בסיסי פורין הם חומרים הנוצרים בגוף האדם בעיקר מבשרים במשקל מולקולרי נמוך - תוצרים של חילוף חומרים של פחמימות וחלבונים. הם ממלאים תפקיד חשוב בבניית חומצות דאוקסיריבונוקלאיות וריבונוקלאיות, הנושאות מידע גנטי. הפרעות שונות בחילוף החומרים בפורין מובילות להפרעות בריאותיות קשות.
Description
בסיסי פורין הם נגזרות של פורין, תרכובות טבעיות אורגניות. המפורסמים והנפוצים שבהם הם אדנין, גואנין, קפאין, תיאוברומין, תיאופילין. שלושת החומרים האחרונים הם בסיסים חלשים מאוד. קפאין יכול להיחשב כתרכובת כמעט ניטרלית. פורינים אינם יוצרים מלחים עם חומצות מינרליות.
כל בסיסי הפורין מסיסים בצורה גרועה במים. עם תוספת של חומצות אורגניות (בנזואיק, סליצילי), המלחים שלהן ועליית הטמפרטורה, מסיסות הקפאין עולה. נכס זה מבוסס על השגהתרופות עם התוכן שלה (משתנים, תרופות לטיפול במיגרנה, פתולוגיות זיהומיות והרעלות, מלווה בדיכאון של מערכת העצבים). תיאופילין ותיאוברומין מסוגלים ליצור מלחים עם מתכות, מה שמאפשר לזהות אותם.
היווצרות חומרים
סינתזה של בסיסי פורין מיוצרת בכל תאי גוף האדם, אך בעיקר בכבד. 6 מולקולות ATP מתבזבזות על היווצרותן.
מטבוליזם חיצוני של חומרים אלה מתרחש במספר שלבים:
- נוקלאופרוטאין נכנסים לגוף עם מזון.
- בהשפעת אנזימים מקבוצת ההידרולאז, הם מבוקעים ומשתחררות חומצות גרעין במעי.
- מיץ הלבלב מבצע הידרוליזה של חומצות גרעין לפולינוקלאוטידים.
- במעי, הם מפורקים עוד יותר למונונוקלאוטידים.
- בהשפעת אנזימים, האחרונים מומרים לנוקלאוזידים המכילים בסיסים חנקן הקשורים לסוכר.
- נוקלאוזידים נספגים בלומן המעי או מתפרקים לבסיסי פורין ופירימידין.
בסיסי פורין הם חומרים שהיווצרותם מווסתת בשיטת משוב שלילי. במילים אחרות, התוצר הסופי של התגובה מדכא את השלבים הראשוניים של התהליך (בעזרת אדנוזין מונופוספט וגואנוזין מונופוספט). מַפְתֵחַהתגובות של הסינתזה שלהם משמשות כיום לפיתוח תרופות חדשות נגד סרטן.
אדנין וגואנין
אדנין וגואנין הם בסיסי פורין, נגזרות האמינו שלו. הם חלק מהנוקלאוטידים, שהם היחידות המונומריות של חומצות הגרעין. התפקידים החשובים ביותר של בסיסי פורין ב-DNA הם:
- אחסון והעברה של מידע גנטי;
- השתתפות בתהליך חלוקת התא;
- ביוסינתזה של חלבון;
- בניית תאים.
אדנין וגואנין מתקבלים במעבדה על ידי הידרוליזה של חומצות גרעין. גואנין מבודד גם מקשקשי דגים ומשמש כפיגמנט פנינה בקוסמטיקה.
פונקציות אחרות בגוף
בנוסף לחומצות גרעין, אדנין וגואנין הם מרכיבים של תרכובות אורגניות חשובות כמו:
- אדנוזין מעורב בתהליכים ביוכימיים (העברת אנרגיה ודחפים עצביים, פעולה אנטי דלקתית). מדענים מאמינים שלחומר זה יש תפקיד בוויסות השינה.
- אדנוזין פוספטים, החיוניים לסינתזת ATP. האחרון הוא מקור חשוב לאנרגיה בכל התהליכים הביוכימיים בבעלי חיים.
- חומצות זרחתיות אדנוזין (מונו-, די-וטרי-פוספוריות) המעורבות בביוסינתזה של חלבונים, ויסות הורמונים, מטבוליזם של שומנים, יצירת סטרואידים, ויסות חדירות ממברנת התא.
- נוקלאוטידים אדנין האחראים להורדת לחץ הדם, התכווצות של הרחם ושריר הלב.
בסיסי פורין הם חומרים פעילים ביולוגית שיש להם את ההשפעה הבאה על הגוף:
- משתן;
- גירוי מערכת העצבים המרכזית, במיוחד עם קפאין;
- דופק מוגבר;
- הגדלה של לומן של כלי הדם (בעיקר אלה בשרירים, במוח, בלב ובכליות);
- ירידה בקרישי דם.
תיאוברומין משמש גם לטיפול בפתולוגיות ברונכו-ריאה. כמו קפאין, הוא מעורר את שריר הלב ומגביר את כמות השתן המיוצרת. זה כלול בהרכב של משחות שיניים כדי לשחזר מינרליזציה של האמייל ולהגביר את הקשיות שלה, עמידות לעששת. תיאוברומין מתקבל מפולי קקאו, טחונים, נטולי שומן ומבושלים עם תמיסה של חומצה גופרתית. לאחר מכן, הוא מטופל בתחמוצת עופרת, שוטף ומשקע באמוניה.
Decomposition
החומרים הסופיים של חילוף החומרים של בסיסי גרעין פורין בגוף של בני אדם, פרימטים, ציפורים ויונקים רבים הם היפוקסנטין וחומצת שתן, המופרשת בעיקר עם שתן, ורק כמות קטנה ממנה משתחררת הגוף עם צואה (עד 20%). אותן תרכובות שאינן מתחמצנות בלומן המעי, אלא נספגות, מתפרקות גם יותר לחומצת שתן.
לפי מדענים, חומצות גרעין שנכנסות לגוף עם מזון אינן מקור לחומרים אלו, למרות שתכולתן במזון מגיעה לכמות משמעותית.
פירוק בסיסי פורין בבעלי חיים עלול להתרחש לאמוניה ואוריאה. לחלק מהיונקים יש גם אנזים כמו אוראט אוקסידאז. הוא הופך חומצת שתן לאלנטואין, שהוא מסיס יותר במים. בהפרעות מטבוליות בבני אדם, גבישי חומצה מושקעים בשרירים, באצבעות ובסחוס, מה שמוביל להתפתחות גאוט.
הפירוק של תרכובות אלו מתרחש בעיקר בכבד, במעי הדק ובכליות. הסרת חומצת שתן דרך המעיים מתרחשת יחד עם מרה, שם, בהשפעת המיקרופלורה, תרכובת זו מתפרקת לפחמן דו חמצני ומים. כמות החומצה הכוללת המופרשת ביום באדם בריא היא כ-0.6 גרם.
Reuse
מיחזור של בסיסי פורין היא תופעה המורכבת משימוש חוזר בהם. תהליך זה נצפה ברקמות הגדלות במהירות (בעוברים, במהלך התחדשות הנזק, בגידולים). במקרים אלו, קיימת סינתזה פעילה של חומצות גרעין, ואובדן מבשריהן (בסיסי פורין) הופך לבלתי מקובל.
הסינתזה של נוקלאוטידים מתרחשת במסלול קצר יותר, בעזרת האנזים hypoxanthine-guanine-phosphoribosyltransferase. בנוכחות מחסור גנטי של חומר זה בילדים, מתרחש קומפלקס שלם של תסמינים פתולוגיים,נקראת תסמונת לש-ניהן. כלפי חוץ, מחלה נדירה וחשוכת מרפא זו מתבטאת בצורה של פיגור שכלי, פגיעה בקואורדינציה של תנועות ותוקפנות קיצונית המכוונת כלפי עצמו.
הפרה של תהליכים מטבוליים
חילוף חומרים לקוי של בסיסים פורין של חומצות נוקלאוטידים מוביל גם לפתולוגיות הבאות:
- מחסור בחיסון הנגרם מהיעדר האנזים נוקלאוזיד פוספורילאז.
- מחלת גירק היא מחלת גליקוגן שנקבעה גנטית.
- Xanthinuria הוא מחסור תורשתי של האנזים xanthine oxidase.
- היווצרות אבנים במערכת השתן.
גאוט ואורוליתיאזיס
בגאוט, הסינתזה של חומצת שתן עולה בהרבה על הכמות המופרשת מהגוף. מכיוון שמסיסות המלחים של חומר זה נמוכה, הם מצטברים בדם, ברקמות הרכות ובמפרקים. זה מוביל להופעת צמתים ולהתפתחות דלקת (דלקת מפרקים שגדונית). אחד התסמינים של מחלה זו הוא כאבים עזים בלילה באצבעות הרגליים.
אצל גברים, פתולוגיה זו מתרחשת פי 20 יותר מאשר בנשים. הטיפול בגאוט הוא דיאטה קפדנית הנמנעת ממזונות עשירים בבסיסי פורין. כתרופות, נעשה שימוש באלופורינול, המעכב את הפעילות של המרת בסיס הפורין של קסנטין לחומצת שתן, כמו גם חומרים לשיפור הפרשתו.("Anturan", "Zinhofen" ואחרים).
הפרה של חילופי בסיסים פורין היא אחד הגורמים לאורוליתיאזיס. זה נמצא במחצית מהאנשים עם גאוט. התוכן המוגבר של urates בשתן מוביל להשקעתם בדרכי השתן. כטיפול, מומלץ גם להקפיד על תזונה המורכבת בעיקר ממזון צמחי. זה מקדם אלקליזציה של שתן והתמוססות של urates.
אוכל
מקורות טבעיים ומלאכותיים לבסיסי פורין של חומצות גרעין הם:
- קפאין - עלי תה ירוק, עץ קפה, קקאו, גוארנה (ליאנה מטפסת מהסוג פאוליניה), משקאות קלים (קולה ואחרים);
- theobromine - קליפת שעועית;
- theophylline - תה ירוק, פולי קפה.
נמצא גם בשוקולד, בשר, כבד ויין אדום.
