Kyselina močová - Uric acid

Kyselina močová
Harnsäure Ketoform.svg
Kyselina močová3D.png
Fluorescenční kyselina močová. JPG
Krystaly urátu v polarizovaném světle
Jména
Preferovaný název IUPAC
7,9-Dihydro- lH -purin-2,6,8 ( 3H ) -trion
Ostatní jména
2,6,8-trioxypurin; 2,6,8-trihydroxypurin; 2,6,8-trioxopurin; 1 H -purin-2,6,8-triol
Identifikátory
3D model ( JSmol )
3DMet
156158
ČEBI
CHEMBL
ChemSpider
DrugBank
Informační karta ECHA 100 000,655 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
KEGG
Pletivo Kyselina močová+
UNII
  • InChI = 1S/C5H4N4O3/c10-3-1-2 (7-4 (11) 6-1) 8-5 (12) 9-3/h5,12H, (H, 9,10) (H, 7, 8,11) ☒N.
    Klíč: DZGSAURIFGGOJK-UHFFFAOYSA-N ☒N.
  • laktamová forma: O = C1Nc2nc (= O) nc2C (= O) N1
  • přechodná forma: Oc0nc (O) nc1c0NC (= O) N1
  • laktim forma: Oc0nc (O) nc1c0N = C (O) N1
  • uran monoanion: Oc0nc (O) nc1c0N = C ([O-]) N1
Vlastnosti
C 5 H 4 N 4 O 3
Molární hmotnost 168,112  g · mol −1
Vzhled Bílé krystaly
Bod tání 300 ° C (572 ° F; 573 K)
6 mg/100 ml (při 20 ° C)
log P −1,107
Kyselost (p K a ) 5.6
Bazicita (p K b ) 8.4
−6,62 × 10 −5  cm 3 mol −1
Termochemie
166,15 J K −1  mol −1 (při 24,0 ° C)
173,2 J K −1  mol −1
Standardní entalpie
tvorby
f H 298 )
−619,69 až −617,93 kJ mol −1
−1921,2 až −1919,56 kJ mol −1
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N. ověřit  ( co je to   ?) šekY☒N.
Reference na infobox

Kyselina močová je heterocyklická sloučenina z uhlíku , dusíku , kyslíku a vodíku se vzorcem C 5 H 4 N 4 O 3 . Tvoří ionty a soli známé jako uráty a kyselé uráty , jako je urát kyseliny amonné. Kyselina močová je produktem metabolického rozkladu purinových nukleotidů a je normální složkou moči . Vysoké koncentrace kyseliny močové v krvi mohou vést ke dně a jsou spojeny s dalšími zdravotními stavy, včetně cukrovky a tvorby ledvinových kamenů z kyseliny amonné .

Chemie

Kyselinu močovou poprvé izoloval z ledvinových kamenů v roce 1776 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele . V roce 1882 ukrajinský chemik Ivan Horbaczewski poprvé syntetizoval kyselinu močovou roztavením močoviny s glycinem .

Kyselina močová vykazuje tautomerismus laktamu a laktimu (často také označován jako keto -enol tautomerismus ). Ačkoli se očekává, že laktimová forma bude mít určitý stupeň aromatičnosti , kyselina močová krystalizuje v laktamové formě, přičemž výpočetní chemie také naznačuje, že tautomer je nejstabilnější. Kyselina močová je diprotická kyselina s p K a1  = 5,4 a p K a2  = 10,3, takže při fyziologickém pH existuje převážně jako monoionický urátový iont.

Tautomery kyseliny močové a urátu
Harnsäure Ketoform.svg
Equilibrium2.svg
Harnsäure Enolform.svg p K a1
Equilibrium2.svg
Urat.svg
Laktamová forma Laktimská forma Urate ion

Rozpustnost ve vodě

Obecně platí, že ve vodě rozpustnost kyseliny močové a její soli alkalických kovů a alkalických zemin, soli, je poměrně nízká. Všechny tyto soli vykazují větší rozpustnost v horké vodě než studené, což umožňuje snadnou rekrystalizaci. Tato nízká rozpustnost je významná pro etiologii dny. Rozpustnost kyseliny a jejích solí v ethanolu je velmi nízká nebo zanedbatelná. Ve směsích ethanol/voda jsou rozpustnosti někde mezi konečnými hodnotami čistého ethanolu a čisté vody.

Rozpustnost urátových solí (gramy vody na gram sloučeniny)
Sloučenina Studená voda Vařící voda
Kyselina močová 15 000 2 000
Hydrogen uran amonný - 1600
Hydrogenurát lithný 370 39
Hydrogensičitan sodný 1175 124
Hydrogen uran draselný 790 75
Dihydrogen hořečnatý diurát 3 750 160
Dihydrogen vápenatý diurát 603 276
Uran sodný 77 -
Dusičnan draselný 44 35
Uran vápenatý 1 500 1 440
Stroncium urát 4300 1790
Baryum urát 7 900 2700

Uvedené obrázky udávají, jaká hmotnost vody je nutná k rozpuštění uvedené jednotkové hmotnosti sloučeniny. Čím nižší číslo, tím je látka v uvedeném rozpouštědle rozpustnější.

Biochemie

Xanthinoxidáza je enzym, který katalyzuje tvorbu kyseliny močové z xanthinu a hypoxanthinu , které jsou zase vyráběny z jiných purinů . Xanthinoxidáza je velký enzym, jehož aktivní místo tvoří kovový molybden vázaný na síru a kyslík. V buňkách může xanthinoxidáza existovat jako xanthindehydrogenáza a xanthinooxireduktáza, která byla také vyčištěna z extraktu z hovězího mléka a sleziny . Kyselina močová se uvolňuje v hypoxických podmínkách (nízká saturace kyslíkem).

Genetická a fyziologická rozmanitost

Primáti . U lidí a vyšších primátů je kyselina močová (ve skutečnosti iont hydrogen -urátu) konečným produktem oxidace (rozkladu) purinového metabolismu a je vylučována močí, zatímco ve většině ostatních savců enzym urikáza dále oxiduje kyselinu močovou na alantoin . Ztráta urikázy u vyšších primátů se vyrovná podobné ztrátě schopnosti syntetizovat kyselinu askorbovou , což vede k domněnce, že urát může u těchto druhů částečně nahradit askorbát. Kyselina močová i kyselina askorbová jsou silná redukční činidla ( donory elektronů ) a silné antioxidanty . U lidí pochází více než polovina antioxidační kapacity krevní plazmy z iontu hydrogenuhličitanu.

Lidé . Normální rozmezí koncentrace kyseliny močové (nebo iontu hydrogenuhličitanu) v lidské krvi je 25 až 80 mg/l u mužů a 15 až 60 mg/l u žen (ale mírně odlišné hodnoty viz níže). Jedinec může mít sérové ​​hodnoty až 96 mg/l a nemusí mít dnu. U lidí probíhá asi 70% denního vylučování kyseliny močové ledvinami a u 5–25% lidí vede zhoršené vylučování ledvin (ledvin) k hyperurikémii . Normální vylučování kyseliny močové v moči je 250 až 750 mg denně (koncentrace 250 až 750 mg/l, pokud se vytvoří jeden litr moči denně - vyšší než rozpustnost kyseliny močové, protože je ve formě rozpuštěné kyseliny urates).

Psi . Dalmatský pes má genetický defekt v příjmu kyseliny močové u jater a ledvin , což vede ke snížení konverze na alantoin, takže toto plemeno vylučuje kyseliny močové, a ne allantoin, v moči.

Ptáci a plazi . U ptáků a plazů a u některých savců žijících v poušti (například krysa klokana ) je kyselina močová také konečným produktem metabolismu purinů, ale vylučuje se stolicí jako suchá hmota. To zahrnuje složitou metabolickou cestu, která je energeticky nákladná ve srovnání se zpracováním jiných dusíkatých odpadů, jako je močovina (z cyklu močoviny ) nebo amoniak , ale má výhody snížení ztráty vody a prevenci dehydratace.

Bezobratlí . Platynereis dumerilii , mořský polychaetický červ, používá jako sexuální feromon kyselinu močovou . Samice tohoto druhu během páření uvolňuje kyselinu močovou do vody , aby přiměla samce uvolňovat sperma.

Genetika

Ačkoli potraviny, jako je maso a mořské plody, mohou zvýšit hladiny urátu v séru, genetické variace jsou mnohem větším přispěvatelem vysokého sérového urátu. Část lidí má mutace proteinů zodpovědných za vylučování kyseliny močové ledvinami. Dosud byly identifikovány varianty v řadě genů: SLC2A9 ; ABCG2 ; SLC17A1 ; SLC22A11 ; SLC22A12 ; SLC16A9 ; GCKR ; LRRC16A ; a PDZK1 . Je známo, že SLC2A9 transportuje jak kyselinu močovou, tak fruktózu .

Klinický význam a výzkum

V lidské krevní plazmě je referenční rozmezí kyseliny močové typicky 3,4–7,2 mg na 100 ml (200–430 µmol/l) u mužů a 2,4–6,1 mg na 100 ml u žen (140–360 µmol/l). Koncentrace kyseliny močové v krevní plazmě nad a pod normální rozmezí jsou známé jako hyperurikémie a hypourikémie . Podobně koncentrace kyseliny močové v moči nad a pod normální hodnotou jsou známé jako hyperurikosurie a hypourikosurie . Hladiny kyseliny močové ve slinách mohou být spojeny s hladinou kyseliny močové v krvi.

Vysoká kyselina močová

Hyperurikémie (vysoké hladiny kyseliny močové), která vyvolává dnu , má různý potenciální původ:

Dna

Průzkum z roku 2011 ve Spojených státech ukázal, že 3,9% populace mělo dnu, zatímco 21,4% mělo hyperurikémii bez příznaků.

Nadbytek kyseliny močové v krvi může vyvolat dnu , bolestivý stav způsobený jehličkovitými krystaly kyseliny močové, které se vysrážejí v kloubech , kapilárách , kůži a dalších tkáních. Dna se může objevit tam, kde jsou hladiny kyseliny močové v séru tak nízké jako 6 mg na 100 ml (357 μmol/l), ale jedinec může mít sérové ​​hodnoty až 9,6 mg na 100 ml (565 μmol/l) a nemusí mít dnu.

U lidí jsou puriny metabolizovány na kyselinu močovou, která je pak vylučována močí. Konzumace některých druhů potravin bohatých na puriny, zejména masa a mořských plodů, zvyšuje riziko dny. Dna může vzniknout pravidelnou konzumací masa, jako jsou játra, ledviny a sladké pečivo, a některých druhů mořských plodů včetně ančoviček, sledě, sardinek, mušlí, mušlí, pstruhů, tresky jednoskvrnné, makrely a tuňáka. Mírný příjem zeleniny bohaté na puriny však není spojen se zvýšeným rizikem dny.

Jednou léčbou dny v 19. století bylo podávání solí lithia ; lithium urát je rozpustnější. Dnes je zánět během záchvatů častěji léčen NSAID , kolchicinem nebo kortikosteroidy a hladiny urátů jsou řízeny alopurinolem . Allopurinol, který slabě inhibuje xanthinoxidázu, je analogem hypoxanthinu, který je hydroxylován xanthinoxidoreduktázou v poloze 2 za vzniku oxipurinolu.

Syndrom lýzy tumoru

Syndrom nádorové lýzy , mimořádný stav, který může vyplývat z rakoviny krve , produkuje vysoké hladiny kyseliny močové v krvi, když nádorové buňky uvolňují svůj obsah do krve, ať už spontánně nebo po chemoterapii . Syndrom lýzy tumoru může vést k akutnímu poškození ledvin, když jsou krystaly kyseliny močové uloženy v ledvinách. Léčba zahrnuje  hyperhydrataci k ředění a vylučování kyseliny močové močí , rasburikázu ke snížení hladin špatně rozpustné kyseliny močové v krvi nebo  alopurinol k inhibici přidání purinového katabolismu k hladinám kyseliny močové.

Lesch – Nyhanův syndrom

Lesch – Nyhanův syndrom , vzácná dědičná porucha, je také spojena s vysokými hladinami kyseliny močové v séru. U tohoto syndromu je vidět spasticita, nedobrovolný pohyb a kognitivní retardace, stejně jako projevy dny.

Kardiovaskulární onemocnění

Hyperurikémie může zvýšit rizikové faktory pro kardiovaskulární onemocnění .

Diabetes typu 2

Hyperurikémie může být spíše důsledkem inzulínové rezistence u diabetu než jeho prekurzoru. Jedna studie ukázala, že vysoká hladina kyseliny močové v séru je spojena s vyšším rizikem diabetu 2. typu , nezávisle na obezitě , dyslipidémii a hypertenzi . Hyperurikémie je spojena se složkami metabolického syndromu , včetně dětí.

Tvorba kamene z kyseliny močové

Ledvinové kameny se mohou tvořit vklady mikrokrystalů urátu sodného.

Úroveň nasycení kyseliny močové v krvi může mít za následek jednu formu ledvinových kamenů, když urát krystalizuje v ledvinách. Tyto kameny kyseliny močové jsou radiolucentní, a proto se neobjevují na břišním prostém rentgenu . Krystaly kyseliny močové mohou také podporovat tvorbu kamenů šťavelanu vápenatého , které působí jako "krystaly zárodku".

Nízká kyselina močová

Nízká hladina kyseliny močové ( hypourikémie ) může mít mnoho příčin. Nízký příjem zinku ve stravě způsobuje nižší hladinu kyseliny močové. Tento účinek může být ještě výraznější u žen užívajících perorální antikoncepci. Sevelamer , lék indikovaný k prevenci hyperfosfatemie u lidí s chronickým selháním ledvin , může výrazně snížit hladinu kyseliny močové v séru.

Roztroušená skleróza

Metaanalýza 10 studií případové kontroly zjistila, že hladiny kyseliny močové v séru pacientů s roztroušenou sklerózou byly významně nižší ve srovnání se zdravými kontrolami, což pravděpodobně naznačuje diagnostický biomarker pro roztroušenou sklerózu.

Normalizace nízké kyseliny močové

Náprava nízkých nebo nedostatečných hladin zinku může pomoci zvýšit hladinu kyseliny močové v séru .

Viz také

  • Theacrin nebo kyselina 1,3,7,9-tetramethylurová, purinový alkaloid obsažený v některých čajích
  • Uracil - purinová nukleobáze pojmenovaná Robertem Behrendem, který se pokoušel syntetizovat deriváty kyseliny močové

Reference

externí odkazy