аденін і гуанін в лабораторних умовах отримують шляхом гідролізу нуклеїнових кислот. Гуанін виділяють також з риб’ячої луски і використовують в косметичних засобах як перламутрового пігменту.
Інші функції в організмі
Крім нуклеїнових кислот, аденін і гуанін є складовими таких важливих органічних сполук, як:
-
Аденозин, який бере участь у біохімічних процесах (передача енергії та нервових імпульсів, протизапальна дія). Вчені вважають, що ця речовина відіграє певну роль у регулюванні сну.
-
Аденозинфосфаты, які необхідні для синтезу АТФ. Остання є важливим джерелом енергії в усіх біохімічних процесах у тварин.
-
Аденозинфосфорные кислоти (моно-, ді – і трифосфорные), які беруть участь у біосинтезі білків, управлінні гормонами, ліпідному обміні, утворення стероїдів, регулювання проникності клітинних мембран.
-
Адениновые нуклеотиди, які відповідають за зниження кров’яного тиску, скоротливу здатність матки і серцевого м’яза.
Пуринові основи – це біологічно активні речовини, які надають наступну дію на організм:
-
сечогінний;
-
стимулювання ЦНС, особливо яскраво виражене в кофеїну;
-
почастішання пульсу;
-
збільшення просвіту кровоносних судин (головним чином тих, які знаходяться в м’язах, головному мозку, серці та нирках);
-
зменшення тромбоутворення.
Теобромін використовується також для лікування бронхолегеневих патологій. Як і кофеїн, він викликає збудження серцевого м’яза і збільшує кількість виділюваної сечі. Його включають до складу зубних паст для відновлення мінералізації емалі та підвищення її твердості, стійкості до карієсу. Теобромін отримують із зерен какао, розтертих, знежирених і прокип’яченим з розчином сірчаної кислоти. Після цього його обробляють оксидом свинцю, промивають і осаджують за допомогою аміаку.
Розпад
Кінцевими речовинами метаболізму пуринових нуклеїнових підстав в тілі людини, приматів, птахів і багатьох ссавців служать гіпоксантин і сечова кислота, яка виділяється в основному разом з сечею, і лише невелика її кількість вивільняється з організму разом з калом (до 20%). Ті сполуки, які не окислилися в просвіті кишечника, а всмокталися, надалі також розкладаються до сечової кислоти.
Як вважають вчені, нуклеїнові кислоти, що надходять в організм разом з їжею, не є джерелами цих речовин, хоча зміст їх в продуктах живлення досягає значної кількості.
Розпад пуринових основ у тварин може відбуватися до аміаку і сечовини. У деяких ссавців є також фермент, як уратоксидаза. Вона перетворює сечову кислоту в алантоїн, який краще розчиняється у воді. При порушенні обміну речовин у людини кристали кислоти відкладаються в м’язах, пальцях і хрящах, приводячи до розвитку подагри.
Розкладання цих сполук в основному протікає в печінці, тонкому кишечнику і нирках. Видалення сечової кислоти через кишечник відбувається разом з жовчю, де під впливом мікрофлори це поєднання розпадається на вуглекислий газ і воду. Загальна кількість кислоти, виведене у здорової людини в добу, становить близько 0,6 р.
Повторне використання
Реутилизация пуринових підстав – це явище, що полягає в їх повторному застосуванні. Даний процес спостерігається в тканинах, які швидко ростуть (у ембріонів, під час регенерації пошкоджень, пухлинах). В цих випадках йде активний синтез нуклеїнових кислот, і втрата їх попередників (пуринових підстав) стає неприпустимою.
Синтез нуклеотидів відбувається коротшим шляхом, за допомогою ферменту гипоксантиин-гуанін-фосфорибозилтрансферазы. При наявності генетичної недостатності даної речовини у дітей виникає цілий комплекс патологічних симптомів, які називають синдромом Леша-Нихана. Зовні ця рідкісна і практично невиліковна хвороба проявляється у вигляді розумової відсталості, погіршення координації рухів і крайньої агресивності, спрямованої проти самого себе.
Порушення обмінних процесів
Порушення метаболізму пуринових підстав нуклеотидних кислот призводить також до наступних патологій:
-
Імунодефіцит, причиною якого є відсутність ферменту нуклеозид-фосфорилази.
-
Хвороба Гирке – генетично обумовлене гликогеновое захворювання.
-
Ксантинурія – спадкова недостатність ферменту ксантиноксидазы.
-
Утворення каменів в сечовивідній системі.
Подагра і сечокам’яна хвороба
При подагрі синтез сечової кислоти набагато перевищує її кількість, виведене з організму. Так як розчинність солей цієї речовини невелика, то вони накопичуються в крові, м’яких тканинах, суглобах. Це призводить до появи вузлів і розвитку запалення (подагричний артрит). Один з симптомів даного захворювання – сильні болі по ночах у великих пальцях ніг.
У чоловіків ця патологія зустрічається в 20 разів частіше, ніж у жінок. Лікування подагри полягає в сувору дієту з виключенням продуктів, багатих пуриновими підставами. Як медикаментозних препаратів застосовують алопуринол, який пригнічує активність перетворення пуринового підстави ксантину в сечову кислоту, а також засоби для посилення її виведення (“Антуран”, “Цинхофен” та інші).
Порушення обміну пуринових підстав – одна з причин сечокам’яної хвороби. Вона виявляється у половини людей, хворих на подагру. Підвищений вміст уратів в сечі призводить до їх відкладенню в сечовивідних шляхах. В якості лікування також рекомендується дотримуватися дієти, що складається переважно з рослинної їжі. Це сприяє защелачиванию сечі і розчиненню уратів.
Харчування
Природними і штучними джерелами пуринових основ нуклеїнових кислот служать:
-
кофеїн – листя зеленого чаю, кавове дерево, какао, гуарана (кучерява ліана роду Пауллиния), прохолодні напої (кола та інші);
-
теобромін – бобова лушпиння;
-
теофілін – зелений чай, зерна кави.
Також ці сполуки містяться в шоколаді, м’ясі, печінці та червоному вині.
