Purinske baze so snovi, ki nastanejo v človeškem telesu predvsem iz nizkomolekularnih prekurzorjev - produktov presnove ogljikovih hidratov in beljakovin. Imajo pomembno vlogo pri gradnji deoksiribonukleinskih in ribonukleinskih kislin, ki nosijo genetske informacije. Različne motnje presnove purinov vodijo v hude zdravstvene motnje.
Opis
Purinske baze so derivati purinskih, organskih naravnih spojin. Najbolj znani in pogosti med njimi so adenin, gvanin, kofein, teobromin, teofilin. Zadnje tri snovi so zelo šibke baze. Kofein lahko štejemo za skoraj nevtralno spojino. Purini ne tvorijo soli z mineralnimi kislinami.
Vse purinske baze so slabo topne v vodi. Z dodatkom organskih kislin (benzojske, salicilne), njihovih soli in zvišanja temperature se topnost kofeina poveča. Ta lastnost temelji na pridobitvizdravila z njegovo vsebnostjo (diuretiki, zdravila za zdravljenje migrene, nalezljivih patologij in zastrupitev, ki jih spremlja depresija živčnega sistema). Teofilin in teobromin lahko tvorita soli s kovinami, kar omogoča njihovo identifikacijo.
Tvorba snovi
Sinteza purinskih baz se proizvaja v vseh celicah človeškega telesa, predvsem pa v jetrih. Za njihovo tvorbo se porabi 6 molekul ATP.
Zunanja presnova teh snovi poteka v več fazah:
- Nukleoproteini vstopijo v telo s hrano.
- Pod vplivom encimov iz razreda hidrolaze se cepijo in v črevesju se sproščajo nukleinske kisline.
- Sok trebušne slinavke hidrolizira nukleinske kisline v polinukleotide.
- V črevesju se nadalje razgradijo na mononukleotide.
- Pod vplivom encimov se slednji pretvorijo v nukleozide, ki vsebujejo dušikove baze, povezane s sladkorjem.
- Nukleozidi se bodisi absorbirajo v lumnu črevesja bodisi razgradijo na purinske in pirimidinske baze.
Purinske baze so snovi, katerih nastajanje je regulirano z metodo negativne povratne informacije. Z drugimi besedami, končni produkt reakcije zavira začetne faze procesa (s pomočjo adenozin monofosfata in gvanozin monofosfata). Ključreakcije njihove sinteze se trenutno uporabljajo za razvoj novih zdravil proti raku.
adenin in gvanin
Adenin in gvanin sta purinske baze, njegova amino derivata. So del nukleotidov, ki so monomerne enote nukleinskih kislin. Najpomembnejše funkcije purinskih baz v DNK so:
- shranjevanje in prenos genetskih informacij;
- sodelovanje v procesu delitve celic;
- biosinteza beljakovin;
- gradnja celic.
Adenin in gvanin pridobivamo v laboratoriju s hidrolizo nukleinskih kislin. Guanin je izoliran tudi iz ribjih lusk in se uporablja kot biserni pigment v kozmetiki.
Druge funkcije v telesu
Poleg nukleinskih kislin sta adenin in gvanin sestavini tako pomembnih organskih spojin, kot so:
-
Adenozin, vključen v biokemične procese (prenos energije in živčnih impulzov, protivnetno delovanje). Znanstveniki verjamejo, da ima ta snov pomembno vlogo pri uravnavanju spanja.
- Adenozin fosfati, ki so bistveni za sintezo ATP. Slednji je pomemben vir energije v vseh biokemičnih procesih pri živalih.
- Adenozin fosforjeve kisline (mono-, di- in trifosforne), ki sodelujejo pri biosintezi beljakovin, regulaciji hormonov, presnovi lipidov, tvorbi steroidov, uravnavanju prepustnosti celične membrane.
- Adeninski nukleotidi, odgovorni za zniževanje krvnega tlaka, kontraktilnosti maternice in srčne mišice.
Purinske baze so biološko aktivne snovi, ki imajo na telo naslednje učinke:
- diuretik;
- stimulira CŽS, zlasti s kofeinom;
- povišan srčni utrip;
- razširitev lumna krvnih žil (predvsem tistih v mišicah, možganih, srcu in ledvicah);
- zmanjšanje krvnih strdkov.
Teobromin se uporablja tudi za zdravljenje bronhopulmonalnih patologij. Tako kot kofein vznemirja srčno mišico in poveča količino proizvedenega urina. Vključen je v sestavo zobnih past za obnavljanje mineralizacije sklenine in povečanje njene trdote, odpornosti proti kariesu. Teobromin se pridobiva iz kakavovih zrn, zmletih, razmaščenih in prekuhanih z raztopino žveplove kisline. Nato ga obdelamo s svinčevim oksidom, speremo in oborimo z amoniakom.
Razgradnja
Končni snovi presnove purinskih nukleinskih baz v telesu ljudi, primatov, ptic in številnih sesalcev sta hipoksantin in sečna kislina, ki se izločata predvsem z urinom, iz telesa pa se sprosti le majhna količina. telo z blatom (do 20%). Tiste spojine, ki se v črevesnem lumnu ne oksidirajo, ampak se absorbirajo, se tudi dodatno razgradijo v sečno kislino.
Po mnenju znanstvenikov nukleinske kisline, ki vstopijo v telo s hrano, niso vir teh snovi, čeprav njihova vsebnost v hrani dosega precejšnjo količino.
Razgradnja purinskih baz pri živalih lahko pride do amoniaka in sečnine. Nekateri sesalci imajo tudi encim, kot je uratna oksidaza. Sečno kislino pretvori v alantoin, ki je bolj topen v vodi. Pri presnovnih motnjah pri ljudeh se kristali kisline odlagajo v mišicah, prstih in hrustancu, kar vodi v razvoj protina.
Razgradnja teh spojin poteka predvsem v jetrih, tankem črevesju in ledvicah. Odstranjevanje sečne kisline skozi črevesje poteka skupaj z žolčem, kjer se pod vplivom mikroflore ta spojina razgradi na ogljikov dioksid in vodo. Skupna količina izločene kisline na dan pri zdravem človeku je približno 0,6 g.
Ponovna uporaba
Recikliranje purinskih baz je pojav, ki sestoji iz njihove večkratne uporabe. Ta proces opazimo v tkivih, ki hitro rastejo (v zarodkih, med regeneracijo poškodb, pri tumorjih). V teh primerih pride do aktivne sinteze nukleinskih kislin in izguba njihovih predhodnikov (purinskih baz) postane nesprejemljiva.
Sinteza nukleotidov poteka po krajši poti, s pomočjo encima hipoksantin-gvanin-fosforiboziltransferaze. Ob prisotnosti genetskega pomanjkanja te snovi pri otrocih se pojavi cel kompleks patoloških simptomov,imenovan Lesch-Nyhanov sindrom. Navzven se ta redka in praktično neozdravljiva bolezen kaže v obliki duševne zaostalosti, motnje koordinacije gibov in izjemne agresivnosti, usmerjene proti sebi.
Kršitev presnovnih procesov
Okvarjena presnova purinskih baz nukleotidnih kislin vodi tudi do naslednjih patologij:
- Imunska pomanjkljivost zaradi odsotnosti encima nukleozid fosforilaze.
- Girkejeva bolezen je genetsko pogojena glikogenska bolezen.
- Ksantinurija je dedno pomanjkanje encima ksantin oksidaze.
- Nastajanje kamnov v sečnem sistemu.
Protin in urolitiaza
Pri protinu sinteza sečne kisline veliko presega količino, ki se izloči iz telesa. Ker je topnost soli te snovi nizka, se kopičijo v krvi, mehkih tkivih in sklepih. To vodi do pojava vozlišč in razvoja vnetja (protinični artritis). Eden od simptomov te bolezni je močna bolečina ponoči v velikih prstih.
Pri moških se ta patologija pojavlja 20-krat pogosteje kot pri ženskah. Zdravljenje protina je stroga dieta, ki se izogiba hrani, bogati s purinskimi bazami. Kot zdravila se uporablja alopurinol, ki zavira aktivnost pretvorbe purinske baze ksantina v sečno kislino, pa tudi sredstva za povečanje njenega izločanja.("Anturan", "Zinhofen" in drugi).
Kršitev izmenjave purinskih baz je eden od vzrokov za urolitiazo. Najdemo ga pri polovici ljudi s protinom. Povečana vsebnost uratov v urinu vodi do njihovega odlaganja v sečilih. Kot zdravljenje je priporočljiva tudi prehrana, sestavljena predvsem iz rastlinske hrane. To spodbuja alkalizacijo urina in raztapljanje uratov.
Hrana
Naravni in umetni viri purinskih baz nukleinskih kislin so:
- kofein - listi zelenega čaja, kavno drevo, kakav, guarana (plezalna liana iz rodu Paulinia), brezalkoholne pijače (cola in druge);
- teobromin - fižolova lupina;
- teofilin - zeleni čaj, kavna zrna.
Najdemo ga tudi v čokoladi, mesu, jetrih in rdečem vinu.
