Ксантин

Ксантин настаје као интермедијарни продукт у распаду пуринских нуклеотида до мокраћне киселине. Тако представља централни молекул у контексту метаболизма нуклеинске киселине. Ако дође до распада ксантина, долази до онога што је познато као ксантинеурија.

Шта је ксантин?

Ксантин је интермедијарни производ у распаду пурина у организму, а најважнија почетна једињења су пуринска база аденин и гванин, која су добијена метаболизмом нуклеинских киселина. Такође је водећа супстанца у групи ксантина.

Ксантин се састоји од хетеро прстена са шест атома, на који је повезан још један хетеро-прстен са пет атома. Основна структура ксантина садржи атом азота на позицијама 1, 3, 7 и 9. Свака позиција 4 и 5 садржи атоме угљеника који припадају оба прстена. Преостали од укупно 9 положаја састоје се од атома угљеника на које су везани различити атоми или групе атома у зависности од једињења. У случају ксантина, положаји 2 и 6 су хидроксилирани.

Међутим, с пропадањем структуре арома, јони водоника хидроксилне групе прелазе у азот у прстену. У процесу се формирају Ц = О двоструке везе и НХ појединачне везе. Ксантин је безбојна и кристална чврста супстанца са талиштем од 360 степени. Растворљив је само у хладној води и умерено растворљив у топлој води. Такође се раствара у алкохолу. Ксантини такође укључују активне састојке кофеин, теобромин и теофилин.

Функција, ефекат и задаци

Као што је раније поменуто, ксантин је интермедијарни производ у разградњи пурина у телу. Реверзна реакција из ксантина у пуринске базе није могућа. Једном када се појави, он се елиминише из организма, претварајући га у мокраћну киселину.

Овим процесом се уклања велики део азота у организму. Пуринске базе као компоненте нуклеинских киселина синтетишу се из аминокиселина. Током синтезе се не стварају слободне пуринске базе, већ само нуклеотиди. Рибозни фосфат служи као полазна молекула на којој се основна структура пуринске базе синтетише додавањем атома и група атома. Ове атомске групе потичу из метаболизма аминокиселина. Пошто је овај процес веома енергетски интензиван, пуринске базе се обнављају из нуклеинских киселина такозваним путем спашавања и поново се интегришу у нуклеинске киселине као мононуклеотид.

Нова синтеза пуринских база и њихово разлагање су уравнотежени. Што бољи пут спашавања, тј. Рециклирање пуринских база, то мање ксантина, а тиме и мокраћне киселине које тело производи. Када се овај процес поремети, метаболичка стопа за стварање ксантина расте. Стварање ксантина катализује ензим ксантин оксидаза. Уз помоћ ксантин оксидазе формирају се интермедијарни производи разградње пурина, хипоксантин и ксантин. Поред своје важне функције као посредног производа при разградњи пурина, он има и стимулативан ефекат захваљујући својој хемијској структури у телу.

Образовање, појава, својства и оптималне вредности

Ксантин се налази у крви, мишићима и јетри. Настаје током хидроксилације пуринских база на позицијама 2 и 6. Такође је оловна супстанца различитих алкалоида као што су кофеин, теобромин или теофилин. Те супстанце се налазе у зрнима кафе, какау, чајном листу, мату, гуарани или орахима кола и познати су по својим стимулишуће дејство

Исто важи и за ксантин. Стимулирајуће дејство се приписује ксантину. У вину се формира у малој мери када се квасци разграде. Поред осталих деривата ксантина, ксантин се такође налази у зрнцима кафе, чају, пари па чак и у кромпиру. Каже се да нарочито стимулативан ефекат матичног чаја настаје због утицаја ксантина. Као и друге пуринске базе, он ствара нуклеозиде и нуклеотиде. Нуклеозидни ксантхосин састоји се од шећерне рибофуранозе и ксантина.

Добро познати нуклеотид је ксантхосин монофосфат (КСМП), који се формира од ксантина, рибозе и фосфата. Гуанисимонофосфат (ГМП) се формира из КСМП у телу као основни градивни блок РНА. Као и ГМП, КСМП се такође користи као појачивач укуса. Ксантин може формирати парове база са другим пуринским базама преко водоничних веза. Уз помоћ 2,4-диаминопиримидина и ксантина, испитују се необичне базе како би се боље разумели процеси у ДНК.

Болести и поремећаји

Болест у вези са ксантином је такозвана ксантинурија.Ксантинурија је генетски метаболички поремећај у метаболизму пурина. Због мутације, ензим ксантин оксидаза (КСО) није или је само делимично функционалан.

Ксантин оксидаза је одговорна за катализирање разградње хипоксантина и ксантина у мокраћну киселину. Када квар престане да делује, ксантин се сакупља у крви. Хипоксантин се може рециклирати путем спасења и вратити у метаболизам пурина. Међутим, то за ксантин више није могуће. Пошто је растворљив у води, може се излучити урином. Ниво мокраћне киселине је низак. У ретким случајевима то може довести до накупљања ксантина у мишићима или другим органима. У екстремним случајевима, ксантински камење у бубрезима доводи до акутног затајења бубрега.

Ксантинурија типа ИИ повезана је, између осталог, са аутизмом, менталном ретардацијом, бубрежним цистама, нефрокалцинозом и смањеном густином костију. Много дијета за пиће и дијету с ниском разином пурина препоручује се као терапија. Ксантинурија се такође може развити лечењем гихта алопуринолом. Алопуринол делује блокирајући ензим ксантин оксидазу да снизи ниво мокраћне киселине. Уместо повећане производње мокраћне киселине повећава се концентрација ксантина. Да би се спречило стварање бубрежних каменаца, унос течности мора бити повећан.