痛风发生的物质基础是嘌呤代谢产生尿酸 引起痛风的尿酸是什么核苷酸代谢的产物

“嘌呤”这个词,大家并不陌生,许多患者朋友还能脱口而出,这不就是引起“痛风”的“幕后黑手”吗?不错,事实正是如此,但嘌呤总是带着几分神秘,许多人并不知道它究竟是什么?它究竟对人体有什么好处或坏处?它在人体内究竟做了什么?它是不是可以被彻底清除?
现在,我就为大家揭开“嘌呤”的神秘面纱,让大家认识一下这位熟悉的陌生人 。

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痛风石沉积在脚部
嘌呤是如何由核酸变成尿酸?我们的身体,由40万亿~60万亿个细胞组成,在我们身体进行新陈代谢的每时每刻,细胞都在完成着新陈代谢:年老力衰的细胞被分解,身强力壮的年轻细胞取代它们的位置 。在这个过程中,细胞核中的核酸也就经过氧化分解形成了嘌呤 。这些被称为内源性嘌呤 。
核酸是身体细胞内极为重要的物质,细胞的细胞核中含有遗传物质染色体由核酸和蛋白质组成 。核酸这个小分子虽然没有什么分量,却包含了我们身体的全部遗传密码 。核酸由无数的核苷酸组成 。每一个核苷酸又由三部分组成:
  • 磷酸分子;
  • 戊糖;
  • 碱基(嘌呤或嘧啶) 。
嘌呤与嘧啶一起经过千变万化的排列,组成了一个个长长的“链子”,成为了细胞的遗传物质——脱氧核糖核酸(DNA),它决定了人类的遗传和种族的繁衍 。
嘌呤包括腺嘌呤和鸟嘌呤两种物质,它们和尿酸的产生密切相关 。衰老的细胞被分解时,细胞里的核酸也不能幸免,它们的分解便有了嘌呤的形成,嘌呤在肝脏内进一步处理,摇身变成尿酸 。
此外,腺嘌呤还是三磷酸腺苷(ATP)的重要组成部分 。ATP作为人体最为直接的能量来源,在人体活动时被分解为二磷酸腺苷(ADP),同时释放出能量,在静息状态或平和活动时,ADP可以迅速地和体内游离的磷酸结合,重新形成ATP,保证人体能量的持续供应 。但在剧烈运动时,ATP会进一步分解,并产生腺嘌呤,同样也会进一步形成尿酸 。
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遗传信息的携带者——核酸
嘌呤对人体有何正能量作用?除某些细菌外,几乎所有的生物都能合成嘌呤碱 。
嘌呤碱的前身是简单物质 。早在1948年,Buchanan等采用放射性核素标记不同化合物喂养鸽子,并测定排出的尿酸中标记原子的位置的放射性核素示踪技术,证实合成嘌呤的前身物为:
  • 氨基酸(甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺);
  • CO2;
  • 一碳单位(N10-甲酰FH4,N10-甲炔FH4)等 。
人体内主要包括四种嘌呤碱基,即腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤,嘌呤碱基在人体内有着特殊的功能,,它既可以参加核苷酸的补救合成,也可以进一步水解 。人体内,嘌呤碱最终分解生成尿酸,随尿液排出,嘌呤主要包括以下四种正能量作用:
  • 组成核酸:这是嘌呤最重要的生理功能,与嘧啶核苷酸一起组成核酸,储存遗传信息,传递遗传信息;
  • 提供能量:三磷酸腺苷(ATP)和二磷酸腺苷(ADP)是细胞的主要能量形式,帮助人体维持正常的生理活动 。
  • 身体内的“信使”:由嘌呤组成的环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷是身体的重要“信使”,辅助生长激素、胰岛素等多种细胞膜受体激素发挥作用 。
  • 参与某些辅酶的组成:参与组成辅酶A、辅酶、辅酶等,这些辅酶能帮助糖类、脂肪和蛋白质在人体中的代谢 。

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嘌呤碱基结构
尿酸的清除与嘌呤的关系如何?参与尿酸生成的嘌呤核苷酸有次黄嘌呤核苷酸(IMP)、腺嘌呤核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核苷酸(GMP)三种,其合成代谢有两条途径:
  • 主要途径即生物合成,从非嘌呤基的前体,经过一系列步骤合成IMP,而后转换为AMP或GMP;
  • 补救途径即直接从肝脏中来的嘌呤碱基合成嘌呤核苷酸 。
嘌呤核苷酸在一系列酶促反应下产生尿酸,这就是内源性尿酸,约占体内总尿酸的80%;而外源性膳食中嘌呤通过肠上皮中分解酶(包括黄嘌呤氧化酶),大多降解为尿酸,很少被机体利用,这由食物分解而来的尿酸,约占体内总尿酸的20%;进食嘌呤含量高的食物,如动物内脏、海鲜等,都会使尿酸升高 。
大多数哺乳动物和禽类体内有尿酸酶可以将尿酸分解为尿囊素,进一步再分解为NH3、CO2和H2O 。但人和猿类体内缺乏尿酸酶,因此人体内尿酸是嘌呤代谢的终末产物,直接排出体外 。
大部分的嘌呤都将在肝脏中经过氧化代谢标称尿酸,这是一个复杂的过程,需要一系列酶的参与,主要包括促进尿酸生成的酶和抑制尿酸生成的酶,两者之间保持着微妙的平衡,当前者作用强于后者时,就会导致体内尿酸升高 。
产生的尿酸主要经过肾脏和肠道排出 。肾脏是尿酸排泄的主要途径,大约有三分之二的尿酸通过肾脏排泄,另外的三分之一则通过肠道排出,或者在肠道内被细菌分解 。可想而知,当肾脏的功能出现问题,尿酸排泄不畅快时,也会导致体内尿酸升高 。
健康人体体内尿酸的生成量和排泄量是大致相等的,健康成人体内的尿酸大约为1200毫克,平均每天新生成的尿酸量为750毫克,排泄量为500~1000毫克 。
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导致尿酸升高的两大原因
肾脏是如何排泄尿酸的?肾脏在排泄尿酸的过程中,涉及到一些类的复杂过程,主要包括肾小球、肾小管的滤过、分泌与重吸收,其主要过程包括:
  • 肾小球的滤过:除小部分与蛋白结合的尿酸外,其余的尿酸几乎可以完全自由滤过肾小球;
  • 近端肾小管重吸收:肾小球滤过的尿酸几乎98%以上被近端肾小管分泌前重吸收,当脱水、尿崩症导致肾脏血流量减少时尿酸重吸收增多,而甲状腺功能减退症等疾患时,肾血流量增多,尿酸重吸收减少,但分泌也同时减少;
  • 近端肾小管远端部分的分泌:大约占滤过量50%以上的被重吸收的尿酸,被肾小管分泌到尿液中,而且分泌的尿酸占尿中排出尿酸的绝大部分,酮酸、乳酸等有机酸也在此部位分泌,因此当其体内浓度升高时,可以抑制尿酸的排泌;
  • 肾小管分泌后的重吸收:被分泌后的尿酸可以被重吸收,大约占滤过量的40~45%,最后排出的尿酸只占总滤过量的6%~10% 。
人体的尿酸小部分通过分解代谢而被破坏,主要有两种途径:
  • 白细胞内的过氧化酶将尿酸降解为尿囊素和二氧化碳;
  • 分泌入肠道的尿酸被细菌分解 。
后者远较前者多,每天产生的尿酸有三分之一在肠道被分解排出,痛风患者在肠道分解排出的尿酸量有所增加,特别是有肾功能不全者 。
正常情况下,在没有发生尿酸生成过多和肾脏排泄不足等原因,人体内血尿酸水平应该保持在:
女性为89~357微摩尔/升,男性为149~417微摩尔/升 。
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肾脏排泄尿酸的过程
为什么嘌呤代谢异常会引发痛风?人体中的嘌呤在代谢时,需要各种酶的参与,当遗传基因缺损或异常时,酶不能正常发挥作用,嘌呤就会出现代谢异常,从而可能引发高尿酸血症和痛风 。嘌呤代谢异常的原因主要包括下面三点:
  • PRPP合成酶活性亢进导致:由于磷酸核糖焦磷酸(PRPP)合成酶活性增强导致嘌呤生成过剩,引起高尿酸血症及痛风——儿童及青少年痛风患者可能存在这种先天性缺陷 。
  • HGPRT缺乏导致:由于次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺乏导致嘌呤生成过剩,从而引发高尿酸血症及中枢神经异常——这是10岁以下痛风患者的病因之一 。
  • APRT缺乏导致:人体如果缺乏腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT),肾脏就会受到损害,产生尿路结石,该症状患者的年龄范围很广,上至老年人,下至婴幼儿 。该症状患者服用别嘌呤醇可以预防尿路结石和肾脏受损 。

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我国有家族遗传史的痛风患者占10~25%
这也就解释了,为什么有些人不吃海鲜内脏、不喝啤酒白酒,也得了痛风的原因 。痛风是一种会经由核酸遗传的疾病,存在着先天性因素 。但是家里有人患痛风,你也不一定就得痛风,但概率要高于一般人 。
在一级亲属关系中,若有2例痛风患者,那么这个家族中痛风患者的下一代患该病的概率可以达到50% 。
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我是痛风医生刘良运,感谢您的阅读
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