Պուրինային հիմքերը նյութեր են, որոնք առաջանում են մարդու մարմնում հիմնականում ցածր մոլեկուլային քաշի պրեկուրսորներից՝ ածխաջրերի և սպիտակուցների նյութափոխանակության արտադրանքներից: Նրանք կարևոր դեր են խաղում գենետիկ տեղեկատվություն կրող դեզօքսիռիբոնուկլեինային և ռիբոնուկլեինաթթուների կառուցման գործում։ Պուրինային նյութափոխանակության տարբեր խանգարումներ հանգեցնում են առողջական լուրջ խանգարումների։
Նկարագրություն
Պուրինային հիմքերը պուրինի, օրգանական բնական միացությունների ածանցյալներ են: Դրանցից ամենահայտնին ու տարածվածն են ադենինը, գուանինը, կոֆեինը, թեոբրոմինը, թեոֆիլինը։ Վերջին երեք նյութերը շատ թույլ հիմքեր են։ Կոֆեինը կարելի է համարել գրեթե չեզոք միացություն։ Պուրինները հանքային թթուներով աղեր չեն կազմում։
Բոլոր պուրինային հիմքերը վատ են լուծվում ջրում: Օրգանական թթուների (բենզոյան, սալիցիլային), դրանց աղերի ավելացումով և ջերմաստիճանի բարձրացմամբ կոֆեինի լուծելիությունը մեծանում է։ Այս գույքը հիմնված է ձեռք բերելու վրադեղեր իր բովանդակությամբ (միզամուղներ, միգրենի, վարակիչ պաթոլոգիաների և թունավորումների բուժման համար նախատեսված դեղամիջոցներ, որոնք ուղեկցվում են նյարդային համակարգի դեպրեսիայով): Թեոֆիլինը և թեոբրոմինը կարողանում են մետաղների հետ աղեր առաջացնել, ինչը հնարավորություն է տալիս նույնականացնել դրանք։
Նյութերի առաջացում
Պուրինային հիմքերի սինթեզն արտադրվում է մարդու մարմնի բոլոր բջիջներում, բայց հիմնականում՝ լյարդում։ 6 ATP մոլեկուլ ծախսվում է դրանց ձևավորման վրա։
Այս նյութերի արտաքին նյութափոխանակությունը տեղի է ունենում մի քանի փուլով.
- Նուկլեոպրոտեինները մտնում են օրգանիզմ սննդի հետ միասին։
- Հիդրոլազների դասի ֆերմենտների ազդեցությամբ դրանք ճեղքվում են և աղիքներում նուկլեինաթթուներ են արտազատվում։
- Ենթաստամոքսային գեղձի հյութը հիդրոլիզացնում է նուկլեինաթթուները պոլինուկլեոտիդների:
- Աղիքներում դրանք հետագայում տրոհվում են մոնոնուկլեոտիդների:
- Ֆերմենտների ազդեցության տակ վերջիններս վերածվում են շաքարի հետ կապված ազոտային հիմքեր պարունակող նուկլեոզիդների։
- Նուկլեոզիդները կա՛մ ներծծվում են աղիքային լույսում, կա՛մ քայքայվում են պուրինային և պիրիմիդինային հիմքերի:
Պուրինային հիմքերը այն նյութերն են, որոնց առաջացումը կարգավորվում է բացասական արձագանքի մեթոդով։ Այլ կերպ ասած, ռեակցիայի վերջնական արտադրանքը ճնշում է գործընթացի սկզբնական փուլերը (ադենոզին մոնոֆոսֆատի և գուանոզին մոնոֆոսֆատի օգնությամբ): Բանալիդրանց սինթեզի ռեակցիաները ներկայումս օգտագործվում են նոր հակաքաղցկեղային դեղամիջոցներ մշակելու համար։
Ադենին և գուանին
Ադենինը և գուանինը պուրինային հիմքեր են, նրա ամինային ածանցյալները: Դրանք նուկլեոտիդների մի մասն են, որոնք նուկլեինաթթուների մոնոմերային միավորներն են։ ԴՆԹ-ում պուրինային հիմքերի ամենակարևոր գործառույթներն են՝
- գենետիկ տեղեկատվության պահպանում և փոխանցում;
- մասնակցություն բջիջների բաժանման գործընթացին;
- սպիտակուցի կենսասինթեզ;
- կառուցում բջիջներ.
Ադենինը և գուանինը ստանում են լաբորատորիայում նուկլեինաթթուների հիդրոլիզով։ Գուանինը նաև մեկուսացված է ձկան թեփուկներից և օգտագործվում է որպես կոսմետիկայի մեջ որպես մարգարիտ պիգմենտ:
Օրգանիզմի այլ գործառույթներ
Նուկլեինաթթուներից բացի, ադենինը և գուանինը այնպիսի կարևոր օրգանական միացությունների բաղկացուցիչներ են, ինչպիսիք են՝
- Ադենոզինը մասնակցում է կենսաքիմիական գործընթացներին (էներգիայի և նյարդային ազդակների փոխանցում, հակաբորբոքային ազդեցություն): Գիտնականները կարծում են, որ այս նյութը դեր է խաղում քնի կարգավորման գործում։
- Ադենոզին ֆոսֆատներ, որոնք անհրաժեշտ են ATP-ի սինթեզի համար: Վերջինս էներգիայի կարևոր աղբյուր է կենդանիների բոլոր կենսաքիմիական գործընթացներում։
-
Ադենոզինֆոսֆորական թթուներ (մոնո-, երկ- և եռաֆոսֆորական) ներգրավված սպիտակուցների կենսասինթեզի, հորմոնների կարգավորման, լիպիդային նյութափոխանակության, ստերոիդների ձևավորման, բջջային թաղանթների թափանցելիության կարգավորման մեջ:
- Ադենին նուկլեոտիդներ, որոնք պատասխանատու են արյան ճնշման, արգանդի և սրտի մկանների կծկողականության իջեցման համար:
Պուրինային հիմքերը կենսաբանորեն ակտիվ նյութեր են, որոնք ունեն հետևյալ ազդեցությունն օրգանիզմի վրա.
- միզամուղ;
- խթանում է կենտրոնական նյարդային համակարգը, հատկապես կոֆեինով;
- սրտի հաճախության բարձրացում;
- արյան անոթների լույսի մեծացում (հիմնականում մկանների, ուղեղի, սրտի և երիկամների)
- արյան թրոմբների նվազում։
Թեոբրոմինը նույնպես օգտագործվում է բրոնխոթոքային պաթոլոգիաների բուժման համար։ Ինչպես կոֆեինը, այն գրգռում է սրտի մկանները և ավելացնում արտադրվող մեզի քանակը: Այն ընդգրկված է ատամի մածուկների բաղադրության մեջ՝ էմալի հանքայնացումը վերականգնելու և դրա կարծրությունը, կարիեսի նկատմամբ դիմադրողականությունը բարձրացնելու համար։ Թեոբրոմինը ստացվում է կակաոյի հատիկներից, աղացած, յուղազերծում և եփում ծծմբաթթվի լուծույթով։ Դրանից հետո այն մշակվում է կապարի օքսիդով, լվանում և նստեցնում ամոնիակով։
Քայքայման
Մարդկանց, պրիմատների, թռչունների և շատ կաթնասունների մարմնում պուրինային նուկլեինային հիմքերի նյութափոխանակության վերջնական նյութերն են հիպոքսանտինը և միզաթթուն, որոնք արտազատվում են հիմնականում մեզի հետ, և դրա միայն մի փոքր մասն է արտազատվում: մարմինը կղանքով (մինչև 20%): Այն միացությունները, որոնք չեն օքսիդանում աղիքային լույսում, բայց ներծծվում են, նույնպես հետագայում քայքայվում են միզաթթվի:
Գիտնականների կարծիքով՝ նուկլեինաթթուները, որոնք օրգանիզմ են մտնում սննդի հետ միասին, այդ նյութերի աղբյուր չեն, թեև դրանց պարունակությունը սննդի մեջ զգալի քանակի է հասնում։
Կենդանիների մեջ պուրինային հիմքերի տարրալուծումը կարող է առաջանալ ամոնիակի և միզանյութի նկատմամբ: Որոշ կաթնասուններ ունեն նաև ուրատ օքսիդազի նման ֆերմենտ: Այն միզաթթուն վերածում է ալանտոինի, որն ավելի լուծելի է ջրում։ Մարդկանց մոտ նյութափոխանակության խանգարումների դեպքում թթվային բյուրեղները կուտակվում են մկաններում, մատներում և աճառում, ինչը հանգեցնում է հոդատապի զարգացմանը։
Այս միացությունների տարրալուծումը հիմնականում տեղի է ունենում լյարդում, բարակ աղիքներում և երիկամներում։ Միզաթթվի հեռացումը աղիների միջոցով տեղի է ունենում լեղու հետ միասին, որտեղ միկրոֆլորայի ազդեցության տակ այս միացությունը քայքայվում է ածխաթթու գազի և ջրի մեջ: Առողջ մարդու մոտ օրական արտազատվող թթվի ընդհանուր քանակը կազմում է մոտ 0,6 գ։
Վերօգտագործում
Պուրինային հիմքերի վերամշակումը մի երևույթ է, որը բաղկացած է դրանց բազմակի օգտագործման մեջ: Այս գործընթացը նկատվում է արագ աճող հյուսվածքներում (սաղմերում, վնասների վերականգնման ժամանակ, ուռուցքներում)։ Այս դեպքերում տեղի է ունենում նուկլեինաթթուների ակտիվ սինթեզ, և դրանց պրեկուրսորների (պուրինային հիմքերի) կորուստը դառնում է անընդունելի։
Նուկլեոտիդների սինթեզը տեղի է ունենում ավելի կարճ ճանապարհով՝ հիպոքսանտին-գուանին-ֆոսֆորիբոսիլտրանսֆերազ ֆերմենտի օգնությամբ։ Երեխաների մոտ այս նյութի գենետիկական անբավարարության առկայության դեպքում առաջանում է պաթոլոգիական ախտանիշների մի ամբողջ համալիր.կոչվում է Լեշ-Նիհան համախտանիշ: Արտաքնապես այս հազվագյուտ և գործնականում անբուժելի հիվանդությունը դրսևորվում է մտավոր հետամնացության, շարժումների կոորդինացման խանգարման և իր դեմ ուղղված ծայրահեղ ագրեսիվության տեսքով։
Նյութափոխանակության գործընթացների խախտում
Նուկլեոտիդային թթուների պուրինային հիմքերի նյութափոխանակության խանգարումը հանգեցնում է նաև հետևյալ պաթոլոգիաների՝
- Իմունային անբավարարություն՝ առաջացած նուկլեոզիդ ֆոսֆորիլազ ֆերմենտի բացակայությամբ:
- Girke's հիվանդությունը գենետիկորեն պայմանավորված գլիկոգեն հիվանդություն է:
- Քսանտինուրիան քսանտին օքսիդազ ֆերմենտի ժառանգական անբավարարություն է:
- Քարերի առաջացում միզուղիների համակարգում.
Պոդագրա և միզաքարային հիվանդություն
Պոդագրայի դեպքում միզաթթվի սինթեզը զգալիորեն գերազանցում է օրգանիզմից արտազատվող քանակությունը: Քանի որ այս նյութի աղերի լուծելիությունը ցածր է, դրանք կուտակվում են արյան մեջ, փափուկ հյուսվածքներում և հոդերի մեջ։ Սա հանգեցնում է հանգույցների առաջացմանը և բորբոքման (հոդատապային արթրիտ) զարգացմանը։ Այս հիվանդության ախտանշաններից է ուժեղ ցավը գիշերը մատների մեծ մատների շրջանում։
Տղամարդկանց մոտ այս պաթոլոգիան առաջանում է 20 անգամ ավելի հաճախ, քան կանանց մոտ։ Գուտի բուժումը խիստ դիետա է, որը խուսափում է պուրինային հիմքերով հարուստ մթերքներից: Որպես դեղամիջոց օգտագործվում է ալոպուրինոլը, որն արգելակում է քսանտինի պուրինային հիմքը միզաթթվի վերածելու ակտիվությունը, ինչպես նաև դրա արտազատումը ուժեղացնող միջոցներ:(«Անթուրան», «Զինհոֆեն» և այլն):
Պուրինային հիմքերի փոխանակման խախտումը միզաքարային հիվանդությունների պատճառներից մեկն է։ Այն հանդիպում է հոդատապով հիվանդների կեսի մոտ։ Մեզում ուրատների ավելացված պարունակությունը հանգեցնում է միզուղիներում դրանց նստվածքի: Որպես բուժում՝ խորհուրդ է տրվում նաև հետևել սննդակարգին, որը բաղկացած է հիմնականում բուսական մթերքներից։ Սա նպաստում է մեզի ալկալացմանը և ուրատների տարրալուծմանը:
Սնունդ
Նուկլեինաթթուների պուրինային հիմքերի բնական և արհեստական աղբյուրներն են՝
- կոֆեին - կանաչ թեյի տերևներ, սուրճի ծառ, կակաո, գուարանա (մագլցող լիանա Paulinia սեռի), զովացուցիչ ըմպելիքներ (կոլա և այլն);
- թեոբրոմին - լոբի կեղև;
- թեոֆիլին - կանաչ թեյ, սուրճի հատիկներ:
Հանդիպում է նաև շոկոլադի, մսի, լյարդի և կարմիր գինու մեջ։
