Ksantin: Delovanje in bolezni

Ksantin se tvori kot vmesni produkt pri razgradnji purinskih nukleotidov do Sečna kislina. Tako predstavlja osrednjo molekulo v kontekstu presnove nukleinske kisline. Ko je motena razgradnja ksantina, pride do tako imenovane ksantinurije.

Kaj je ksantin?

Ksantin predstavlja vmesni produkt pri razgradnji purina v organizmu. Najpomembnejše izhodne spojine so purin baze adenin in gvanin, ki izvirata iz presnove nukleinskih kislin. Je tudi vodi snov v skupini ksantinov. Ksantin je sestavljen iz hetero obroča s šestimi atomi, na katerega je pritrjen še en hetero obroč s petimi atomi. Osnovno okostje ksantinov vsebuje dušik atom na položajih 1, 3, 7 oziroma 9. Vsaka od položajev 4 in 5 vsebuje ogljika atomi, ki spadata v oba obroča. Preostalih 9 položajev je sestavljeno iz ogljika atomi, na katere so vezani različni atomi ali skupine atomov, odvisno od spojine. Pri ksantinu se položaji 2 in 6 hidroksilirata v vsakem primeru. Ko pa se aromatska struktura razbije, vodik ion hidroksilne skupine migrira v obroč dušik. V tem procesu nastanejo dvojne vezi C = O in enojne vezi NH. Ksantin se pokaže kot brezbarvna in kristalinična trdna snov tališče za 360 stopinj. Le malo je topen v hladno voda in zmerno topen v vroči vodi. Poleg tega se raztopi v alkohol. Ksantini vključujejo tudi aktivne sestavine kofein, teobromin ali teofilin, Med drugim.

Funkcija, učinek in naloge

Kot smo že omenili, je ksantin vmesni izdelek pri razgradnji purinov v telesu. Reverzna reakcija ksantina na purin baze ni mogoča. Ko se oblikuje, se izloči iz telesa v pretvorbo v Sečna kislina. Skozi ta postopek je večina dušik v telesu odstrani. Purin baze, kot sestavni deli nukleinska kislina, so sintetizirani iz aminokisline. Med sintezo ne nastajajo proste purinske baze, temveč samo njihovi nukleotidi. Riboza fosfat služi kot izhodna molekula, na katero se s pritrditvijo atomov in skupin atomov sintetizira osnovna struktura purinske baze. Te skupine atomov izvirajo iz presnove aminokislin. Ker je ta postopek zelo energetsko zahteven, se iz njega pridobivajo purinske baze nukleinska kislina po tako imenovani reševalni poti in ponovno vključeni v nukleinske kisline kot mononukleotidi. Nova sinteza purinskih baz in njihova razgradnja ravnovesje drug drugega ven. Boljše kot je reševanje, tj. Recikliranje purinskih baz, deluje, manj ksantina in s tem Sečna kislina telo proizvaja. Ko je ta proces moten, se hitrost presnove v ksantin poveča. Tvorbo ksantina katalizira encim ksantin oksidaza. S pomočjo ksantin oksidaze nastanejo intermediati razgradnje purina, hipoksantin in ksantin. Poleg svoje pomembne vmesne funkcije pri razgradnji purinov deluje tudi spodbujevalno zaradi svoje kemijske strukture v telesu.

Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Ksantin najdemo v kri, mišice in jetra. Nastane med hidroksilacijo purinskih baz na položajih 2 in 6. Predstavlja tudi vodi snovi različnih alkaloidi kot kofein, teobromin oz teofilin. Te snovi najdemo v kava fižol kakav, čajni listi, mate, Guarana ali kola oreški in so znani po spodbudnem učinku. Enako velja za ksantin. Tako naj bi ksantin imel tudi stimulativni učinek. V vinu se v manjši meri tvori med razgradnjo kvasovk. Poleg drugih derivatov ksantina najdemo tudi ksantin v kava fižol, čaj, mate in celo krompir. Poseben spodbujevalni učinek mate čaj naj bi bil posledica vpliva ksantina. Tako kot druge purinske baze tvori nukleozide in nukleotide. Tako nukleozidni ksantozin sestoji iz sladkorja ribofuranozo in ksantin. Dobro znan nukleotid je ksantozin monofosfat (XMP), ki nastaja iz ksantina, riboza in fosfat. XMP v telesu tvori gvanizimonofosfat (GMP) kot osnovni gradnik RNA. Tako kot GMP se tudi XMP uporablja kot a ojačevalec okusa. Ksantin lahko tvori bazne pare z drugimi purinskimi bazami preko vodik obveznice. S pomočjo 2,4-diaminopirimidina in ksantina preučujejo nenavadna parjenja baz, da bi bolje razumeli procese v DNK.

Bolezni in motnje

Ena od motenj, povezanih s ksantinom, je znana kot ksantinurija. Ksantinurija je genetsko povzročena presnovna motnja v presnovi purinov. Encim ksantin oksidaza (XO) zaradi mutacije ni funkcionalen ali deluje le delno. Ksantin oksidaza je odgovorna za katalizacijo razgradnje hipoksantina in ksantina v sečno kislino. Ko razgradnja preneha delovati, se ksantin kopiči v kri. Hipoksantin se lahko reciklira po reševalni poti in vrne v metabolizem purinov. Vendar to za ksantin ni več mogoče. Ker je voda-topen, se lahko izloči z urinom. Raven sečne kisline je nizka. V redkih primerih to lahko vodi do nanosov ksantina v mišicah ali drugih organih. V skrajnih primerih ksantinski kamni v ledvicah vodijo v akutne ledvice neuspeh. Ksantinurija tipa II je povezana z avtizem, upočasnjen duševni razvoj, ledvične ciste, nefrokalcinoza in zmanjšana kostna gostota, med drugimi simptomi. Priporočeno terapija vključuje pitje veliko tekočine in uživanje nizke vsebnosti purina prehrana. Ksantinurija se lahko razvije tudi kot posledica zdravljenja z zdravili za zdravljenje protin z alopurinol. Allopurinol zavira encim ksantin oksidazo, da zniža raven sečne kisline. Namesto povečanega tvorjenja sečne kisline se zdaj poveča ksantin koncentracija. Preprečiti ledvice nastajanje kamnov, vnos tekočine je treba povečati.