Ξανθίνη

Ξανθίνη προκύπτει ως ενδιάμεσο προϊόν στη διάσπαση των νουκλεοτιδίων πουρίνης σε ουρικό οξύ. Αντιπροσωπεύει έτσι ένα κεντρικό μόριο στο πλαίσιο του μεταβολισμού νουκλεϊκών οξέων.Αν συμβεί η διάσπαση της ξανθίνης, εμφανίζεται η λεγόμενη ξανθουρία.

Τι είναι η ξανθίνη;

Η ξανθίνη είναι ένα ενδιάμεσο προϊόν στη διάσπαση των πουρινών στον οργανισμό. Οι σημαντικότερες αρχικές ενώσεις είναι οι βάσεις πουρίνης αδενίνη και γουανίνη, οι οποίες προέρχονται από το μεταβολισμό νουκλεϊκών οξέων. Είναι επίσης η κύρια ουσία στην ομάδα των ξανθινών.

Η ξανθίνη αποτελείται από έναν ετερο δακτύλιο με έξι άτομα, στον οποίο είναι συνδεδεμένος ένας άλλος ετερο δακτύλιος με πέντε άτομα. Η βασική δομή των ξανθινών περιέχει ένα άτομο αζώτου στις θέσεις 1, 3, 7 και 9. Οι θέσεις 4 και 5 το καθένα περιέχουν άτομα άνθρακα που ανήκουν και στους δύο δακτυλίους. Το υπόλοιπο του συνόλου των 9 θέσεων αποτελείται από άτομα άνθρακα στα οποία δεσμεύονται διαφορετικά άτομα ή ομάδες ατόμων ανάλογα με την ένωση. Στην περίπτωση της ξανθίνης, οι θέσεις 2 και 6 υδροξυλιώνονται.

Ωστόσο, με την ανάλυση της δομής του αρώματος, το ιόν υδρογόνου της υδροξυλομάδας μεταναστεύει στο άζωτο του δακτυλίου. Στη διαδικασία, σχηματίζονται διπλοί δεσμοί C = O και μοναδικοί δεσμοί NH. Η ξανθίνη είναι ένα άχρωμο και κρυσταλλικό στερεό με σημείο τήξης 360 μοιρών. Είναι ελάχιστα διαλυτό στο κρύο νερό και μέτρια διαλυτό στο ζεστό νερό. Διαλύεται επίσης στο αλκοόλ. Οι ξανθίνες περιλαμβάνουν επίσης τα ενεργά συστατικά καφεΐνη, θεοβρωμίνη και θεοφυλλίνη.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η ξανθίνη είναι ένα ενδιάμεσο προϊόν στη διάσπαση των πουρινών στο σώμα. Η αντίστροφη αντίδραση από την ξανθίνη προς τις βάσεις πουρίνης δεν είναι δυνατή. Μόλις εμφανιστεί, απεκκρίνεται από το σώμα, μετατρέποντάς το σε ουρικό οξύ.

Ένα μεγάλο μέρος του αζώτου στο σώμα απορρίπτεται μέσω αυτής της διαδικασίας. Οι βάσεις πουρίνης ως συστατικά των νουκλεϊκών οξέων συντίθενται από αμινοξέα. Δεν δημιουργούνται ελεύθερες βάσεις πουρίνης κατά τη διάρκεια της σύνθεσης, μόνο τα νουκλεοτίδια τους. Η φωσφορική ριβόζη χρησιμεύει ως το αρχικό μόριο, στο οποίο συντίθεται η βασική δομή της βάσης πουρίνης προσθέτοντας άτομα και ομάδες ατόμων. Αυτές οι ομάδες ατόμων προέρχονται από το μεταβολισμό των αμινοξέων. Δεδομένου ότι αυτή η διεργασία είναι πολύ ενεργειακή, οι βάσεις πουρίνης ανακτώνται από νουκλεϊκά οξέα μέσω της λεγόμενης οδού διάσωσης και επανεντάσσονται στα νουκλεϊκά οξέα ως μονο νουκλεοτίδια.

Η νέα σύνθεση των βάσεων πουρίνης και η κατανομή τους είναι ισορροπημένη. Όσο καλύτερη είναι η οδός διάσωσης, δηλαδή η ανακύκλωση των βάσεων πουρίνης, τόσο λιγότερη ξανθίνη και έτσι επίσης το ουρικό οξύ που παράγει το σώμα. Όταν αυτή η διαδικασία διαταράσσεται, αυξάνεται ο μεταβολικός ρυθμός για το σχηματισμό ξανθίνης. Ο σχηματισμός της ξανθίνης καταλύεται από το ένζυμο οξειδάση ξανθίνης. Τα ενδιάμεσα προϊόντα διάσπασης πουρίνης, υποξανθίνης και ξανθίνης, σχηματίζονται με τη βοήθεια της οξειδάσης ξανθίνης. Εκτός από τη σημαντική λειτουργία του ως ενδιάμεσου προϊόντος στην κατανομή των πουρινών, η χημική του δομή στο σώμα έχει επίσης διεγερτικό αποτέλεσμα.

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Η ξανθίνη βρίσκεται στο αίμα, στους μύες και στο συκώτι. Σχηματίζεται κατά την υδροξυλίωση των βάσεων πουρίνης στις θέσεις 2 και 6. Είναι επίσης η βασική ουσία διαφόρων αλκαλοειδών όπως η καφεΐνη, η θεοβρωμίνη ή η θεοφυλλίνη. Αυτές οι ουσίες βρίσκονται σε κόκκους καφέ, κακάο, φύλλα τσαγιού, σύντροφο, γκουαράνα και κόλα και είναι γνωστά για τα διεγερτικό αποτέλεσμα.

Το ίδιο ισχύει και για την ξανθίνη. Ένα διεγερτικό αποτέλεσμα αποδίδεται στην ξανθίνη. Στο κρασί σχηματίζεται σε μικρό βαθμό όταν διαλύονται οι ζύμες. Εκτός από τα άλλα παράγωγα ξανθίνης, η ξανθίνη βρίσκεται επίσης σε κόκκους καφέ, τσάι, σύντροφο και ακόμη και σε πατάτες. Η ειδική διεγερτική δράση του τσαγιού mate οφείλεται στην επίδραση της ξανθίνης. Όπως και οι άλλες βάσεις πουρίνης, σχηματίζει νουκλεοζίτες και νουκλεοτίδια. Η νουκλεοσίδη ξανθοσίνη αποτελείται από τη ριβοφουρανόζη σακχάρου και την ξανθίνη.

Ένα πολύ γνωστό νουκλεοτίδιο είναι η μονοφωσφορική ξανθοσίνη (XMP), η οποία σχηματίζεται από ξανθίνη, ριβόζη και φωσφορικό άλας. Το γουανισιμονοφωσφορικό (GMP) σχηματίζεται από το XMP στο σώμα ως βασικό δομικό στοιχείο του RNA. Όπως το GMP, το XMP χρησιμοποιείται επίσης ως ενισχυτικό γεύσης. Η ξανθίνη μπορεί να σχηματίσει ζεύγη βάσεων με άλλες βάσεις πουρίνης μέσω δεσμών υδρογόνου. Με τη βοήθεια της 2,4-διαμινοπυριμιδίνης και της ξανθίνης, εξετάζονται ασυνήθιστα ζευγάρια βάσεων για την καλύτερη κατανόηση των διαδικασιών στο DNA.

Ασθένειες & Διαταραχές

Μια ασθένεια που σχετίζεται με την ξανθίνη είναι η λεγόμενη ξανθουρία. Η ξανθουρία είναι μια γενετική μεταβολική διαταραχή στον μεταβολισμό πουρίνης. Λόγω μιας μετάλλαξης, το ένζυμο οξειδάση ξανθίνης (XO) δεν είναι ή είναι μερικώς λειτουργικό.

Η οξειδάση της ξανθίνης είναι υπεύθυνη για την κατάλυση της διάσπασης της υποξανθίνης και της ξανθίνης σε ουρικό οξύ. Όταν η ανάλυση σταματήσει να λειτουργεί, η ξανθίνη συλλέγεται στο αίμα. Η υποξανθίνη μπορεί να ανακυκλωθεί μέσω της οδού διάσωσης και να επιστρέψει στον μεταβολισμό της πουρίνης. Ωστόσο, αυτό δεν είναι πλέον δυνατό για την ξανθίνη. Δεδομένου ότι είναι διαλυτό στο νερό, μπορεί να απεκκρίνεται στα ούρα. Τα επίπεδα ουρικού οξέος είναι χαμηλά. Σε σπάνιες περιπτώσεις, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αποθέσεις ξανθίνης στους μυς ή σε άλλα όργανα. Σε ακραίες περιπτώσεις, οι πέτρες ξανθίνης στα νεφρά οδηγούν σε οξεία νεφρική ανεπάρκεια.

Η ξανθινοουρία τύπου II σχετίζεται με αυτισμό, καθυστερημένη πνευματική ανάπτυξη, κύστεις νεφρών, νεφροκαλκίνωση και μειωμένη οστική πυκνότητα, μεταξύ άλλων. Συνιστάται πολλή κατανάλωση αλκοόλ και δίαιτα χαμηλής περιεκτικότητας σε πουρίνες. Η ξανθουρία μπορεί επίσης να αναπτυχθεί από τη φαρμακευτική αγωγή της ουρικής αρθρίτιδας με αλλοπουρινόλη. Η αλλοπουρινόλη δρα αναστέλλοντας το ένζυμο οξειδάση ξανθίνης σε χαμηλότερα επίπεδα ουρικού οξέος. Αντί για αυξημένη παραγωγή ουρικού οξέος, η συγκέντρωση ξανθίνης αυξάνεται. Προκειμένου να αποφευχθεί ο σχηματισμός πέτρας στα νεφρά, η πρόσληψη υγρών πρέπει να αυξηθεί.