Формула мочевой кислоты. Мочевая кислота формула структурная. Схема обмена мочевой кислоты

Что такое мочевая кислота? Это составляющая не только мочи, но и крови. Она является маркером обмена пуринов. Ее концентрация в крови помогает специалистам диагностировать ряд заболеваний, в том числе и подагру. Опираясь на показатель уровня содержания данного элемента в крови можно контролировать ответную реакцию организма на лечение.

Что это за элемент?

В организме человека постоянно идут обменные процессы. Результатом обмена могут стать соли, кислоты, щелочи и множество других химических соединений. Чтобы от них избавиться, их нужно доставить в соответствующий отдел организма. Эта задача выполняется при помощи крови, которая фильтруется почками. Таким образом, объясняется присутствие мочевой кислоты в моче.

Разберем, что это такое более подробно. Мочевая кислота – это конечный продукт распада пуриновых оснований. Эти элементы попадают в организм вместе с пищей. Пурины участвуют в процессе синтеза нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), энергетических молекул АТФ, а также коферментов.

Стоит заметить, что пурины – это не единственный источник образования мочевой кислоты. Она может быть результатом распада клеток организма из-за заболевания или старости. Источником для образования мочевой кислоты может стать синтез в любой клетке человеческого тела.

Распад пуринов происходит в печени и кишечнике. Клетки слизистой оболочки выделяют специальный фермент – ксантиноксидаза, с которым и вступает в реакцию пурины. Конечным результатом этого «превращения» является кислота.

В ее состав входят соли натрия и кальция. Доля первого составляющего 90%. Помимо солей, сюда входят водород, кислород, азот и углерод.

Если мочевая кислота выше нормы — это свидетельствует о нарушении процесса обмена. В результате такого сбоя у людей происходит отложение солей в тканях, и как следствие развиваются тяжелые заболевания.

Функции мочевой кислоты

Несмотря на то, что избыток мочевой кислоты, может нанести существенный вред организму, без нее все же обойтись нельзя. Она выполняет защитные функции и обладает полезными свойствами.

Например, в процессе белкового обмена, она выступает в роли катализатора. Ее влияние распространяется и на гормоны, отвечающие за мозговую активность — адреналин и норадреналин. Это значит, что ее наличие в крови помогает стимулировать работу головного мозга. Ее действие подобно кофеину. Люди, у которых повышенное содержание мочевой кислоты в крови с рождения, более активны и инициативны.

Обладает кислота и антиоксидантными свойствами, помогающими заживлять раны и бороться с воспалением.

Мочевая кислота в организме человека выполняет защитные функции. Она борется со свободными радикалами. В результате снижается риск появления и развития доброкачественных и раковых опухолей.

Сдача анализа

Подобный анализ назначают, чтобы определить состояние здоровья больного, а также, чтобы диагностировать заболевание, которое могло вызвать повышение уровня мочевой кислоты в крови. Для получения правдивых результатов, необходимо предварительно подготовиться к сдаче крови.

За 8 часов до посещения лаборатории нельзя есть, забор биоматериала проводится натощак. Следует исключить из меню острую, соленую и перченую пищу, мясо и субпродукты, бобовые. Этой диеты следует придерживаться сутки до сдачи крови. В этот же период нужно отказаться от употребления алкогольных напитков, особенно от вина и пива.

Мочевая кислота больше нормы может быть из-за стрессов, эмоционального перенапряжения или физической нагрузки накануне сдачи анализа.

Искажать результаты могут и лекарственные препараты с мочегонным эффектом, витамин С, кофеин, бета-адреноблокаторы и ибупрофен. Если отказаться от подобных медикаментов нельзя, то следует предупредить врача перед сдачей анализа.

В лаборатории будет браться венозная кровь. Результаты исследования готовятся в течение суток.

Норма мочевой кислоты в анализе крови

Если полученные результаты биохимического анализа показали цифры соответствующие данным приведенным в таблице ниже, то все в норме.

Возрастная категория (лет)		Нормы мочевой кислоты (мкмоль/л)
Дети до 12		120-330
До 60	Мужчины	250-400
До 60	Женщины	200-300
От 60	Мужчины	250-480
От 60	Женщины	210-430
От90	Мужчины	210-490
От90	Женщины	130-460

Как видно из таблицы, уровень с возрастом повышается. Наибольшее значение у пожилых мужчин – это норма мочевой кислоты в крови, так как потребность в белках у мужского организма выше. Это значит, что продукты богатые пурином они потребляют больше и как результат — повышенная мочевая кислота в крови.

Что может вызвать отклонения от нормы?

Уровень мочевой кислоты в крови зависит от равновесия 2-х процессов:

Синтеза белка;
Интенсивности выведения конечных продуктов белкового обмена.

Когда происходит расстройство обмена белка, то это может спровоцировать увеличение содержания в крови этой кислоты. Концентрации мочевой кислоты в плазме крови выше нормального диапазона обозначается как гиперурикемия, концентрация ниже нормы — гипоурикемия. Концентрации мочевой кислоты в моче выше и ниже нормы известны как гиперурикозурия и гипоурикозурия. Уровни мочевой кислоты в слюне могут быть связаны с уровнем мочевой кислоты в крови.

Причины гиперурикемии:

Прием диуретиков (мочегонных веществ);
Снижение интенсивности экскреции веществ почками;
Токсикоз;
Алкоголизм;
Почечная недостаточность;
Недоедание или длительное голодание.

Завышенное содержание может возникнуть и при заболеваниях, таких как, СПИД, сахарный диабет, рак и др.

Стоит отметить, что даже незначительно повышенный уровень этого вещества, может стать причиной образования твердых осадков солей мочевой кислоты — уратов — в органах и тканях.

Повышенный показатель

Теперь узнаем, почему мочевая кислота в крови повышена: причины, симптомы и последствия.

В медицине гиперурикемию разделяют на два типа: первичную и вторичную.

Первичная гиперурикемия

Данный тип является врожденным или идиопатическим. Подобная патология встречается с частотой 1%. У таких больных имеется наследственный дефект в структуре фермента, что отражается на обработке пурина. В итоге имеется высокое содержание мочевой кислоты в крови.

Появление вторичной гиперурикемии может возникнуть из-за неправильного питания. Употребление в больших количествах продуктов содержащих пурин может существенно повысить выведение мочевой кислоты с мочой.

Гиперурикемия этого типа может быть связана с такими состояниями:

Подагра — болезненное состояние, вызванное игольчатыми кристаллами мочевой кислоты, осаждающимися в суставах, капиллярах, коже и других тканях. Подагра может возникнуть, если уровень мочевой кислоты в сыворотке достигает 360 мкмоль/л, но бывают случаи, когда значение мочевой кислоты в сыворотке доходит до 560 мкмоль/л, но подагры не вызывает.

В человеческом организме пурины метаболизируются в мочевую кислоту, которая затем выводится с мочой. Регулярное потребление некоторых видов богатых пурином продуктов — мяса, особенно ливера говядины и свинины (печень, сердце, язык, почки) и некоторых виды морепродуктов, включая анчоусы, сельдь, сардины, мидии, гребешки, форель, пикшу, скумбрию и тунец. Существуют и продукты, употребление которых менее опасно: индюшатина, курятина и крольчатина. Умеренное потребление богатых пурином овощей не связано с повышенным риском подагры. Подагру раньше называли «болезнью королей», поскольку изысканные блюда и красное вино содержат большое количество пуринов.

Синдром Леша-Нихана

Это чрезвычайно редкое наследственное расстройство, также связано с высоким уровнем мочевой кислоты в сыворотке. При этом синдроме наблюдаются спастичность, непроизвольное движение и когнитивная отсталость, а также проявления подагры.

Гиперурикемия может увеличить факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний

Камни в почках

Уровни насыщения мочевой кислоты в крови могут привести к одной форме камней в почках, когда ураты кристаллизуются в почках. Кристаллы уксусной кислоты также могут способствовать образованию камней оксалата кальция, действуя как «затравочные кристаллы»

Синдром Келли-Сигмиллера;

Повышенная активность синтеза фосфорибозилпирофосфатсинтетазы;

Пациенты с данным заболеванием делают биохимический анализ на повышение мочевой кислоты ежегодно.

Вторичная гиперурикемия

Данное явление может быть признаком таких заболеваний:

СПИД;
Синдром Фанкони;
Раковые опухоли;
Сахарный диабет (Гиперурикемия может быть следствием сопротивляемости к инсулину при диабете, а не его предшественником);
Ожоги высокой степени;
Синдром гиперэозинофилии.

Существуют и другие причины повышения мочевой кислоты — нарушение в функционировании почек. Они не могут вывести лишние кислоты из организма. В результате могут появиться камни в почках.

Высокий уровень мочевой кислоты наблюдается при таких заболеваниях:

Пневмония;
Отравление метиловым спиртом;
Экзема;
Брюшной тиф;
Псориаз;
Рожистое воспаление;
Лейкоз.

Бессимптомная гиперурикемия

Бывают случаи, когда у больного симптоматика заболевания отсутствует, а показатели повышенные. Данное состояние называется бессимптомной гиперурикемией. Оно возникает при остром подагрическом артрите. Показатели при данном заболевании нестабильны. Вначале вроде бы нормальное содержание кислоты, но спустя время цифры могут увеличиться в 2 раза. При этом данные перепады на самочувствие пациента не отражаются. Такое протекание заболевание возможно у 10% больных.

Симптомы гиперурикемии

При гиперурикемии симптомы у различных возрастных групп различны.

У совсем маленьких заболевание проявляется в виде кожных высыпаний: диатезов, дерматитов, аллергии или псориаза. Особенность подобных проявлений – это устойчивость к стандартным методам терапии.

У детей постарше симптоматика несколько иная. У них может болеть живот, быть несвязная речь и энурез.

Протекание заболевания у взрослых сопровождается болью в суставах. Первыми в зону поражения попадают стопы и суставы пальцев рук. Затем болезнь распространяет свое действие на коленные и локтевые суставы. В запущенных случаях, кожный покров над зоной поражения краснеет и становится горячим. Со временем у больных начинает болеть живот и поясница во время мочеиспускания. Если своевременно не принять меры, то пострадают сосуды и нервная система. Человека будут мучить бессонница и головная боль. Все это может привести к инфаркту, стенокардии и артериальной гипертензии.

Лечение

Некоторые специалисты для того, чтобы мочевая кислота в крови была в норме, назначают лекарственные препараты. Но определенная пищевая диета на протяжении остатка жизни является более эффективным методом лечения.

Если у пациента была обнаружена гиперурикемия, то лечение включает придерживание диеты. В рацион больного дополнительно включают:

Морковный сок;

Березовый сок;

Семя льна;

Сок сельдерея;

Овсяной отвар;

Клюквенный морс;

Настой из шиповника.

Эти травяные настои и соки способствуют быстрейшему растворению и вымыванию соляного осадка из организма.

Исключается жирное, мясные бульоны, жареное, соленое, копченое и маринованные продукты. Мясо можно есть только варенное или запеченное. Рекомендуется отказаться от употребления мясных бульонов, поскольку пурины при их приготовлении переходят из мяса в отвар. Ограничение по приему мяса – 3 раза в неделю.

Под особым запретом алкогольные напитки. В исключительных случаях, можно только 30 г водки. Особенно противопоказано пиво и красное вино.

Отдавайте предпочтение щелочной минеральной воде.

Употребление соли нужно свести к минимуму. В идеале лучше вообще от нее отказаться.

Необходимо следить за частотой приема пищи. Голодание может только усугубить состояние больного и повысить уровень мочевой кислоты. Поэтому количество приемов пищи в день должно быть 5-6 раз. Разгрузочные дни проводить лучше на кисломолочных продуктах и фруктах.

Из меню следует исключить некоторые виды продуктов:

Щавель;
Салат;
Помидоры;
Виноград;
Шоколад;
Яйца;
Кофе;
Торты;
Репа;
Баклажан.

Снижению уровня мочевой кислоты способствуют яблоки, картофель, сливы, груши, абрикосы. Следует следить и за водным балансом – 2,5 л жидкости в день должно быть выпито.

Лечить высокий уровень кислоты в крови можно и при помощи физиотерапевтических процедур. Так плазмаферез поможет очистить кровь от избытка солей. Не стоит пренебрегать и лечебной гимнастикой. Ряд несложных упражнений (махи ногами, «велосипед», ходьба на месте и др.) поможет в стабилизации метаболизма. Массаж также способствует расщеплению соли мочевой кислоты.

Из лекарственных препаратов прописываются комплексы, обладающие противовоспалительными, мочегонными и обезболивающими свойствами. Выделяют 3 типа препаратов от гиперурикемии:

Действие, которых направлено на выведение избытков мочевой кислоты: «Пробенецид», аспирин, гидрокарбонат натрия, аллопуринол.
Способствующие снижению выработки кислоты. Их назначают пациентам, перенесшим мочекаменное заболевание и тем, у кого диагностирована почечная недостаточность;
Помогающие перевести мочевую кислоту из ткани в кровь, и способствующие ее выведению: «Цинховен».

Курс лечения предусматривает диагностику и устранение сопутствующих заболеваний и факторов их вызвавших. Тем самым устраняя причины, вызвавшие повышение уровня мочевой кислоты в крови. Если мочевая кислота в крови повышена, то это негативно сказывается на состоянии человека. На тканях и органах оседает соляной осадок. Лечения подобного отклонения разностороннее: диета, физиотерапия, медикаменты и народная медицина. Все эти методики в комплексе могут помочь нормализовать уровень кислоты.

Казалось бы, такое вещество, как мочевая кислота, трудно сочетается с кровью. Вот в моче – другое дело, там ей место быть. Между тем, в организме постоянно идут различные обменные процессы с образованием солей, кислот, щелочей и других химических соединений, которые выводятся мочой и желудочно-кишечным трактом из организма, поступая туда из кровеносного русла.

Мочевая кислота (МК) тоже присутствует в крови, она образуется в небольших количествах из пуриновых оснований. Необходимые организму пуриновые основания, в основном, поступают извне, с пищевыми продуктами, и используются в синтезе нуклеиновых кислот, хотя в некоторых количествах вырабатываются организмом тоже. Что касается мочевой кислоты, то она является конечным продуктом пуринового обмена и сама по себе организму, в общем-то, не нужна. Ее повышенный уровень (гиперурикемия) указывает на нарушение пуринового обмена и может грозить отложением ненужных человеку солей в суставах и других тканях, вызывая не только неприятные ощущения, но и тяжелые болезни.

Норма мочевой кислоты и повышенная концентрация

Норма мочевой кислоты в крови у мужчин не должна превышать 7,0 мг/дл (70,0 мг/л) или находится в пределах 0,24 – 0,50 ммоль/л. У женщин норма несколько ниже – до 5,7 мг/дл (57 мг/л) или 0,16 – 0,44 ммоль/л соответственно.

Образованная в ходе пуринового обмена МК должна раствориться в плазме, чтобы в дальнейшем уйти через почки, однако плазма не может растворить мочевой кислоты более чем 0,42 ммоль/л. С мочой из организма в норме удаляется 2,36 – 5,90 ммоль/сутки (250 – 750 мг/сут).

При своей высокой концентрации мочевая кислота образует соль (урат натрия), которая откладывается в тофусы (своеобразные узелки) в различных видах тканей, обладающих сродством к МК. Чаще всего тофусы можно наблюдать на ушных раковинах, кистях рук, стопах, но излюбленным местом являются поверхности суставов (локоть, голеностоп) и сухожильные влагалища. В редких случаях они способны сливаться и образовывать язвы, из которых в виде белой сухой массы выходят кристаллы уратов. Иногда ураты обнаруживаются в синовиальных сумках, вызывая воспаление, боль, ограничение подвижности (синовит). Соли мочевой кислоты можно найти в костях с развитием деструктивных изменений костных тканей.

Уровень мочевой кислоты в крови зависит от ее продукции в ходе пуринового обмена, клубочковой фильтрации и реабсорбции, а также канальцевой секреции. Чаще всего повышенная концентрация МК является следствием неправильного питания, особенно, это касается людей, имеющих наследственную патологию (аутосомно-доминантные или связанные с Х-хромосомой ферментопатии), при которой увеличивается выработка мочевой кислоты в организме или замедляется ее выведение. Генетически обусловленная гиперурикемия называется первичной , вторичная вытекает из ряда других патологических состояний или формируется под воздействием образа жизни.

Таким образом, можно сделать вывод, что причинами повышения мочевой кислоты в крови (излишняя продукция или замедленное выведение) являются:

Генетический фактор;

Неправильное питание;

Почечная недостаточность (нарушение клубочковой фильтрации, уменьшение канальцевой секреции – МК из кровяного русла не переходит в мочу);

Ускоренный обмен нуклеотидов ( , лимфо- и миелопролиферативные болезни, гемолитическая ).

Применение салициловых препаратов и .

Главные причины повышения…

Одной из причин повышения мочевой кислоты в крови медицина называет неправильное питание, а именно, потребление неразумного количества продуктов, аккумулирующих пуриновые вещества. Это – копчености (рыба и мясо), консервы (особенно – шпроты), печень говяжья и свиная, почки, жареные мясные блюда, грибочки и другие всякие вкусности. Большая любовь к этим продуктам приводит к тому, что нужные организму пуриновые основания усваиваются, а конечный продукт – мочевая кислота, оказывается лишней.

Следует отметить, что продукты животного происхождения, играющие не последнюю роль в возрастании концентрации мочевой кислоты, поскольку несут пуриновые основания, как правило, содержат большое количество холестерина . Увлекаясь такими любимыми блюдами, не соблюдая меры, человек может наносить двойной удар по своему организму .

Диета, обедненная пуринами, состоит из молочных продуктов, груш и яблок, огурцов (не маринованных, конечно), ягод, картофеля и других овощей в свежем виде. Консервация, жарка или всякое «колдовство» над полуфабрикатами заметно ухудшают качество пищи в этом плане (содержание пуринов в еде и накопление мочевой кислоты в организме).

…И главные проявления

Лишняя мочевая кислота разносится по организму, где выражение ее поведения может иметь несколько вариантов:

Кристаллы уратов откладываются и образуют микротофусы в хрящевых, костных и соединительных тканях, вызывая подагрические заболевания. Накопленные в хряще ураты, нередко освобождаются из тофусов. Обычно этому предшествует воздействие провоцирующих гиперурикемию факторов, например, новое поступление пуринов и, соответственно, мочевой кислоты. Кристаллы солей захватываются лейкоцитами (фагоцитоз) и обнаруживаются в синовиальной жидкости суставов (синовит). Это – острый приступ подагрического артрита .

Ураты, попадая в почки, могут откладываться в интерстициальной почечной ткани и приводить к формированию подагрической нефропатии, а следом – и почечной недостаточности. Первыми симптомами болезни можно считать перманентно низкий удельный вес мочи с появлением в ней белка и повышение артериального давления (артериальная гипертензия), в дальнейшем происходят изменения органов выделительной системы, развивается пиелонефрит. Завершением процесса считают формирование почечной недостаточности .

Повышенное содержание мочевой кислоты, образование солей (ураты и кальциевые конкременты) при ее задержке в почках + повышенная кислотность мочи в большинстве случаев приводит к развитию почечнокаменной болезни.

Все движения и превращения мочевой кислоты, обусловливающие ее поведение в целом, могут быть взаимосвязаны или существовать изолированно (как у кого пойдет).

Мочевая кислота и подагра

Рассуждая о пуринах, мочевой кислоте, диете, никак не получается обойти вниманием такую неприятную болезнь, как подагра . В большинстве случаев ее связывают с МК, к тому же редкой ее назвать трудно.

Подагра преимущественно развивается у лиц мужского пола зрелого возраста, иной раз имеет семейный характер. Повышенный уровень мочевой кислоты (гиперурикемия) в наблюдается задолго до появления симптомов заболевания.

Первый приступ подагры тоже яркостью клинической картины не отличается, всего-то – заболел большой палец какой-нибудь ноги, а дней через пять человек опять чувствует себя вполне здоровым и забывает об этом досадном недоразумении. Следующая атака может проявиться через большой промежуток времени и протекает более выраженно:

Лечить болезнь непросто, а иногда и не безобидно для организма в целом. Терапия, направленная на проявление патологических изменений включает:

При остром приступе – колхицин, который снижает интенсивность болей, но склонен накапливаться в белых клетках крови, препятствовать их передвижению и фагоцитозу, а, следовательно, участию в воспалительном процессе. Колхицин угнетает кроветворение;

Нестероидные противовоспалительные препараты – НПВП, обладающие обезболивающим и противовоспалительным эффектом, но негативно влияющие на органы пищеварительного тракта;

Диакарб препятствует камнеобразованию (участвует в их растворении);

Противоподагрические препараты пробенецид и сульфинпиразон способствуют усиленному выведению МК с мочой, но применяются с осторожностью при изменениях в мочевыводящих путях, параллельно назначают большое потребление жидкости, диакарб и отщелачивающие препараты. Аллопуринол снижает продукцию МК, способствует обратному развитию тофусов и исчезновению других симптомов подагры, поэтому, наверное, этот препарат один из лучших средств лечения подагры.

Эффективность лечения пациент может значительно повысить, если возьмется за диету, содержащую минимальное количество пуринов (только для нужд организма, а не для накопления).

Диета при гиперурикемии

Малокалорийная диета (лучше всего подходит стол №5, если у пациента все в порядке с весом), мясо и рыбка – без фанатизма, граммов 300 в недельку и не более. Это поможет больному снизить мочевую кислоту в крови, жить полноценной жизнью, не мучаясь приступами подагрического артрита. Пациентам с признаками этой болезни, имеющим лишний вес, рекомендуется использовать стол №8, не забывая разгружаться каждую неделю, но при этом помнить, что полное голодание запрещено. Отсутствие еды в самом начале диеты быстренько поднимет уровень МК и обострит процесс. А вот о дополнительном поступлении аскорбиновой кислоты и витаминов группы В следует подумать всерьез.

Все дни, пока будет длиться обострение заболевания, должны протекать без употребления мясных и рыбных блюд. Пища должна быть не твердой, впрочем, лучше вообще потреблять ее в жидком виде (молоко, фруктовые кисели и компоты, соки из фруктов и овощей, супы на овощном бульоне, каша-«размазня»). Кроме этого, пациент должен много пить (не меньше 2 литров в сутки).

Следует иметь в виду, что значительное количество пуриновых оснований имеется в таких деликатесах, как:

Напротив, минимальная концентрация пуринов отмечается в:

Это краткий список продуктов, которые запрещены или разрешены пациентам, обнаружившим первые признаки подагры и повышенную мочевую кислоту в анализе крови. Снизить мочевую кислоту в крови поможет вторая часть списка (молоко, овощи и фрукты).

Мочевая кислота понижена. Что это может значить?

Мочевая кислота в крови понижена, в первую очередь, при использовании противоподагрических средств, что абсолютно естественно, ведь они снижают синтез МК.

Кроме этого, причиной понижения уровня мочевой кислоты может стать уменьшение канальцевой реабсорбции, наследственно обусловленное снижение продукции МК и в редких случаях – гепатиты и анемия.

Между тем, пониженный уровень конечного продукта метаболизма пуринов (ровно, как и повышенный) в моче связан с более широким кругом патологических состояний, однако анализ мочи на содержание МК не такой уж и частый, он обычно интересует узких специалистов, занимающихся какой-то конкретной проблемой. Для самодиагностики пациентам он вряд ли может пригодиться.

Видео: мочевая кислота в суставах, мнение врача

Мочевая кислота -- бесцветные кристаллы, плохо растворимы в воде, этаноле, диэтиловом эфире, растворимы в растворах щелочей, горячей серной кислоте и глицерине.

Мочевая кислота была открыта Карлом Шееле (1776) в составе мочевых камней и названа им каменной кислотой -- acide lithique, затем она была найдена им в моче. Название мочевой кислоты дано Фуркруа, её элементарный состав установлен Либихом.

Является двухосновной кислотой (pK1 = 5.75, pK2 = 10.3), образует кислые и средние соли -- ураты.

В водных растворах мочевая кислота существует в двух формах: лактамной (7,9-дигидро-1H-пурин-2,6,8(3H)-трион) и лактимной (2,6,8-тригидроксипурин) с преобладанием лактамной:

Легко алкилируется сначала по положению N-9, затем по N-3 и N-1, под действием POCl3 образует 2,6,8-трихлорпурин.

Азотной кислотой мочевая кислота окисляется до аллоксана, под действием перманганата калия в нейтральной и щелочной среде либо перекиси водорода из мочевой кислоты образуются сначала аллантоин, затем гидантоин и парабановая кислота.

Первым мочевую кислоту удалось синтезировать Горбачёвскому в 1882 году при нагревании гликоколя (амидоуксусной кислоты) с мочевиной до 200--230 °С.

NH2-CH2-COOH + 3CO(NH2)2 = C5H4N4O3+ 3NH3 + 2H2O

Однако такая реакция протекает весьма сложно, и выход продукта ничтожен. Синтез мочевой кислоты возможен при взаимодействии хлоруксусной и трихлормолочной кислот с мочевиной. Наиболее ясным по механизму является синтез Беренда и Роозена (1888 г.), при котором изодиалуровая кислота конденсируется с мочевиной. Мочевую кислоту можно выделить из гуано, где её содержится до 25 %. Для этого гуано необходимо нагреть с серной кислотой (1 ч), затем разбавить водой (12-15 ч), отфильтровать, растворить в слабом растворе едкого калия, отфильтровать, осадить соляной кислотой.

Метод синтеза заключается в конденсации мочевины с цианоуксусным эфиром и дальнейшей изомеризации продукта в урамил (аминобарбитуровую кислоту), дальнейшей конденсации урамила с изоцианатами, изотиоцианатами или цианатом калия.

У человека и приматов -- конечный продукт обмена пуринов образующийся в результате ферментативного окисления ксантина под действием ксантиноксидазы; у остальных млекопитающих мочевая кислота превращается в аллантоин. Небольшие количества мочевой кислоты содержатся в тканях (мозг, печень, кровь), а также в моче и поте млекопитающих и человека. При некоторых нарушениях обмена веществ происходит накопление мочевой кислоты и её кислых солей (уратов) в организме (камни в почках и мочевом пузыре, подагрические отложения, гиперурикемия). У птиц, ряда пресмыкающихся и большинства наземных насекомых мочевая кислота -- конечный продукт не только пуринового, но и белкового обмена. Система биосинтеза мочевой кислоты (а не мочевины, как у большинства позвоночных) в качестве механизма связывания в организме более токсичного продукта азотистого обмена -- аммиака -- развилась у этих животных в связи с характерным для них ограниченным водным балансом (мочевая кислота выводится из организма с минимальным количеством воды или даже в твёрдом виде). Высохшие экскременты птиц (гуано) содержат до 25 % мочевой кислоты. Обнаружена она и в ряде растений. Повышенное содержание мочевой кислоты в организме (крови) человека -- гиперурикемия. При гиперурикемии возможны точечные (похожи на укусы комара) проявления аллергии. Отложения кристаллов урата натрия (соль мочевой кислоты) в суставах называется подагрой.

Мочевая кислота -- исходный продукт для промышленного синтеза кофеина. Синтез мурексида.

Мочевая кислота - это конечный продукт метаболизма пуринов, дальше пурины не распадаются.

Пурины необходимы организму для синтеза нуклеиновых кислот - ДНК и РНК, энергетических молекул АТФ и коферментов.

Источники мочевой кислоты:

-- из пуринов пищи

-- из распавшихся клеток организма - в результате естественной старости или заболевания

-- мочевую кислоту могут синтезировать практически все клетки человеческого тела

Каждый день с продуктами питания (печень, мясо, рыба рис, горох) человек потребляет пурины. В клетках печени и слизистой оболочки кишечника присутствует фермент - ксантиноксидаза, превращающий пурины в мочевую кислоту. Не смотря на то, что мочевая кислота является конечным продуктом обмена, ее нельзя назвать «лишней» в организме. Она необходима для защиты клеток от кислых радикалов, поскольку умеет их связывать.

Общий «запас» мочевой кислоты в организме - 1 грамм, каждый день выделяется 1,5 грамма, из которых 40% пищевого происхождения.

Выведение мочевой кислоты на 75-80% обеспечивают почки, оставшиеся 20-25% -- желудочно-кишечный тракт, где ее частично потребляют кишечные бактерии.

Соли мочевой кислоты называются уратами, являя собой союз мочевой кислоты с натрием (90%) или калием (10%). Мочевая кислота мало растворима в воде, а организм на 60% состоит из воды.

Ураты выпадают в осадок при закислении среды и снижении температуры. Именно поэтому главными болевыми точками при подагре -- болезни высокого уровня мочевой кислоты -- являются отдаленные суставы (большой палец ноги), «косточки» на стопах, уши, локти. Начало болей провоцируется охлаждением.

Повышение кислотности внутренней среды организма бывает и у спортсменов и при сахаром диабете при лактатацидозе, что диктует необходимость контроля мочевой кислоты.

Уровень мочевой кислоты определяют в крови и моче. В поту ее концентрация совсем ничтожна и анализировать общедоступными методиками ее невозможно.

Усиленное образование мочевой кислоты непосредственно в почках бывает при злоупотреблении алкоголем и в печени - как результат обмена некоторых сахаров.

Мочевая кислота в крови - урикемия, а в моче - урикозурия. Повышение мочевой кислоты в крови - гиперурикемия, снижение - гипоурикемия.

По уровню мочевой кислоты в крови диагноз подагры не ставят, нужны симптомы и изменения на рентген-снимках. Если мочевой кислоты в крови больше нормы, а симптомов нет - ставится диагноз «Безсимптомная гиперурикемия». Но, без анализа мочевой кислоты в крови диагноз подагры нельзя считать полностью правомочным.

Нормы мочевой кислоты в крови (в мкмоль/л)

новорожденные -140-340

дети до 15 лет -- 140-340

мужчины до 65 лет -- 220-420

женщины до 65 лет -- 40-340

после 65 лет - до 500

У человека выглядит линейно: пурины → мочевая кислота → ураты → подагра .

Рассмотрим основные факторы развития заболевания для определения оптимальной схемы лечения подагры.

Мочевая кислота (МК), а так же ее соли – ураты, которые медленно растворяются в воде с выпадением осадка при их повышенной концентрации в крови (геперурикемия) ведут к развитию подагры – заболевания, для которого характерно отложение кристаллов мочевой кислоты и уратов в почечной лоханке, суставах, мышцах с образованием очагов воспаления.

Разберемся, как же развивается подагра, определимся с терминами и определениями связанными с этим заболеванием.

Неорганизованный осадок мочи представлен солями, выпавшими в осадок в виде кристаллов или аморфных масс. Это может быть мочевая кислота, ураты, фосфаты, оксалаты и другие вещества.

Мочевая кислота (acide lithique) вызывается распадом пуринов и нуклеиновой кислоты под воздействием ферментов. Она же выводит избыток пуринов из организма человека, МК образует соли – ураты. Интересно, что МК используется в промышленности для производства кофеина. Аcide lithique является стимулятором центральной нервной системы (ЦНС), как кофе или чай;

Пурины – химические соединения, содержащие небелковый азот которые входят в состав всех живых организмов. Пурины основа всех нуклеиновых кислот, таких как ДНК и РНК, т.е пурины это клеточные ядра. Другими словами пурины входят в строение нашего гена. В организм человека пурины попадают вместе с едой. В одних пищевых продуктах содержание пуринов выше, в других ниже. Пуриносодержащие продукты отображены ниже в таблице. При естественном разрушении пуринов под воздействием ферментов (пищеварении) они образуют мочевую кислоту, которая в нормальных условиях выступает как мощный антиоксидант. Однако у больных подагрой почки не выводят продукт распада пуринов - мочевую кислоту.

В разных частях мясных продуктов содержание пуринов разно в зависимости от интенсивности работы мышц. Например, в куриных ножках пуринов больше, чем в грудке. В мясе хищников пуринов тоже больше. Эта закономерность наблюдается и у рыб, а вот жирность продукта не имеет большого значения для больного подагрой, так как пуриновый и жировые обмены не связаны друг с другом. В белке яиц пуринов практически нет, в отличие от желтка. Нет пуринов также в твороге и не соленых сырах, молоке. При распаде пуринов структура азотистого основания сохраняется и окисляется с образованием мочевой кислоты, которая выводится из организма с мочой;

Пурины в пищевых продуктах измеряются в мг на 100 грамм продукта.

Гиперурикемия – содержание мочевой кислоты в организме человека выше нормы;

Экскреция – процесс выведения из организма человека отходов жизнедеятельности, вредных веществ;

Реабсорбция – это транспортировка веществ (аминокислот, глюкозы, витаминов, минералов) из первичной мочи в кровь. Процесс реабсорбции протекает в почечных канальцах.

Камни. Камни имеют слоистую структуру и представляют собой смесь минералов и органики. Камни согласно химико-физическим свойствам можно подразделить ураты, оксалаты, фосфаты, в меньшей степени карбонаты, цистиновые, ксантиновые, холестериновые и др. камни.

Ураты - это кристаллы и камни образованные из солей мочевой кислоты. Форма уратов круглая, цвет - светло-желтый, реже красный. Ураты обладают гладкой внешней поверхностью, бывают слегка шероховатости. Ураты имеют достаточно высокую плотность. Диета при подагре направлена на ощелачивание мочи, pH мочи должно быть выше 5 ;

Оксалаты – это соли щавелевой кислоты. Оксалаты бывают круглой или округло-вытянутой формой с рядом острых шипов. Оксалаты имеют темно- бурый цвет и плотную консистенцию.

Фосфаты - это камни, состоящие из фосфорнокислых солей. Имеют фосфаты белый или серый цвет. Консистенция фосфатов – рыхлая.

Карбонаты – камни, в состав которых входят карбонаты кальция и магния. Камни белого цвета, мягкие.

Мочевая кислота удаляется из организма человека главным образом с мочой и немного с фекалиями. Она является слабой кислотой и в биологических жидкостях находится в недиссоциированной форме в комплексе с белками или в виде мононатриевой соли – урата.

В норме в сыворотке крови ее концентрация составляет 0,15 – 0,47 ммоль/л или 3-7 мг/дл..

Из организма ежесуточно выводится от 0,4 до 0,6 г. мочевой кислоты и уратов.

Мочевая кислота (МК) присутствует в крови человека в форме моноурата натрия (урата);

Моноурат натрия отличается очень низкой растворимостью в воде (0,57ммоль/л, 37 С)

С уменьшением температуры – растворимость МК уменьшается и наоборот;

Моноурат натрия ниже у вегетарианцев;

У мужчин содержание мочевой кислоты в крови выше (0,42 ммоль/л/6,5 мг/100мл – граница нормы), чем у женщин – 5.5 мг/100мл.

Содержание МК, которая и вызывает образование подагры существенно различается у разных этнических групп;

Мочевая кислота увеличена в крови у лиц с группой крови B(III);

Содержание acide lithique в организме повышено у лиц с большей мышечной массой;

Содержание мочевой кислоты в организме повышено у лиц с метаболическим синдромом - ожирением, атеросклерозом, гипертонической болезнью, сахарным диабетом;

С возрастом содержание мочевой кислоты увеличивается;

Мочевая кислота лучше растворяется и соответственно выводится при увеличении щелочности мочи pH, т.е. при подагре следует уменьшить потребление «кислых» продуктов: вина, пива, кваса, кислых соков.

Человеку страдающему подагрой нужно улучшать аэрацию организма, больше бывать на свежем воздухе, заниматься дыхательными гимнастиками, к примеру дыхательной гимнастикой по методу Стрельниковой;

Утром мочевой кислоты в крови больше на 4-10%, чем вечером;

На 90% причиной развития подагры является снижение выведения уратов и только на 10% на развитие подагры влияет увеличение синтеза уратов из acide lithique;

Мочевая кислота - это сильный антиоксидант, увеличение acide lithique вызывает курение и воздействие ультрафиолета;

У 85% людей с гиперурикемией подагра не развивается.

Разновидности подагры

Почечный тип подагры – это увеличение экскреции уратов;

Метаболический тип подагры – это увеличение образования и отложения уратов.

Стандарт диагностики подагры – это выявление кристаллов урата натрия в суставах или суставной жидкости при поляризующей световой микроскопии. Исследование концентрации мочевой кислоты в крови не достаточно для постановки такого диагноза, как подагра.

Диагностический минимум развития подагры:

Клинический анализ крови;

Липидограмма;

Глюкоза крови;

Мочевина, креатинин, мочевая кислота;

Электролиты;

Общий анализ мочи;

ЭКГ;

Узи почек.

Кислотно - щелочной баланс, который необходимо учитывать при развитии подагры.

Ниже представлены кислоты образующиеся при употреблении определенных видов пищевых продуктов и напитков, в том числе алкогольных.

Из сладостей образуется уксусная кислота;

Из мяса, колбас, консервов образуется мочевая кислота, серная и азотная кислототы;

Из кофе получается дубильная кислота;

Из лимонада получается углекислота;

Из кока -колы образуется фосфорная кислота;

Вино, винная кислота дают серную кислоту;

Сигареты, никотин образуют никотиновую кислоту;

Стресс, беспокойство вызывают избыток соляной кислоты;

Физическое переутомление синтезирует молочную кислоту.

В растительном и животном мире широко распространены гидроксипроизводные пурина, важнейшими из которых являются мочевая кислота, ксантин и гипоксантин. Эти соединения образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот.
Мочевая кислота . Это кристаллическое, плохо растворимое в воде вещество содержится в небольшом количестве в тканях и моче млекопитающих. У птиц и рептилий мочевая кислота выступает как вещество, выводящее из организма избыток азота (аналогично мочевине у млекопитающих). Гуано (высохшие экскременты морских птиц) содержит до 25% мочевой кислоты и служит источником ее получения.
Для мочевой кислоты характерна лактам-лактимная таутомерия . В кристаллическом состоянии мочевая кислота находится в лактатной (оксо-) форме, а в растворе между лактамной и лактимной формами устанавливается динамическое равновесие, в котором преобладает лактатная форма.
Мочевая кислота является двухосновной кислотой и образует соли - ураты - соответственно с одним или двумя эквивалентами щелочи (дигидро- и гидроураты).
Дигидроураты щелочных металлов и гидроурат аммония нерастворимы в воде . При некоторых заболеваниях, например при подагре и мочекаменной болезни, нерастворимые ураты наряду с мочевой кислотой откладываются в суставах и мочевыводящих путях.
Окисление мочевой кислоты, а также ксантина и его производных лежит в основе качественного метода определения этих соединений, называемого мурексидной пробой (качественная реакция) .
При действии таких окислителей, как азотная кислота, пероксид водорода или бромная вода, размыкается имидазольный цикл и первоначально образуются пиримидиновые производныеаллоксан идиалуровая кислота . Эти соединения превращаются далее в своеобразный полуацеталь -аллоксантин , при обработке которого аммиаком получаютсятемно-красные кристаллы мурексида - аммониевой соли пурпуровой кислоты (в ее енольной форме).
Конденсированные гетероциклы: пурин – строение, ароматичность; производные пурина – аденин, гуанин, их таутомерия (вопр. 22).

Аденин и гуанин . Эти два аминопроизводныгх пурина, показанные ниже в виде 9Н-таутомеров, являются компонентами нуклеиновых кислот.
Аденин входит также в состав ряда коферментов и природных антибиотиков. Оба соединения встречаются и в свободном виде в растительныгх и животныгх тканях. Гуанин, например, содержится в чешуе рыб (из которой его и выделяют) и придает ей характерный блеск.
Аденин и гуанин обладают слабыми кислотными и слабыми основными свойствами. Оба образуют соли с кислотами и основаниями; пикраты удобны для идентификации и гравиметрического анализа.
Структурные аналоги аденина и гуанина, действующие по принципу антиметаболитов этих нуклеиновых оснований, известны как вещества, подавляющие рост опухолевый клеток. Из десятков соединений, оказавшихся эффективными в эксперименте на животных, некоторые используются и в отечественной клиническом практике, например меркаптопурин и тиогуанин (2-амино-6-меркаптопурин). Из других лекарственных средств на базе пурина следует упомянуть иммунодепрессант азатиоприн и антигерпесный препарат ацикловир (известный и как зовиракс).
Нуклеозиды: строение, классификация, номенклатура; отношение к гидролизу.

Важнейшими гетероциклическими основаниями служат производные пиримидина и пурина, которые в химии нуклеиновых кислот принято называть нуклеиновыми основаниями.
Нуклеиновые основания . Для нуклеиновых оснований приняты сокращенные обозначения, составленные из первых трех букв их латинских названий.
К числу важнейших нуклеиновых оснований относятся гидрокси- и аминопроизводные пиримидина - урацил, тимин, цитозин и пурина -аденин и гуанин . Нуклеиновые кислоты различаются входящими в их состав гетероциклическими основаниями. Так, урацил входит только в РНК, а тимин - только в ДНК.
Ароматичность гетероциклов в структуре нуклеиновых оснований лежит в основе их относительно высокой термодинамической стабильности. В замещенномпиримидиновом цикле в лактамных формах нуклеиновых оснований шестиэлектронное π-облако образуется за счет 2 р-электронов двойной связиC=Cи 4 электронов двух неподеленных пар атомов азота. В молекуле цитозина ароматический секстет возникает при участии 4 электронов двух π-связей (C=CиC=N) и неподеленной пары электронов пиррольного азота. Делокализация π-электронного облака по всему гетероциклу осуществляется с участиемsp 2 -гибридизованного атома углерода карбонильной группы (одного - в цитозине, гуанине и двух - в урациле, тимине). В карбонильной группе вследствие сильной поляризацииπ-связиC=Оp-орбиталь атома углерода становится как бы вакантной и, следовательно, способной принять участие в делокализации неподеленной пары электронов соседнего амидного атома азота. Ниже с помощью резонансных структур урацила показана делокализацияp-электронов (на примере одного лактамного фрагмента):
Строение нуклеозидов . Нуклеиновые основания образуют сD-рибозой или 2-дезокси-D-рибозойN-гликозиды, которые в химии нуклеиновый кислот называютнуклеозидами и конкретно - рибонуклеозидами или дезоксирибонуклеозидами соответственно.
D-Рибоза и 2-дезокси-D-рибоза в составе природныгх нуклеозидов находятсяв фуранозной форме , т. е. в виде остатковβ-D-рибофуранозы или 2-дезокси-β-D-рибофуранозы. В формулах нуклеозидов атомы углерода в фуранозных циклах нумеруются цифрой со штрихом.N -Гликозидная связь осуществляется между аномерным атомом С-1" рибозы (или дезоксирибозы) и атомомN-1 пиримидинового илиN-9 пуринового основания.
(! ) Природные нуклеозиды всегда являютсяβ-аномерами .
Построение названия нуклеозидов иллюстрируется следующими примерами:
Однако наиболее употребительными являются названия, производимые от тривиального названия соответствующего гетероциклического основания с суффиксом -идин у пиримидиновытх (например, уридин) и -озин у пуриновых (гуанозин) нуклеозидов. Сокращенные названия нуклеозидов представляют собой однобуквенный код, где используется начальная буква латинского названия нуклеозида (с добавлением латинской буквыdв случае дезоксинуклеозидов):
Аденин + Рибоза → Аденозин (А)
Аденин + Дезоксирибоза → Дезоксиаденозин (dA)
Цитозин + Рибоза → Цитидин (С)
Цитозин + Дезоксирибоза → Дезоксицитидин (dC)
Исключением из этого правила является название «тимидин » (а не «дезокситимидин»), которое используется для дезоксирибозида тимина, входящего в состав ДНК. Если же тимин связан с рибозой, то соответствующий нуклеозид называют риботимидином.
Являясь N-гликозидами, нуклеозиды относительно устойчивых к щелочам , нолегко гидролизуются при нагревании в присутствии кислот . Пиримидиновые нуклеозиды более устойчивы к гидролизу, чем пуриновые.
Имеющейся «небольшой» разницы в строении или конфигурации одного атома углерода (например, С-2") в углеводном остатке оказывается достаточным, чтобы вещество играло роль ингибитора биосинтеза ДНК. Этот принцип используется при создании новых лекарственных средств методом молекулярной модификации природных моделей.
Нуклеотиды: строение, номенклатура, отношение к гидролизу.

Нуклеотиды образуются в результате частичного гидролиза нуклеиновых кислот, либо путем синтеза. Они содержатся в значительных количествах во всех клетках. Нуклеотиды являютсяфосфатами нуклеозидов .
В зависимости от природы углеводного остатка различают дезоксирибонуклеотиды ирибонуклеотиды . Фосфорная кислота обычно этерифицирует спиртовый гидроксил приС-5" или приС-З" в остатках дезоксирибозы (дезоксирибонуклеотиды) или рибозы (рибонуклеотиды). В молекуле нуклеотида для связывания трех структурных компонентов используютсясложноэфирная связь иN -гликозидная связь .
Принцип строения мононуклеотидов
Нуклеотиды можно рассматривать как фосфаты нуклеозидов (эфиры фосфорной кислоты) и каккислоты (в связи с наличием протонов в остатке фосфорной кислоты). За счет фосфатного остатка нуклеотидыпроявляют свойства двухосновной кислоты и в физиологических условиях при рН ~7 находятся в полностью ионизированном состоянии.
Для нуклеотидов используют два вида названий. Один из них включает наименование нуклеозида с указанием положения в нем фосфатного остатка, например аденозин-3"-фосфат, уридин-5"-фосфат. Другой вид названий строится путем добавления сочетания -иловая кислота к названию остатка нуклеинового основания, например 3"-адениловая кислота, 5"-уридиловая кислота.
В химии нуклеотидов также принято использование сокращенных названий . Свободные мононуклеотиды, т. е. не находящиеся в составе полинуклеотидной цепи, называют как монофосфаты с отражением этого признака в сокращенном коде буквой «М». Например, аденозин-5"-фосфат имеет сокращенное название АМР (в отечественной литературе - АМФ, аденозинмоно- фосфат) и т. п.
Для записи последовательности нуклеотидных остатков в составе полинуклеотидных цепей применяется другой вид сокращений с использованием однобуквенного кода для соответствующего нуклеозидного фрагмента. При этом 5"-фосфаты записываются с добавлением латинской буквы «р» перед однобуквенным символом нуклеозида, 3"-фосфаты - после однобуквенного символа нуклеозида. Например, аденозин-5"-фосфат - рА, аденозин-3"-фосфат - Ар и т. п..
Нуклеотиды способны гидролизоваться в присутствии сильных неорганических кислот (НС1, НВr, Н 2 SО 4) инекоторых органических кислот (СС1 3 СООН, НСООН, СН 3 СООН) поN-гликозидной связи, фосфорноэфирная связь проявляет при этом относительную устойчивость. В то же время под действием фермента 5"-нуклеотидазы гидролизуется сложноэфирная связь, аN- гликозидная связь сохраняется.
Нуклеотидные коферменты: АТФ–строение, отношение к гидролизу.

Нуклеотиды имеют большое значение не только как мономерные единицы полинуклеотидных цепей различных видов нуклеиновых кислот. В живых организмах нуклеотиды являются участниками важнейших биохимических процессов. Особенно они важны в роли коферментов , т. е. веществ, тесно связанных с ферментами и необходимых для проявления ими ферментативной активности. Во всех тканях организма в свободном состоянии содержатся моно-, ди- и трифосфаты нуклеозидов.
Особенно известны аденинсодержащие нуклеотиды :
Аденозин-5"-фосфат (АМР, или в русской литературе АМФ);
Аденозин-5"-дифосфат (ADP, или АДФ);
Аденозин-5"-трифосфат (АТР, или АТФ).
Нуклеотиды, фосфорилированные в разной степени, способны к взаимопревращениям путем наращивания или отщепления фосфатных групп. Дифосфатная группа содержит одну, а трифосфатная - две ангидридные связи, обладающие большим запасом энергии и поэтому называемые макроэргическими . При расщеплении макроэргической связи Р-О выделяется -32 кДж/моль. С этим связана важнейшая роль АТФ как «поставщика» энергии во всех живых клетках.
Взаимопревращения фосфатов аденозина.
В приведенной выше схеме взаимопревращений формулы АМФ, АДФ и АТФ соответствуют неионизированному состоянию молекул этих соединений. С участием АТФ и АДФ в организме осуществляется важнейший биохимический процесс - перенос фосфатных групп.
Нуклеотидные коферменты: НАД + и НАДФ + – строение, алкилпиридиниевый ион и его взаимодействие с гидрид–ионом как химическая основа окислительного действия, НАД + .

Никотинамидадениндинуклеотиды . К этой группе соединений относятсяникотинамидадениндинуклеотид (NAD, или НАД) и его фосфат (NADP, или НАДФ). Эти соединения выполняют важную ролькоферментов в реакциях биологического окисления органических субстратов путем их дегидрирования (с участием ферментов дегидрогеназ). Поскольку эти коферменты являются участниками окислительно-восстановительных реакций, то они могут существовать как в окисленной (НАД+, НАДФ+), так и в восстановленной (НАДН, НАДФН) формах.

Структурным фрагментом НАД + и НАДФ + являетсяникотинамидный остаток в видепиридиниевого иона . В составе НАДН и НАДФН этот фрагмент превращается в остаток замещенного 1,4-дигидропиридина.
В ходе биологического дегидрирования, являющегося особым случаем окисления, субстрат теряет два атома водорода, т. е. два протона и два электрона (2Н+, 2е) или протон и гидрид-ион (Н+ и Н). Кофермент НАД+ рассматривается как акцептор гидрид-иона . В результате восстановления за счет присоединения гидрид-иона пиридиниевое кольцо переходит в 1,4-дигидропиридиновый фрагмент. Данный процесс обратим.
В ходе окисления ароматический пиридиниевый цикл переходит в неароматический 1,4-дигидропиридиновый цикл. В связи с потерей ароматичности возрастает энергия НАДН по сравнению с НАД+. Увеличение энергетического содержания происходит за счет части энергии, выделяющейся в результате превращения спирта в альдегид. Таким образом, НАДН запасает энергию, которая затем расходуется в других биохимических процессах, требующих энергетических затрат.
Нуклеиновые кислоты: РНК и ДНК, первичная структура.

Нуклеиновые кислоты занимают исключительное место в процессах жизнедеятельности живых организмов. Они осуществляют хранение и передачу генетической информации и являются инструментом, с помощью которого происходит управление биосинтезом белков.
Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные соединения (биополимеры), построенные из мономерных единиц - нуклеотидов, в связи с чем нуклеиновые кислоты называют также полинуклеотидами.
Структура каждого нуклеотида включает остатки углевода, гетероциклического основания и фосфорной кислоты. Углеводными компонентами нуклеотидов являются пентозы:D-рибоза и 2-дезокси-D-рибоза.
По этому признаку нуклеиновые кислоты делятся на две группы:
рибонуклеиновые кислоты (РНК), содержащие рибозу;
дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), содержащие дезоксирибозу.
Матричные (мРНК);
Рибосомные (рРНК);
Транспортные (тРНК).
Первичная структура нуклеиновых кислот. ДНК и РНК имеют общие черты вструктуре макромолекул :
Каркас их полинуклеотидных цепей состоит из чередующихся пентозных и фосфатных остатков;
Каждая фосфатная группа образует две сложноэфирные связи: с атомом С-З" предыдущего нуклеотидного звена и с атомом С-5" - последующего нуклеотидного звена;
Нуклеиновые основания образуют с пентозными остатками N-гликозидную связь.
Приведено строение произвольного участка цепи ДНК, выбранного в качестве модели с включением в нее четырех основных нуклеиновых оснований - гуанина (G), цитозина (С), аденина (А), тимина (Т). Принцип построения полинуклеотидной цепи РНК такой же, как и у ДНК, но с двумя отличиями: пентозным остатком в РНК служитD-рибофураноза, а в наборе нуклеиновых оснований используется не тимин (как в ДНК), а урацил.
(!) Один конец полинуклеотидной цепи, на котором находится нуклеотид со свободной 5"-ОН-группой, называется5"-концом . Другой конец цепи, на котором находится нуклеотид со свободной З"-ОН-группой, называетсяЗ"-концом .
Нуклеотидные звенья записываются слева направо, начиная с 5"-концевого нуклеотида. Запись строения цепи РНК осуществляется по таким же правилам, при этом буква «d» опускается.
С целью установления нуклеотидного состава нуклеиновых кислот проводят их гидролиз с последующей идентификацией полученных продуктов. ДНК и РНК ведут себя по-разному в условиях щелочного и кислотного гидролиза. ДНК устойчивы к гидролизу в щелочной среде , в то время какРНК очень быстро гидролизуются до нуклеотидов, которые, в свою очередь, способны отщеплять остаток фосфорной кислоты с образованием нуклеозидов.N -Гликозидные связи устойчивы в щелочной и нейтральной средах . Поэтому для их расщепленияиспользуется кислотный гидролиз . Оптимальные результаты дает ферментативный гидролиз с использованием нуклеаз, в том числе и фосфодиэстеразы змеиного яда, которые расщепляют сложноэфирные связи.
Наряду с нуклеотидным составом важнейшей характеристикой нуклеиновых кислот являетсянуклеотидная последовательность , т. е. порядок чередования нуклеотидных звеньев. Обе эти характеристики входят в понятие первичная структура нуклеиновых кислот.
Первичная структура нуклеиновых кислот определяется последовательностью нуклеотидных звеньев, связанных фосфодиэфирными связями в непрерывную цепь полинуклеотида.
Общий подход к установлению последовательности нуклеотидных звеньев заключается в использовании блочного метода. Сначала полинуклеотидную цепь направленно расщепляют с помощью ферментов и химических реагентов на более мелкие фрагменты (олигонуклеотиды), которые расшифровывают специфическими методами и по полученным данным воспроизводят последовательность строения всей полинуклеотидной цепи.
Знание первичной структуры нуклеиновых кислот необходимо для выявления связи между их строением и биологической функцией, а также для понимания механизма их биологического действия.
Комплементарность оснований лежит в основе закономерностей, которым подчиняется нуклеотидный состав ДНК. Эти закономерности сформулированыЭ. Чаргаффом :
Количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований;
Количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина;
Количество оснований, содержащих аминогруппу в положениях 4 пиримидинового и 6 пуринового ядер, равно количеству оснований, содержащих в этих же положениях оксогруппу. Это означает, что сумма аденина и цитозина равна сумме гуанина и тимина.
Для РНК эти правила либо не выполняются, либо выполняются с некоторым приближением, поскольку в РНК содержится много минорных оснований.
Комплементарность цепей составляет химическую основу важнейшей функции ДНК - хранения и передачи наследственных признаков. Сохранность нуклеотидной последовательности является залогом безошибочной передачи генетической информации. Изменение последовательности оснований в любой цепи ДНК приводит к устойчивым наследственным изменениям, а следовательно, и к изменениям в строении кодируемого белка. Такие изменения называют мутациями . Мутации могут происходить в результате замены какой-либо комплементарной пары оснований на другую. Причиной такой замены может служить сдвиг таутомерного равновесия.
Например, в случае гуанина сдвиг равновесия в сторону лактимной формы обусловливает возможность образования водородных связей с необычным для гуанина основанием - тимином и возникновение новой пары гуанин-тимин вместо традиционной пары гуанин-цитозин.
Замена «нормальных» пар оснований передается затем при «переписывании» (транскрипции) генетического кода с ДНК на РНК и приводит в итоге к изменению аминокислотной последовательности в синтезируемом белке.
Алкалоиды: химическая классификация; основные свойства, образование солей. Представители: хинин, никотин, атропин.

Алкалоиды представляют собой большую группу природных азотсодержащих соединений преимущественно растительного происхождения. Природные алкалоиды служат моделями для создания новых лекарственных препаратов, часто более эффективных и в то же время более простых по структуре.
В настоящее время в зависимости от происхождения атома азота в структуре молекулы, среди алкалоидов выделяют:
Истинные алкалоиды – соединения, которые образуются из аминокислот и содержат атом азота в составе гетероцикла (гиосциамин, кофеин, платифиллин).
Протоалкалоиды – соединения, которые образуются из аминокислот и содержат алифатический атом азота в боковой цепи (эфедрин, капсаицин).
Псевдоалкалоиды – азотсодержащие соединения терпеновой и стероидной природы (соласодин).

В классификации алкалоидов существует два подхода.Химическая классификация основана на строении углеродно-азотного скелета:
Производные пиридина и пиперидина (анабазин, никотин).
С конденсированными пирролидиновыми и пиперидиновыми кольцами (производные тропана) - атропин, кокаин, гиосциамин, скополамин.
Производные хинолина (хинин).
Производные изохинолина (морфин, кодеин, папаверин).
Производные индола (стрихнин, бруцин, резерпин).
Производные пурина (кофеин, теобромин, теофилин).
Производные имидазола (пилокарпин)
Стероидные алкалоиды (соласонин).
Ациклические алкалоиды и алкалоиды с экзоциклическим атомом азота (эфедрин, сферофизин, колхамин).

В основу другого вида классификации алкалоидов положен ботанический признак, согласно которому алкалоиды объединяют по растительным источникам.
Большинство алкалоидов обладает основными свойствами , с чем связано их название. В растениях алкалоиды содержатся в виде солей с органическими кислотами (лимонной, яблочной, винной, щавелевой).
Выделение из растительного сырья:
1-ый способ (экстракция в виде солей):
2-ой способ (экстракция в виде оснований):
Основные (щелочные) свойства алкалоидов выражены в различной степени. В природе чаще встречаются алкалоиды, которые относятся к третичным, реже - к вторичным либо к четвертичным аммонийным основаниям.
Благодаря основному характеру алкалоиды образуют соли с кислотами разной степени прочности. Соли алкалоидов легко разлагаются под действием едких щелочей и аммиака . При этом выделяются свободные основания.
Благодаря основному характеру, алкалоиды при взаимодействии с кислотами образуют соли . Это свойство используется при выделении и очистке алкалоидов, их количественном определении и получении препаратов.
Алкалоиды-соли хорошорастворимы в воде и этаноле (особенно в разбавленном) при нагревании,плохо или совсем не растворимы в органических растворителях (хлороформ, этиловый эфир и др.). В качествеисключения можно назвать скополамина гидробромид, гидрохлориды кокаина и некоторых опийных алкалоидов.
Алкалоиды-основания обычноне растворяются в воде , но легко растворяются в органических растворителях.Исключение составляют никотин, эфедрин, анабазин, кофеин, которые хорошо растворяются как в воде, так и в органических растворителях.
Представители.
Хинин - алкалоид, выделенный из коры хинного дерева (Cinchona oficinalis ) - представляет собой бесцветные кристаллы очень горького вкуса. Хинин и его производные обладают жаропонижающим и антималярийным действием
Никотин - основной алкалоид табака и махорки. Никотин весьма ядовит, смертельная доза для человека составляет 40 мг/кг, причем природный левовращающий никотин в 2-3 раза токсичнее синтетического правовращающего.
Атропин - рацемическая форма гиосциамина, обладает холиноблокирующим действием (спазмолитическим и мидриатическим).
Алкалоиды: метилированные ксантины (кофеин, теофиллин, теобромин); кислотно-основные свойства; их качественные реакции.

Пуриновые алкалоиды следует рассматривать как N -метилированные ксантины – в основе ядро ксантина (2,6-дигидроксопурин). Наиболее известными представителями этой группы являютсякофеин (1,3,7-триметилксантин),теобромин (3,7-диметилксантин) итеофиллин (1,3-диметилксантин), которые содержатся в зернах кофе и чае, шелухе какао-бобов, в орехах кола. Кофеин, теобромин и теофиллин широко применяются в медицине. Кофеин используется преимущественно как психостимулятор, теобромин и теофиллин - как сердечно-сосудистые средства.