Purīna bāzes ir vielas, kas cilvēka organismā veidojas galvenokārt no zemas molekulmasas prekursoriem – ogļhidrātu un olb altumvielu vielmaiņas produktiem. Viņiem ir svarīga loma dezoksiribonukleīnskābju un ribonukleīnskābju veidošanā, kas nes ģenētisko informāciju. Dažādi purīnu metabolisma traucējumi izraisa smagus veselības traucējumus.
Apraksts
Purīna bāzes ir purīna, organisko dabisko savienojumu atvasinājumi. Slavenākie un visizplatītākie no tiem ir adenīns, guanīns, kofeīns, teobromīns, teofilīns. Pēdējās trīs vielas ir ļoti vājas bāzes. Kofeīnu var uzskatīt par gandrīz neitrālu savienojumu. Purīni neveido sāļus ar minerālskābēm.
Visas purīna bāzes slikti šķīst ūdenī. Pievienojot organiskās skābes (benzoskābe, salicilskābe), to sāļus un paaugstinot temperatūru, kofeīna šķīdība palielinās. Šis īpašums ir balstīts uz iegūšanuzāles ar tā saturu (diurētiskie līdzekļi, zāles migrēnas, infekcijas patoloģiju un saindēšanās ārstēšanai, ko pavada nervu sistēmas nomākums). Teofilīns un teobromīns spēj veidot sāļus ar metāliem, kas ļauj tos identificēt.
Vielu veidošanās
Purīna bāzu sintēze tiek ražota visās cilvēka ķermeņa šūnās, bet galvenokārt aknās. To veidošanai tiek iztērētas 6 ATP molekulas.
Šo vielu ārējais metabolisms notiek vairākos posmos:
- Nukleoproteīni iekļūst organismā ar pārtiku.
- Hidrolāzes klases enzīmu ietekmē tie tiek šķelti un zarnās izdalās nukleīnskābes.
- Aizkuņģa dziedzera sula hidrolizē nukleīnskābes līdz polinukleotīdiem.
- Zarnās tie tālāk sadalās līdz mononukleotīdiem.
- Fenzīmu ietekmē pēdējie tiek pārvērsti nukleozīdos, kas satur ar cukuru saistītās slāpekļa bāzes.
- Nukleozīdi vai nu uzsūcas zarnu lūmenā, vai sadalās līdz purīna un pirimidīna bāzēm.
Purīna bāzes ir vielas, kuru veidošanos regulē negatīvas atgriezeniskās saites metode. Citiem vārdiem sakot, reakcijas galaprodukts nomāc procesa sākuma stadijas (ar adenozīna monofosfāta un guanozīna monofosfāta palīdzību). Atslēgato sintēzes reakcijas pašlaik tiek izmantotas jaunu pretvēža zāļu izstrādei.
Adenīns un guanīns
Adenīns un guanīns ir purīna bāzes, tā aminoatvasinājumi. Tie ir daļa no nukleotīdiem, kas ir nukleīnskābju monomēru vienības. Purīna bāzu svarīgākās funkcijas DNS ir:
- ģenētiskās informācijas glabāšana un pārraide;
- piedalīšanās šūnu dalīšanās procesā;
- olb altumvielu biosintēze;
- ēkas šūnas.
Adenīnu un guanīnu iegūst laboratorijā, nukleīnskābju hidrolīzē. Guanīnu izdala arī no zivju zvīņām un izmanto kā perlamutra pigmentu kosmētikā.
Citas ķermeņa funkcijas
Papildus nukleīnskābēm adenīns un guanīns ir tādu svarīgu organisko savienojumu sastāvdaļas kā:
-
Adenozīns, kas iesaistīts bioķīmiskos procesos (enerģijas un nervu impulsu pārraide, pretiekaisuma darbība). Zinātnieki uzskata, ka šai vielai ir nozīme miega regulēšanā.
- Adenozīna fosfāti, kas ir būtiski ATP sintēzei. Pēdējais ir svarīgs enerģijas avots visos dzīvnieku bioķīmiskajos procesos.
- Adenozīna fosforskābes (mono-, di- un trifosforskābes), kas iesaistītas olb altumvielu biosintēzē, hormonu regulēšanā, lipīdu metabolismā, steroīdu veidošanā, šūnu membrānas caurlaidības regulēšanā.
- Adenīna nukleotīdi, kas ir atbildīgi par asinsspiediena pazemināšanos, dzemdes un sirds muskuļa kontraktilitāti.
Purīna bāzes ir bioloģiski aktīvas vielas, kurām ir šāda ietekme uz organismu:
- diurētiķis;
- CNS stimulēšana, īpaši ar kofeīnu;
- paātrināta sirdsdarbība;
- asinsvadu lūmena paplašināšanās (galvenokārt muskuļos, smadzenēs, sirdī un nierēs);
- asins recekļu veidošanās samazināšanās.
Teobromīnu lieto arī bronhopulmonālo patoloģiju ārstēšanai. Tāpat kā kofeīns, tas uzbudina sirds muskuli un palielina izdalītā urīna daudzumu. Tas ir iekļauts zobu pastu sastāvā, lai atjaunotu emaljas mineralizāciju un palielinātu tās cietību, izturību pret kariesu. Teobromīnu iegūst no kakao pupiņām, m altas, attaukotas un vārītas ar sērskābes šķīdumu. Pēc tam to apstrādā ar svina oksīdu, mazgā un izgulsnē ar amonjaku.
Sadalīšanās
Purīna nukleīnbāzu metabolisma pēdējās vielas cilvēku, primātu, putnu un daudzu zīdītāju organismā ir hipoksantīns un urīnskābe, kas izdalās galvenokārt ar urīnu, un tikai neliels daudzums tās izdalās no ķermenis ar izkārnījumiem (līdz 20%). Tie savienojumi, kas netiek oksidēti zarnu lūmenā, bet uzsūcas, arī tālāk sadalās par urīnskābi.
Pēc zinātnieku domām, nukleīnskābes, kas organismā nonāk ar pārtiku, nav šo vielu avoti, lai gan to saturs pārtikā sasniedz ievērojamu daudzumu.
Purīna bāzes sadalīšanās dzīvniekiem var notikt amonjaka un urīnvielas ietekmē. Dažiem zīdītājiem ir arī tāds enzīms kā urātu oksidāze. Tas pārvērš urīnskābi alantoīnā, kas labāk šķīst ūdenī. Cilvēka vielmaiņas traucējumu gadījumā skābes kristāli nogulsnējas muskuļos, pirkstos un skrimšļos, izraisot podagras attīstību.
Šo savienojumu sadalīšanās galvenokārt notiek aknās, tievajās zarnās un nierēs. Urīnskābes izvadīšana caur zarnām notiek kopā ar žulti, kur mikrofloras ietekmē šis savienojums sadalās oglekļa dioksīdā un ūdenī. Kopējais dienā izdalītās skābes daudzums veselam cilvēkam ir aptuveni 0,6 g.
Atkārtoti izmantot
Purīna bāzu pārstrāde ir parādība, kas sastāv no to atkārtotas lietošanas. Šis process tiek novērots audos, kas strauji aug (embrijos, bojājumu reģenerācijas laikā, audzējos). Šādos gadījumos notiek aktīva nukleīnskābju sintēze, un to prekursoru (purīna bāzu) zudums kļūst nepieņemams.
Nukleotīdu sintēze notiek pa īsāku ceļu, ar enzīma hipoksantīna-guanīna-fosforiboziltransferāzes palīdzību. Šīs vielas ģenētiskā deficīta klātbūtnē bērniem rodas vesels patoloģisku simptomu komplekss,sauc par Leša-Nihana sindromu. Ārēji šī retā un praktiski neārstējamā slimība izpaužas kā garīga atpalicība, kustību koordinācijas traucējumi un ārkārtēja agresivitāte, kas vērsta pret sevi.
Vielmaiņas procesu pārkāpums
Nukleotīdu skābju purīna bāzu metabolisma traucējumi izraisa arī šādas patoloģijas:
- Imūndeficīts, ko izraisa enzīma nukleozīdu fosforilāzes trūkums.
- Girkes slimība ir ģenētiski noteikta glikogēna slimība.
- Ksantinūrija ir iedzimts enzīma ksantīna oksidāzes deficīts.
- Akmeņu veidošanās urīnceļu sistēmā.
Podagra un urolitiāze
Podagras gadījumā urīnskābes sintēze ievērojami pārsniedz no organisma izvadīto daudzumu. Tā kā šīs vielas sāļu šķīdība ir zema, tie uzkrājas asinīs, mīkstajos audos un locītavās. Tas noved pie mezglu parādīšanās un iekaisuma (podagras artrīta) attīstības. Viens no šīs slimības simptomiem ir stipras sāpes kāju pirkstos naktī.
Vīriešiem šī patoloģija notiek 20 reizes biežāk nekā sievietēm. Podagras ārstēšana ir stingra diēta, kas izvairās no pārtikas, kas bagāts ar purīna bāzēm. Kā zāles tiek izmantots allopurinols, kas inhibē ksantīna purīna bāzes pārvēršanu urīnskābē, kā arī līdzekļi, kas veicina tā izdalīšanos.("Anturan", "Zinhofen" un citi).
Purīna bāzu apmaiņas pārkāpums ir viens no urolitiāzes cēloņiem. To konstatē pusei cilvēku ar podagru. Palielināts urātu saturs urīnā izraisa to nogulsnēšanos urīnceļos. Kā ārstēšanu ieteicams ievērot arī diētu, kas sastāv galvenokārt no augu pārtikas. Tas veicina urīna sārmināšanu un urātu izšķīšanu.
Ēdiens
Dabiskie un mākslīgie nukleīnskābju purīna bāzu avoti ir:
- kofeīns - zaļās tējas lapas, kafijas koks, kakao, guarāna (paulinia ģints kāpšanas liāna), bezalkoholiskie dzērieni (kola un citi);
- teobromīns - pupiņu miziņa;
- teofilīns - zaļā tēja, kafijas pupiņas.
Arī šokolādē, gaļā, aknās un sarkanvīnā.
