Аспекты мета болизма нуклеотидов и нуклеиновых кислот в восстановительной медицине

Нуклеотиды играют в основном роль элементарных единиц в биохимии наследственности. Нуклеотиды кодируют нуклеиновые кислоты, служат для хранения и передачи информации от родителей к потомкам. Кроме этого нуклеотиды выполняют и другие функции.

Моно-, дии трифосфатнуклеозиды в качестве продуктов обмена между нуклеиновыми кислотами контролируют биоэнергетику клетки и регулируют скорость метаболических процессов. Нарушения нуклеотидного обмена в организме человека приводят к различным патологиям.

Особенно существенно влияние образовавшихся в результате метаболического распада нуклеотидов свободных пуриновых и пиримидиновых оснований. Значительная их часть не подвергается дальнейшему распаду, а реутилизируется (используется опять для синтеза пуриновых нуклеотидов). Но метаболический путь в этом случае проще, короче и энергетически выгоднее рассмотренного выше.

Биосинтез нуклеотидов из готовых продуктов состоит из одной лишь реакции. В ходе этой реакции свободный аденин взаимодействует с 5-фосфоребозил-1- пирофосфатом (PRPP). В результате образуется адениновый нуклеотид. Свободный гуанин реутилизируется тем же путем, но при участии другого фермента — ги поксанти н гуан и нфосфорибози лтрансферазы:

У детей встречаются генетические отклонения, связанные с отсутствием этого фермента. Такая недостаточность (синдром Леша-Нихана) бывает только у мальчиков. Синдром обычно проявляется в возрасте около двух лет в виде комплекса таких симптомов, как умственная отсталость, нарушение координации движений, агрессивность по отношению к самим себе. При этой патологии отсутствует синтез нуклеотидов из свободных составляющих, но синтез по рассмотренному пути идет нормально.

Осложнения возникают не из-за недостатка пуриновых нуклеотидов, а, наоборот, из-за их избыточного синтеза. На данном этапе развития медицины делают пункцию — извлечение пробы ткани для изучения отдельно взятых клеток этих больных и постановки точного диагноза, чтобы определить режим питания.

Избыток пуриновых нуклеотидов приводит к чрезмерному образованию и накоплению мочевой кислоты и PRPP. Например, из-за повышенного содержания мочевой кислоты в сыворотке крови и в тканях развивается (преимущественно у мужчин) воспалительная болезнь суставов — подагра. Предполагается, что ее причиной может быть наследственная недостаточность какого-либо из ферментов, участвующих в обмене пуринов.

В курс лечения подагры входит исключение из рациона продуктов, содержащих в больших количествах нуклеотиды и нуклеиновые кислоты. К ним, в частности, относятся чай и кофе, в которых содержатся пурины кофеин и теобромин.

Один из путей лечения подагры — применение аллопуринола. Аллопуринол имеет одинаковый элементный состав с гипоксантином (субстратом ксантиноксидазы), но отличается формулой строения:

Таким образом, он является ингибитором ксантиноксидазы, ответственной за синтез мочевой кислоты из пуринов, и применяется в качестве лекарственного средства.

Предположительно стадию, на которой происходит нарушение пути распада пуриновых нуклеотидов, приводящее к развитию подагры, можно изобразить так, как показано на рис. 9.32.

Рис. 9.32. Окисление ксантина в мочевую кислоту

Некоторая часть свободных составляющих для синтеза нуклеотидов попадает в организм человека с пищей. Так, полученные с пищей нуклсопротеины распадаются сначала на полипептиды и нуклеиновые кислоты. Затем происходит полный гидролиз нуклеиновых кислот до мононуклеотидов. В отношении их дальнейшей судьбы существует два предположения. Согласно первому, они под действием неспецифических фосфатаз в кишечнике разлагаются до нуклеозидов и фосфорной кислоты и в таком виде всасываются. В соответствии со вторым предположением мононуклеотиды всасываются и распад их осуществляется уже внутри клеток слизистой оболочки преимущественно фосфорилитическим путем.

Всасываются в основном нуклеозиды, и в таком виде часть азотистых оснований может быть использована для синтеза нуклеотидов. Если же распад происходит до свободных пуриновых и пиримидиновых оснований, то в этом случае гуанин не используется для синтетических целей.