Purinové báze jsou látky, které se v lidském těle tvoří převážně z nízkomolekulárních prekurzorů – produktů metabolismu sacharidů a bílkovin. Hrají důležitou roli při konstrukci deoxyribonukleových a ribonukleových kyselin, které jsou nositeli genetické informace. Různé poruchy metabolismu purinů vedou k vážným zdravotním poruchám.
Popis
Purinové báze jsou deriváty purinů, organických přírodních sloučenin. Nejznámější a nejběžnější z nich jsou adenin, guanin, kofein, theobromin, theofylin. Poslední tři látky jsou velmi slabé báze. Kofein lze považovat za téměř neutrální sloučeninu. Puriny netvoří soli s minerálními kyselinami.
Všechny purinové báze jsou špatně rozpustné ve vodě. S přídavkem organických kyselin (benzoové, salicylové), jejich solí a zvýšením teploty se zvyšuje rozpustnost kofeinu. Tato vlastnost je založena na získáníléky s jeho obsahem (diuretika, léky na léčbu migrény, infekčních patologií a otrav, doprovázených útlumem nervového systému). Theofylin a theobromin jsou schopny tvořit soli s kovy, což umožňuje jejich identifikaci.
Tvorba látek
Syntéza purinových bází vzniká ve všech buňkách lidského těla, ale hlavně v játrech. Na jejich tvorbu se spotřebuje 6 molekul ATP.
Vnější metabolismus těchto látek probíhá v několika fázích:
- Nukleoproteiny vstupují do těla s jídlem.
- Vlivem enzymů třídy hydroláz dochází ve střevě k jejich štěpení a uvolňování nukleových kyselin.
- Pankreatická šťáva hydrolyzuje nukleové kyseliny na polynukleotidy.
- Ve střevě se dále štěpí na mononukleotidy.
- Vlivem enzymů se enzymy přeměňují na nukleosidy obsahující dusíkaté báze spojené s cukrem.
- Nukleosidy se buď vstřebávají ve střevním lumen, nebo se rozkládají na purinové a pyrimidinové báze.
Purinové báze jsou látky, jejichž tvorba je regulována metodou negativní zpětné vazby. Jinými slovy, konečný produkt reakce potlačuje počáteční fáze procesu (pomocí adenosinmonofosfátu a guanosinmonofosfátu). Klíčreakce jejich syntézy se v současnosti používají k vývoji nových protirakovinných léků.
Adenin a guanin
Adenin a guanin jsou purinové báze, jejich aminoderiváty. Jsou součástí nukleotidů, což jsou monomerní jednotky nukleových kyselin. Nejdůležitější funkce purinových bází v DNA jsou:
- uchovávání a přenos genetické informace;
- účast na procesu buněčného dělení;
- biosyntéza bílkovin;
- stavební buňky.
Adenin a guanin se získávají v laboratoři hydrolýzou nukleových kyselin. Guanin se také izoluje z rybích šupin a používá se jako perleťový pigment v kosmetice.
Další funkce v těle
Kromě nukleových kyselin jsou adenin a guanin složkami tak důležitých organických sloučenin, jako jsou:
-
Adenosin se podílí na biochemických procesech (přenos energie a nervových vzruchů, protizánětlivé působení). Vědci se domnívají, že tato látka hraje roli při regulaci spánku.
- Adenosinfosfáty, které jsou nezbytné pro syntézu ATP. Ten je důležitým zdrojem energie ve všech biochemických procesech u zvířat.
- Adenosin fosforečné kyseliny (mono-, di- a trifosforečné) podílející se na biosyntéze proteinů, regulaci hormonů, metabolismu lipidů, tvorbě steroidů, regulaci permeability buněčné membrány.
- Adeninové nukleotidy odpovědné za snižování krevního tlaku, kontraktilitu dělohy a srdečního svalu.
Purinové báze jsou biologicky aktivní látky, které mají na organismus následující účinek:
- diuretikum;
- stimulace CNS, zejména kofeinem;
- zvýšená srdeční frekvence;
- zvětšení průsvitu krevních cév (hlavně těch ve svalech, mozku, srdci a ledvinách);
- snížení počtu krevních sraženin.
Theobromin se také používá k léčbě bronchopulmonálních patologií. Stejně jako kofein nabudí srdeční sval a zvýší množství produkované moči. Je součástí složení zubních past pro obnovení mineralizace skloviny a zvýšení její tvrdosti, odolnosti proti kazu. Theobromin se získává z kakaových bobů, mletých, odtučněných a vařených s roztokem kyseliny sírové. Poté se ošetří oxidem olovnatým, promyje se a vysráží čpavkem.
Decomposition
Konečnými látkami metabolismu purinových nukleových bází v těle člověka, primátů, ptáků a mnoha savců jsou hypoxantin a kyselina močová, která se vylučuje převážně močí a z ní se uvolňuje jen malé množství tělo s výkaly (až 20 %). Ty sloučeniny, které nejsou oxidovány ve střevním lumen, ale jsou absorbovány, se také dále rozkládají na kyselinu močovou.
Podle vědců nejsou nukleové kyseliny, které se dostávají do těla s potravou, zdrojem těchto látek, i když jejich obsah v potravě dosahuje značného množství.
Rozklad purinových bází u zvířat může nastat na amoniak a močovinu. Někteří savci mají také enzym, jako je urátoxidáza. Přeměňuje kyselinu močovou na alantoin, který je lépe rozpustný ve vodě. Při metabolických poruchách u lidí se krystaly kyseliny ukládají ve svalech, prstech a chrupavce, což vede k rozvoji dny.
K rozkladu těchto sloučenin dochází především v játrech, tenkém střevě a ledvinách. K odstranění kyseliny močové střevy dochází spolu se žlučí, kde se tato sloučenina pod vlivem mikroflóry rozkládá na oxid uhličitý a vodu. Celkové množství kyseliny vyloučené za den u zdravého člověka je asi 0,6 g.
Znovu použít
Recyklace purinových bází je fenomén, který spočívá v jejich opakovaném použití. Tento proces je pozorován u tkání, které rychle rostou (u embryí, při regeneraci poškození, u nádorů). V těchto případech dochází k aktivní syntéze nukleových kyselin a ztráta jejich prekurzorů (purinových bází) se stává nepřijatelnou.
Syntéza nukleotidů probíhá kratší cestou za pomoci enzymu hypoxanthin-guanin-fosforibosyltransferázy. V přítomnosti genetického deficitu této látky u dětí vzniká celý komplex patologických příznaků,nazývaný Lesch-Nyhanův syndrom. Toto vzácné a prakticky nevyléčitelné onemocnění se navenek projevuje formou mentální retardace, zhoršené koordinace pohybů a extrémní agresivity namířené proti sobě samému.
Porušení metabolických procesů
Zhoršený metabolismus purinových bází nukleotidových kyselin také vede k následujícím patologiím:
- Imunodeficience způsobená absencí enzymu nukleosid fosforylázy.
- Girkeova choroba je geneticky podmíněné onemocnění glykogenu.
- Xanthinurie je dědičný nedostatek enzymu xanthinoxidázy.
- Tvorba kamenů v močovém systému.
Dna a urolitiáza
U dny syntéza kyseliny močové daleko převyšuje množství vylučované z těla. Jelikož je rozpustnost solí této látky nízká, hromadí se v krvi, měkkých tkáních a kloubech. To vede ke vzniku uzlů a rozvoji zánětu (dnová artritida). Jedním z příznaků tohoto onemocnění je silná noční bolest palců u nohou.
U mužů se tato patologie vyskytuje 20krát častěji než u žen. Léčba dny je přísná dieta, která se vyhýbá potravinám bohatým na purinové báze. Jako léky se používá alopurinol, který inhibuje aktivitu přeměny purinové báze xanthinu na kyselinu močovou, a také látky zvyšující její vylučování.("Anturan", "Zinhofen" a další).
Porušení výměny purinových bází je jednou z příčin urolitiázy. Vyskytuje se u poloviny lidí s dnou. Zvýšený obsah urátů v moči vede k jejich ukládání v močových cestách. Jako léčba se také doporučuje dodržovat dietu sestávající převážně z rostlinné stravy. To podporuje alkalizaci moči a rozpouštění urátů.
Jídlo
Přirozené a umělé zdroje purinových bází nukleových kyselin jsou:
- kofein - lístky zeleného čaje, kávovník, kakao, guarana (popínavá liána rodu Paulinia), nealko nápoje (cola a další);
- theobromin - fazolové slupky;
- teofylin - zelený čaj, kávová zrna.
Nachází se také v čokoládě, mase, játrech a červeném víně.
