Мочевая кислота - Uric acid
|
|||
Кристаллы уратов в поляризованном свете
|
|||
Имена | |||
---|---|---|---|
Предпочтительное название IUPAC
7,9-дигидро-1 H -пурин-2,6,8 (3 H ) -трион |
|||
Другие имена
2,6,8-триоксипурин; 2,6,8-тригидроксипурин; 2,6,8-триоксопурин; 1 H- Пурин-2,6,8-триол
|
|||
Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol )
|
|||
3DMet | |||
156158 | |||
ЧЭБИ | |||
ЧЭМБЛ | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
ECHA InfoCard | 100.000.655 | ||
Номер ЕС | |||
КЕГГ | |||
MeSH | Мочевая кислота + кислота | ||
PubChem CID
|
|||
UNII | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
|
|||
Характеристики | |||
C 5 H 4 N 4 O 3 | |||
Молярная масса | 168,112 г · моль -1 | ||
Появление | Белые кристаллы | ||
Температура плавления | 300 ° С (572 ° F, 573 К) | ||
6 мг / 100 мл (при 20 ° С) | |||
журнал P | −1,107 | ||
Кислотность (p K a ) | 5,6 | ||
Основность (p K b ) | 8,4 | ||
−6,62 × 10 −5 см 3 моль −1 | |||
Термохимия | |||
Теплоемкость ( C )
|
166,15 Дж · К −1 моль −1 (при 24,0 ° C) | ||
Стандартная мольная
энтропия ( S |
173,2 Дж · К −1 моль −1 | ||
Std энтальпия
формации (Δ F H ⦵ 298 ) |
От −619,69 до −617,93 кДж моль −1 | ||
Стандартная энтальпия
сгорания (Δ c H ⦵ 298 ) |
От -1921,2 до -1919,56 кДж моль -1 | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|||
проверить ( что есть ?) | |||
Ссылки на инфобоксы | |||
Мочевая кислота представляет собой гетероциклическое соединение из углерода , азота , кислорода и водорода с формулой С 5 Н 4 Н 4 O 3 . Он образует ионы и соли, известные как ураты, и кислые ураты , такие как урат аммониевой кислоты. Мочевая кислота является продуктом метаболического распада пуриновых нуклеотидов и является нормальным компонентом мочи . Высокие концентрации мочевой кислоты в крови могут привести к подагре и связаны с другими заболеваниями, включая диабет и образование почечных камней урата аммониевой кислоты .
Химия
Мочевая кислота была впервые выделена из камней в почках в 1776 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле . В 1882 году украинский химик Иван Горбачевский впервые синтезировал мочевую кислоту путем плавления мочевины с глицином .
Мочевая кислота проявляет лактамно-лактимовую таутомерию (также часто описываемую как кето-енольная таутомерия ). Хотя ожидается, что лактимная форма будет обладать некоторой степенью ароматичности , мочевая кислота кристаллизуется в форме лактама, и вычислительная химия также указывает на то, что таутомер является наиболее стабильным. Мочевая кислота представляет собой дипротонную кислоту с p K a1 = 5,4 и p K a2 = 10,3, таким образом, при физиологическом pH она преимущественно существует в виде моноионного уратного иона.
|
p K a1 |
|||
Лактамная форма | Лактим форма | Урат-ион |
Растворимость воды
В целом, вода растворимость мочевой кислоты и ее щелочных металлов и щелочно - земельных солей является довольно низким. Все эти соли обладают большей растворимостью в горячей воде, чем в холодной, что облегчает перекристаллизацию. Эта низкая растворимость имеет важное значение для этиологии подагры. Растворимость кислоты и ее солей в этаноле очень низкая или незначительная. В смесях этанол / вода растворимость находится где-то между конечными значениями для чистого этанола и чистой воды.
Растворимость уратных солей (граммы воды на грамм соединения) Сложный Холодная вода Кипящая вода Мочевая кислота 15 000 2 000 Гидроурат аммония - 1,600 Литий гидрогенурат 370 39 Натрия гидрогенурат 1,175 124 Гидроурат калия 790 75 Дигидрогендиурат магния 3750 160 Дигидрогендиурат кальция 603 276 Динатрий урат 77 - Дикалия урат 44 год 35 год Урат кальция 1,500 1,440 Стронция урат 4 300 1,790 Урат бария 7 900 2 700
Приведенные цифры показывают, какая масса воды требуется для растворения единицы массы указанного соединения. Чем меньше число, тем больше растворяется вещество в указанном растворителе.
Биохимия
Ксантиноксидаза - это фермент, который катализирует образование мочевой кислоты из ксантина и гипоксантина , которые, в свою очередь, производятся из других пуринов . Ксантиноксидаза - это большой фермент, активный центр которого состоит из металлического молибдена, связанного с серой и кислородом. Внутри клеток ксантиноксидаза может существовать в виде ксантиндегидрогеназы и ксантиноксиредуктазы, которая также была очищена из коровьего молока и экстрактов селезенки . Мочевая кислота выделяется в условиях гипоксии (низкое насыщение кислородом).
Генетическое и физиологическое разнообразие
Приматы . У людей и высших приматов мочевая кислота (на самом деле ион урата водорода) является конечным продуктом окисления (распада) пуринового метаболизма и выводится с мочой, тогда как у большинства других млекопитающих фермент уриказа дополнительно окисляет мочевую кислоту до аллантоина . Утрата уриказы у высших приматов параллельна схожей потере способности синтезировать аскорбиновую кислоту , что позволяет предположить, что ураты могут частично заменять аскорбат у таких видов. И мочевая кислота, и аскорбиновая кислота являются сильными восстановителями ( донорами электронов ) и мощными антиоксидантами . У людей более половины антиоксидантной способности плазмы крови обеспечивается ионом урата водорода.
Люди . Нормальный диапазон концентрации мочевой кислоты (или иона урата водорода) в крови человека составляет от 25 до 80 мг / л для мужчин и от 15 до 60 мг / л для женщин (но см. Ниже несколько другие значения). У человека могут быть уровни сыворотки до 96 мг / л и не быть подагры. У людей около 70% суточной утилизации мочевой кислоты происходит через почки, а у 5–25% людей нарушение почечной (почечной) экскреции приводит к гиперурикемии . Нормальное выведение мочевой кислоты с мочой составляет от 250 до 750 мг в день (концентрация от 250 до 750 мг / л, если в день выделяется один литр мочи, что выше, чем растворимость мочевой кислоты, поскольку она находится в форме растворенной кислоты. ураты).
Собаки . У далматинских собак есть генетический дефект поглощения мочевой кислоты печенью и почками , что приводит к снижению конверсии в аллантоин, поэтому эта порода выделяет с мочой мочевую кислоту, а не аллантоин.
Птицы и рептилии . У птиц и рептилий , а также у некоторых млекопитающих, обитающих в пустыне (таких как крыса-кенгуру ), мочевая кислота также является конечным продуктом пуринового метаболизма, но выделяется с фекалиями в виде сухой массы. Это включает сложный метаболический путь, который является энергетически дорогостоящим по сравнению с переработкой других азотистых отходов, таких как мочевина (из цикла мочевины ) или аммиак , но имеет преимущества в сокращении потерь воды и предотвращении обезвоживания.
Беспозвоночные . Platynereis dumerilii , морской многощетинковый червь, использует мочевую кислоту в качестве полового феромона . Самка этого вида выделяет мочевую кислоту в воду во время спаривания , чтобы заставить самцов выделять сперму.
Генетика
Хотя такие продукты, как мясо и морепродукты, могут повышать уровень уратов в сыворотке, генетические вариации вносят гораздо больший вклад в высокий уровень уратов в сыворотке. У части людей есть мутации в белках, ответственных за выведение мочевой кислоты почками. К настоящему времени идентифицированы варианты в пределах ряда генов: SLC2A9 ; ABCG2 ; SLC17A1 ; SLC22A11 ; SLC22A12 ; SLC16A9 ; GCKR ; LRRC16A ; и ПДЗК1 . Известно, что SLC2A9 переносит как мочевую кислоту, так и фруктозу .
Клиническое значение и исследования
В человеческой плазме крови , то ссылка на диапазон мочевой кислоты , как правило , 3.4-7.2 мг на 100 мл (200-430 мкмоль / л) для мужчин и 2.4-6.1 мг на 100 мл для женщин (140-360 мкмоль / л). Концентрации мочевой кислоты в плазме крови выше и ниже нормального диапазона известны как гиперурикемия и гипоурикемия соответственно . Аналогичным образом, концентрации мочевой кислоты в моче выше и ниже нормы известны как гиперурикозурия и гипоурикозурия . Уровень мочевой кислоты в слюне может быть связан с уровнем мочевой кислоты в крови.
С высоким содержанием мочевой кислоты
Гиперурикемия (высокий уровень мочевой кислоты), которая вызывает подагру , имеет различные потенциальные причины:
- Диета может быть фактором. Высокое потребление пурина , кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы и столового сахара может повысить уровень мочевой кислоты.
- Уровень мочевой кислоты в сыворотке крови может быть повышен за счет уменьшения выведения через почки .
- Голодание или быстрая потеря веса могут временно повысить уровень мочевой кислоты.
- Некоторые лекарства, такие как тиазидные диуретики, могут повышать уровень мочевой кислоты в крови, нарушая почечный клиренс .
- Синдром лизиса опухоли , метаболическое осложнение некоторых видов рака или химиотерапии, вызванное выбросом азотистых оснований и калия в плазму.
Подагра
Опрос 2011 года в США показал, что у 3,9% населения была подагра, а у 21,4% - гиперурикемия без симптомов.
Избыток мочевой кислоты в крови может вызвать подагру - болезненное состояние, возникающее в результате осаждения игольчатых кристаллов мочевой кислоты в суставах , капиллярах , коже и других тканях. Подагра может возникнуть, когда уровень мочевой кислоты в сыворотке составляет всего 6 мг на 100 мл (357 мкмоль / л), но у человека могут быть значения в сыворотке до 9,6 мг на 100 мл (565 мкмоль / л) и не быть подагры.
У людей пурины метаболизируются в мочевую кислоту, которая затем выводится с мочой. Употребление некоторых видов продуктов, богатых пуринами, особенно мяса и морепродуктов, увеличивает риск подагры. Подагра может возникнуть из-за регулярного употребления мяса, например печени, почек и сладкого хлеба, а также некоторых видов морепродуктов, включая анчоусы, сельдь, сардины, мидии, гребешок, форель, пикшу, скумбрию и тунец. Однако умеренное потребление богатых пуринами овощей не связано с повышенным риском подагры.
Одним из способов лечения подагры в XIX веке было введение солей лития ; урат лития более растворим. Сегодня воспаление во время приступов чаще лечится НПВП , колхицином или кортикостероидами , а уровень уратов контролируется аллопуринолом . Аллопуринол, который слабо ингибирует ксантиноксидазу, является аналогом гипоксантина, который гидроксилируется ксантин оксидоредуктазой в положении 2 с образованием оксипуринола.
Синдром лизиса опухоли
Синдром лизиса опухоли , чрезвычайное состояние, которое может возникнуть в результате рака крови , вызывает высокий уровень мочевой кислоты в крови, когда опухолевые клетки выпускают свое содержимое в кровь либо спонтанно, либо после химиотерапии . Синдром лизиса опухоли может привести к острому повреждению почек, когда кристаллы мочевой кислоты откладываются в почках. Лечение включает гипергидратацию для разбавления и выведения мочевой кислоты с мочой , расбуриказу для снижения уровней плохо растворимой мочевой кислоты в крови или аллопуринол для подавления катаболизма пуринов от повышения уровня мочевой кислоты.
Синдром Леша-Найхана
Синдром Леша – Найхана , редкое наследственное заболевание, также связан с высоким уровнем мочевой кислоты в сыворотке крови. При этом синдроме наблюдаются спастичность, непроизвольные движения и умственная отсталость, а также проявления подагры.
Сердечно-сосудистые заболевания
Гиперурикемии могут увеличить факторы риска для сердечно - сосудистых заболеваний .
Сахарный диабет 2 типа
Гиперурикемия может быть следствием инсулинорезистентности при диабете, а не его предшественником. Одно исследование показало, что высокий уровень мочевой кислоты в сыворотке крови связан с более высоким риском диабета 2 типа , независимо от ожирения , дислипидемии и гипертонии . Гиперурикемия связана с компонентами метаболического синдрома , в том числе у детей.
Камни мочевой кислоты
Камни в почках могут образовываться из-за отложений микрокристаллов урата натрия.
Уровни насыщения мочевой кислоты в крови могут привести к одной из форм почечных камней, когда ураты кристаллизуются в почках. Эти камни из мочевой кислоты являются рентгенопрозрачными и поэтому не видны на рентгеновском снимке брюшной полости . Кристаллы мочевой кислоты также могут способствовать образованию камней оксалата кальция , действующих как «затравочные кристаллы».
Низкая мочевая кислота
Низкий уровень мочевой кислоты ( гипоурикемия ) может иметь множество причин. Низкое потребление цинка с пищей приводит к снижению уровня мочевой кислоты. Этот эффект может быть еще более выраженным у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Севеламер , препарат, показанный для профилактики гиперфосфатемии у людей с хронической почечной недостаточностью , может значительно снизить уровень мочевой кислоты в сыворотке крови.
Рассеянный склероз
Метаанализ 10 исследований случай-контроль показал, что уровни мочевой кислоты в сыворотке пациентов с рассеянным склерозом были значительно ниже, чем у здоровых людей контрольной группы, что, возможно, указывает на диагностический биомаркер рассеянного склероза.
Нормализация низкого уровня мочевой кислоты
Коррекция низкого или недостаточного уровня цинка может помочь повысить уровень мочевой кислоты в сыворотке .
Смотрите также
- Теакрин или 1,3,7,9-тетраметилуриновая кислота, пуриновый алкалоид, содержащийся в некоторых чаях.
- Урацил - пуриновое азотистое основание, названное Робертом Берендом, который пытался синтезировать производные мочевой кислоты.