Urīnskābes veidošanās mehānisms
Urīnskābe ir viens no purīnu metabolisma gala produktiem cilvēkiem. Šī viela bieži tiek apspriesta, jo augsts tās līmenis asinīs var izraisīt hiperurikēmiju un novest pie podagras un nierakmeņu veidošanās. Tomēr urīnskābe nav tikai "bīstama viela" — normālā līmenī tā ir daļa no organisma fizioloģiskajiem procesiem un pat darbojas kā antioksidants plazmā. Lai saprastu, kāpēc urīnskābes līmenis var paaugstināties un radīt problēmas, mums ir jāsaprot tās veidošanās mehānisms: sākot no purīnu avota, sadalīšanās ceļa, galvenajiem enzīmiem un eliminācijas procesa.
1. Purīns kā izejviela urīnskābes veidošanai
Urīnskābes veidošanās sākas ar purīniem. Purīni ir nukleotīdu (adenīna un guanīna) sastāvdaļas, kas atrodamas DNS un RNS. Purīni nāk no diviem galvenajiem avotiem:
1. Endogēnais purīns (no organisma)
Organismā šūnas nepārtraukti atjaunojas. Kad šūnas iet bojā un šūnas kodola komponenti tiek sadalīti, DNS/RNS nukleotīdi tiek pārstrādāti vai sadalīti. Šajā sadalīšanās procesā rodas brīvie purīni, kurus pēc tam var pārvērst urīnskābē.
2. Eksogēns purīns (no pārtikas/dzērieniem)
Pārtikas produkti ar augstu purīnu saturu, piemēram, orgānu gaļa, daži jūras velšu veidi, noteikta sarkanā gaļa, koncentrēti buljoni un daži fermentēti produkti, var palielināt purīnu daudzumu. Alkoholiskie dzērieni un dzērieni ar augstu fruktozes saturu arī veicina šo procesu, nevis tāpēc, ka tiem piemīt augsts purīnu saturs, bet gan tāpēc, ka tie var stimulēt urīnskābes ražošanu un kavēt tās izvadīšanu.
Lai gan uztura uzņemšanai ir nozīme, daudzos gadījumos urīnskābes līmeņa paaugstināšanos galvenokārt ietekmē endogēnā ražošana un jo īpaši traucēta izdalīšanās caur nierēm.
2. Purīnu metabolisma vispārīgs pārskats
Purīni, kas rodas no nukleotīdu sadalīšanās, iziet vairākus bioķīmiskus posmus. Īsumā, ceļš ir šāds:
– Nukleotīds (AMP/GMP) → nukleozīds (adenozīns/guanozīns) → purīna bāze (adenīns/guanīns)
– Pēc tam adenīns un guanīns tiek pārveidoti par starpproduktiem, kas galu galā noved pie hipoksantīna un ksantīna.
Hipoksantīns un ksantīns oksidējas par urīnskābi
Cilvēkiem urīnskābe ir "galaprodukts", jo cilvēkiem trūkst enzīma urikāzes (urātoksidāzes), kas daudziem dzīvniekiem pārvērš urīnskābi par labāk šķīstošo alantoīnu. Šis urikāzes trūkums padara cilvēkus uzņēmīgākus pret urīnskābes kristālu nogulsnēšanos, ja tās līmenis ir augsts.
3. Urīnskābes veidošanās posmi sīkāk
a) Nukleotīdu sadalījums: no AMP un GMP
Purīni ir sastopami lielā daudzumā nukleotīdu veidā: AMP (adenozīna monofosfāts) un GMP (guanozīna monofosfāts). Kad šūnas tiek bojātas vai aizstātas, šie nukleotīdi tiek sadalīti.
– AMP var pārvērsties par adenozīnu, pēc tam par inozīnu. Pēc tam inozīns tiek sadalīts par hipoksantīnu.
– GMP tiek pārveidots par guanozīnu, pēc tam par guanīnu, kas pēc tam tiek deaminēts par ksantīnu.
Šajā posmā var krustoties vairāki ceļi. Gala rezultāts parasti saplūst ar divām svarīgām molekulām: hipoksantīnu un ksantīnu.
b) Ksantīna oksidoreduktāzes (XOR) enzīma loma
Galvenais urīnskābes veidošanās posms ir hipoksantīna un ksantīna oksidēšanās. Šo procesu katalizē enzīmu grupa, ko bieži sauc par ksantīna oksidoreduktāzēm, kuras var pastāvēt divās funkcionālās formās:
– Ksantīna dehidrogenāze (XDH)
– Ksantīna oksidāze (XO)
Secīgās reakcijas, kas notiek:
1. Hipoksantīns → Ksantīns
2. Ksantīns → Urīnskābe
Noteiktos apstākļos (piemēram, oksidatīvā stresa vai iekaisuma gadījumā) XO forma ir dominējošāka un var radīt brīvos radikāļus (reaktīvās skābekļa sugas). Tas ir viens no iemesliem, kāpēc hiperurikēmija dažkārt ir saistīta ar iekaisuma procesiem un vielmaiņas traucējumiem.
c) “Glābšanas” ceļš: purīnu pārstrāde, kas nomāc urīnskābes veidošanos
Ne visi purīni pārvēršas urīnskābē. Organismam ir "glābšanas" mehānisms, ko sauc par purīnu glābšanas ceļu, kas pārstrādā purīnu bāzes atpakaļ nukleotīdos. Galvenie enzīmi šajā ceļā ir:
– HGPRT (hipoksantīna-guanīna fosforiboziltransferāze): pārstrādā hipoksantīnu un guanīnu.
– APRT (adenīna fosforiboziltransferāze): pārstrādā adenīnu.
Ja glābšanas ceļš darbojas pareizi, tiek pārstrādāts vairāk purīnu, samazinot urīnskābes veidošanos. Turpretī, ja ir traucējumi (piemēram, HGPRT deficīts noteiktos ģenētiskos apstākļos), vairāk purīnu nonāk urīnskābes noārdīšanās ceļā, palielinot tās līmeni.
4. Kāpēc var paaugstināties urīnskābes līmenis?
Mehāniski urīnskābes līmeni asinīs nosaka līdzsvars starp tās ražošanu un izdalīšanos.
a) Ražošanas pieaugums
Urīnskābes ražošana palielinās, ja:
Hroniska augsta purīnu uzņemšana.
– Notiek augsta šūnu sadalīšanās (piemēram, noteiktos apstākļos, kas palielina šūnu atjaunošanos).
– Daži enerģijas metabolismi palielina purīnu veidošanos un to sadalīšanos.
– Alkohola lietošana var palielināt laktāta veidošanos un mainīt vielmaiņu, kā rezultātā palielinās urātu līmenis.
Fruktoze var palielināt ATP sadalīšanos aknās, radot purīna prekursorus, kas galu galā palielina urīnskābes līmeni.
b) Samazināta izdalīšanās (biežāk sastopama klīniskajā praksē)
Lielākā daļa urīnskābes tiek izvadīta caur nierēm, bet atlikusī daļa tiek izvadīta caur gremošanas traktu. Nierēs urīnskābe tiek pakļauta šādiem procesiem:
1. Filtrācija glomerulos
2. Reabsorbcija proksimālajā kanāliņā
3. Sekrēcija atpakaļ kanāliņos
4. Daļēja reabsorbcija
Tas nozīmē, ka urīnskābes regulācija nierēs ir ļoti dinamiska. Nieru darbības traucējumi, dehidratācija, rezistence pret insulīnu vai noteiktu medikamentu lietošana var samazināt urātu izdalīšanos, izraisot to līmeņa paaugstināšanos asinīs.
5. No urīnskābes līdz kristāliem: podagras problēmu sākums
Urīnskābe zināmā mērā šķīst asinīs. Kad līmenis pārsniedz šķīdības slieksni, īpaši zemākā temperatūrā (piemēram, perifērajās locītavās, piemēram, lielajā pirkstā), urīnskābe var veidot mononātrija urāta kristālus. Imūnsistēma atpazīst šos kristālus kā "bīstamus", izraisot smagu iekaisumu, sāpes, apsārtumu un pietūkumu, kas raksturīgs podagras lēkmei.
Papildus locītavām nogulsnes var rasties arī nierēs, palielinot urīnskābes akmeņu risku.
6. Faktori, kas ietekmē urīnskābes veidošanās mehānismu
Daži faktori, kas var modulēt urīnskābes veidošanās ceļus un līmeni, ir šādi:
– Ģenētika: urātu transportētāja gēnu variācijas nierēs vai purīnu metabolisma enzīmos.
– Diēta: augsts purīnu saturs, alkohols, saldināti dzērieni ar augstu fruktozes saturu.
– Hidratācijas statuss: dzeršanas trūkums koncentrē urīnu un samazina urīna izdalīšanos.
– Ķermeņa svars un rezistence pret insulīnu: saistīti ar samazinātu urātu izdalīšanos.
– Nieru darbība: jo vairāk nieru darbība samazinās, jo lielāks hiperurikēmijas risks.
– Dažas zāles: dažas zāles var samazināt urātu izdalīšanos vai ietekmēt vielmaiņu.
7. Penutups
Urīnskābes veidošanās mehānisms cilvēkiem ir purīnu metabolisma gala rezultāts, galvenokārt caur noārdīšanās ceļu, kurā iesaistīts hipoksantīns, ksantīns un enzīms ksantīna oksidoreduktāze, kā rezultātā veidojas urīnskābe. Organismam faktiski ir purīnu pārstrādes (glābšanas) ceļš, kas var nomākt urīnskābes ražošanu, taču līdzsvaru joprojām lielā mērā ietekmē uzņemšana, šūnu atjaunošanās un nieru spēja izvadīt urātu. Kad ražošana palielinās vai izdalīšanās samazinās, urīnskābes līmenis var pārsniegt šķīdības slieksni un izraisīt kristālu nogulsnēšanos, kas noved pie podagras vai nierakmeņu veidošanās. Izprotot mehānismu, urīnskābes līmeņa profilakse un kontrole var būt mērķtiecīgāka — izmantojot diētu, dzīvesveidu un, ja nepieciešams, medicīniskas pieejas.
