Хипоксантинът, заедно с ксантин, е продукт на разграждане от пуриновия метаболизъм. Допълнително се деградира в пикочна киселина. Болестите могат да възникнат както при разграждането му до пикочна киселина се инхибира и когато рециклирането му по спасителния път е нарушено.
Какво е хипоксантин?
Хипоксантинът е пуриново производно и се образува по време на разграждането на пурина бази аденин и гуанин. Заедно с ксантин, той е междинен продукт в синтеза на пикочна киселина. Под въздействието на ксантиноксидазата хипоксантинът обикновено се разгражда първо в ксантин и след това в пикочна киселина. Както всички пуринови производни, той се състои от два хетероциклични пръстена, съдържащи съответно шест и пет атома. В пръстените има общо девет атома. Това са пет въглероден атоми и четири азот атоми. Две въглероден атомите принадлежат и на двата пръстена. Хидроксилната група е свързана с въглероден атом в позиция 6. Чрез стабилизационни ефекти молекулата може да съществува в няколко тавтомерни форми, които са в равновесие помежду си. Хипоксантинът се състои от твърди прозрачни кристали, които се топят при 250 градуса. Той не се разтваря в студ вода or алкохол. Въпреки това, той е лесно разтворим в горещо вода, киселини или алкали.
Функция, действие и задачи
Както споменахме, хипоксантинът е междинен продукт при разграждането на пурина бази. Ензимът ксантин оксидаза го окислява до ксантин. Заедно с ксантин след това се разгражда до пикочна киселина с помощта на ксантиноксидаза. Разликата между хипоксантин и ксантин е, че ксантинът също има хидроксилна група, прикрепена към позиция 2. Освен това, хипоксантинът може както да се разгради до пикочна киселина, така и да се върне обратно в пуриновия метаболизъм по пътя на спасяването. За разлика от тях, ксантинът се разгражда само до пикочна киселина. Хипоксантинът образува нуклеозид инозин с рибоза. Инозинът е включен в антикодона на тРНК в много редки случаи. В този контекст той се използва при приготвянето на дегенерирани праймери, които инициират полимеразна верижна реакция. Това е неутрална основа, която може да се сдвоява с всички нуклеинови бази. Сдвояването с цитозин обаче е най-енергийно благоприятното. Друго важно съединение, получено от хипоксантин, е инозин монофосфат. Това съединение е a фосфорна киселина естер на инозин. Инозин монофосфат (IMP) представлява ключов междинен продукт за синтеза на гуанозин монофосфат (GMP) и аденозин монофосфат (AMP), и двата могат да се използват отново за синтез на нуклеинова киселина. Синтезът на IMP се осъществява от хипоксантин директно през спасителния път. Двете ензими AICAR формилтрансфераза / IMP циклаза и хипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансфераза са до голяма степен отговорни за това. По този начин хипоксантинът е на границата между разграждането на пуриновите основи до пикочна киселина и натрупването на нуклеинова киселина. Инозин монофосфатът също се използва като a подобрител на вкуса.
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
Хипоксантинът се образува като междинен продукт в метаболизма на пурините и стои на прага между разграждането и възстановяването на пуриновите основи. Когато се окисли до ксантин от ензима ксантиноксидаза, обратната реакция към нуклеиновите основи аденин и гуанин вече не е възможна. Хипоксантинът се образува от пуриновата основа аденин, докато разграждането на гуанин води до ксантин. Реакциите на различните нуклеозиди и нуклеотиди обаче са свързани помежду си чрез сложна мрежа. Например, аденозин нуклеотиди олово директно към хипоксантин, като AMP е основното вещество. GMP обаче може също да бъде преобразуван в AMP чрез IMP и аденилосукцинат. След това AMP води до хипоксантин чрез образуването на аденозин и инозин, наред с други. В допълнение към гуанин и аденин, хипоксантинът може след това да произвежда отново нуклеотиди като градивни елементи на нуклеинова киселина по пътя на спасяването.
Болести и разстройства
Няколко нарушения могат да възникнат във връзка с хипоксантин. По време на разграждането на пурина хипоксантинът и ксантинът се произвеждат еднакво. Хипоксантинът се превръща в ксантин чрез ксантиноксидаза. След това същият ензим разгражда ксантин до пикочна киселина. Когато обаче ксантин оксидазата отсъства, ксантин и хипоксантин се натрупват в кръв. Нивата на пикочната киселина са много ниски. Въпреки това, главно концентрация на ксантин се увеличава, тъй като хипоксантинът има възможност да бъде рециклиран отново по пътя за спасяване. Развива се клиничната картина на ксантинурия. Екскрецията на ксантин с урината може да се увеличи с 1500 процента. Нивата на хипоксантин също се увеличават, но не почти толкова. Високите концентрации на ксантин могат да увредят бъбреците. С нисък прием на течности, бъбрек могат да се образуват камъни или камъни в пикочните пътища. Възможно е и отделянето на уринарни кристали. В много тежки случаи фатален бъбрек може да възникне неуспех. Тъй като обаче ксантин и хипоксантин имат някои вода разтворимост, най-добрата притежава е да пиете много течности. Богатите на пурини храни като риба, ракообразни, бобови растения или бира трябва да се избягват. Съществуват обаче и по-тежки форми на ксантинурия. По този начин, в допълнение към тежки бъбрек заболяване, забавено умствено развитие, аутизъм или дори могат да възникнат нарушения в развитието на зъбите. Тъй като хипоксантинът може да се рециклира и по спасителния път, за разлика от ксантина, нарушенията в този процес олово до повишено образуване на пикочна киселина, защото функционира само пътят на разграждане на пуриновите основи. Полученият хипоксантин може да бъде окислен само в ксантин, който от своя страна се превръща в пикочна киселина. Често има наследствен дефект на ензима хипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансфераза. Пикочната киселина концентрация в кръв се покачва рязко и валежите от кристали на пикочна киселина в ставите може да се случи. Резултатът е атаки на подагра. В тежки случаи се развива синдром на Lesch-Nyham.
