Harnsäure

Harnsäure ist eine heterocyclic Zusammensetzung von Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff mit der Formel CHNO. Es bildet Ionen und Salze bekannt als urates und Säure urates wie Ammonium-Säure urate. Harnsäure ist ein Produkt der metabolischen Depression von purine nucleotides. Hohe Blutkonzentrationen von Harnsäure können zu einem Typ der als Gicht bekannten Arthritis führen. Die Chemikalie wird mit anderen medizinischen Bedingungen wie Ammonium-Säure urate Nierensteine vereinigt.

Chemie

Harnsäure ist eine diprotic Säure mit pKa=5.4 und pKa=10.3. So in starkem Alkali am hohen pH bildet es das Doppel-beladene volle urate Ion, aber am biologischen pH oder in Gegenwart von kohlenstoffhaltiger Säure oder Karbonat-Ionen bildet es den einzeln beladenen Wasserstoff oder die Säure urate Ion, weil sein pKa größer ist als der pKa von kohlenstoffhaltiger Säure. Da seine zweite Ionisation so schwach ist, neigen die vollen urate Salze zu hydrolyze zurück zu Wasserstoff urate Salze und freie Basis an PH-Werten um den neutralen. Es ist wegen der purine funktionellen Gruppe aromatisch.

Als ein bicyclic, heterocyclic purine abgeleitete Harnsäure tut nicht protonate wie carboxylic Säuren. Röntgenstrahl-Beugungsstudien auf dem Wasserstoff urate Ion in Kristallen von ammomium Wasserstoff urate, gebildet in vivo als gichtkranke Ablagerungen, offenbaren, dass der Keto-Sauerstoff in der 2 Position eines tautomer der purine Struktur als eine hydroxyl Gruppe besteht und die zwei angrenzenden Stickstoff-Atome an den 1 und 3 Positionen die ionische Anklage im sechs membered mit dem Pi Klangfülle-stabilisierten Ring teilen.

So, während die meisten organischen Säuren deprotonated durch die Ionisation eines polaren Bandes des Wasserstoffs zum Sauerstoff sind, das gewöhnlich durch eine Form der Klangfülle-Stabilisierung begleitet ist (auf ein carboxylate Ion hinauslaufend), ist Harnsäure deprotonated an einem Stickstoff-Atom und verwendet einen tautomeric keto/hydroxy Gruppe als eine elektronzurückziehende Gruppe, um den PK-Wert zu vergrößern. Der fünf Membered-Ring besitzt auch eine keto Gruppe (in der 8 Position), flankiert von zwei sekundären amino Gruppen (in den 7 und 9 Positionen), und die Deprotonierung von einem von diesen am hohen pH konnte den pK und das Verhalten als eine diprotic Säure erklären. Ähnliche tautomeric Neuordnung und Stabilisierung der Pi-Klangfülle würden dann dem Ion etwas Grad der Stabilität geben.

(Auf der am oberen Recht gezeigten Struktur ist der NH am oberen Recht auf dem sechs Membered-Ring "1", im Uhrzeigersinn um den sechs Membered-Ring zu "6" für den keto Kohlenstoff an der Oberseite vom sechs Membered-Ring zählend. Das obere, das der grösste Teil von NH auf dem fünf Membered-Ring "7" ist, entgegen dem Uhrzeigersinn um diesen Ring zu tiefer NH aufzählend, der "9" ist.)

Harnsäure wurde zuerst von Nierensteinen 1776 von Scheele isoliert. So weit Laborsynthese 1882 betroffen wird, hat Horbaczewski behauptet, Harnsäure vorbereitet zu haben, indem er Harnstoff-Wasserstoffperoxid mit glycine, trichlorolactic Säure und sein amide geschmolzen hat. Bald danach zeigt die Wiederholung durch Eduard Hoffmann, dass diese Vorbereitung mit glycine keine Spur von Harnsäure gibt, aber trichlorolactimide erzeugt etwas Harnsäure. So war Hoffmann erst, um Harnsäure zu synthetisieren.

Löslichkeit von Harnsäure und seinen Salzen

Allgemein ist das Wasser solubilitity Harnsäure und seines Alkalis metallene und alkalische Erdsalze ziemlich niedrig. Alle diese Salze stellen größere Löslichkeit in heißem Wasser aus als Kälte, leichte Rekristallisierung berücksichtigend. Diese niedrige Löslichkeit ist für die Ätiologie der Gicht bedeutend. Die Löslichkeit der Säure und seiner Salze in Vinylalkohol ist sehr niedrig oder unwesentlich. In Vinylalkohol-Wassermischungen ist die Löslichkeit irgendwo zwischen den Endwerten für reinen Vinylalkohol und reines Wasser.

Die gegebenen Zahlen zeigen das an, welche Masse von Wasser erforderlich ist, eine Einheitsmasse der angezeigten Zusammensetzung, je tiefer die Zahl, desto mehr auflösbar die Substanz in vorerwähntem Lösungsmittel aufzulösen.

Biologie

Das Enzym xanthine oxidase macht Harnsäure von xanthine und hypoxanthine, die der Reihe nach von anderem purines erzeugt werden. Xanthine oxidase ist ein großes Enzym, dessen aktive Seite aus dem Metall, Molybdän, binded zum Schwefel und Sauerstoff besteht. Innerhalb von Zellen xanthine kann oxidase als xanthine dehydrogenase und xanthine oxireductase bestehen, der auch von Rindermilch und Milz-Extrakten gereinigt worden ist. Harnsäure wird in hypoxic Bedingungen veröffentlicht.

In Menschen und höheren Primaten ist Harnsäure die Endoxydation (Depression) Produkt des purine Metabolismus und ist excreted im Urin. In den meisten anderen Säugetieren oxidiert das Enzym uricase weiter Harnsäure zu allantoin. Der Verlust von uricase in höheren Primaten passt dem ähnlichen Verlust der Fähigkeit an, Askorbinsäure zu synthetisieren, zum Vorschlag führend, dass urate ascorbate in solchen Arten teilweise auswechseln kann. Sowohl saure Harn-als auch Askorbinsäure ist starke abnehmende Reagenzien (Elektronendonatoren) und starke Antioxidationsmittel. In Menschen kommt mehr als Hälfte der Antioxidationsmittel-Kapazität von Plasma aus Harnsäure.

Der dalmatinische Hund hat einen genetischen Defekt im sauren Harnauffassungsvermögen durch die Leber und Nieren, auf verminderte Konvertierung zu allantoin, so diese Rasse excretes Harnsäure, und nicht allantoin im Urin hinauslaufend.

In Vögeln und Reptilien, und in einer Wüste, die wohnt, sind Säugetiere (z.B, die Känguru-Ratte), Harnsäure auch das Endprodukt des purine Metabolismus, aber es ist excreted in Fäkalien als eine trockene Masse. Das schließt einen komplizierten metabolischen Pfad ein, der im Vergleich mit der Verarbeitung anderer stickstoffhaltiger Verschwendung wie Harnstoff (vom Harnstoff-Zyklus) oder Ammoniak energisch kostspielig ist, aber im Vorteil ist, Wasserverlust zu reduzieren.

In Menschen kommen ungefähr 70 % der täglichen sauren Harnverfügung über die Nieren, und in 5-25 % von Menschen vor, verschlechterte Nieren(niere)-Ausscheidung führt zu hyperuricemia.

Genetik

Ein Verhältnis von Leuten hat Veränderungen in den Proteinen, die für die Ausscheidung von Harnsäure durch die Nieren verantwortlich sind. Neun Gene sind bis jetzt identifiziert worden:

SLC2A9; ABCG2; SLC17A1; SLC22A11; SLC22A12;

SLC16A9; GCKR; LRRC16A; und PDZK1. Wie man bekannt, transportiert SLC2A9 sowohl Harnsäure als auch fructose.

Medizin

In menschlichem Plasma ist die Bezugsreihe von Harnsäure zwischen 3.6 mg/dL (~214 µmol/L) und 8.3 mg/dL (~494 µmol/L) (1 mg/dL=59.48 µmol/L) und 2.3-6.6 mg/dL für die Frau (137-393 µmol/L). Diese Reihe wird normal durch das amerikanische Medizinische Vereinigungshandbuch des Stils betrachtet. Saure Harnkonzentrationen in Plasma oben und unter der normalen Reihe, sind beziehungsweise, als hyperuricemia und hypouricemia bekannt. Ähnlich sind saure Harnkonzentrationen im Urin oben und unter dem normalen als hyperuricosuria und hypouricosuria bekannt. Solche anomalen Konzentrationen von Harnsäure sind nicht medizinische Bedingungen, aber werden mit einer Vielfalt von medizinischen Bedingungen vereinigt.

Hohe Harnsäure

Hohe Niveaus von Harnsäure werden hyperuricemia genannt.

Ursachen von hoher Harnsäure

  • In vielen Beispielen haben Leute saure Harnniveaus aus erblichen Gründen erhoben.
  • Diät kann ein Faktor sein. Die hohe Aufnahme von diätetischem purine sowie fructose (und Tabellenzucker, der ungefähr 50 % fructose ist) kann vergrößerte Niveaus von Harnsäure verursachen.
  • Serum Harnsäure kann wegen der reduzierten Ausscheidung durch die Nieren erhoben werden.
  • Das Fasten oder schnelle Gewichtsabnahme kann saure Harnniveaus provisorisch erheben.
  • Eisen (Fe) aktiviert xanthine oxidase (XO), und Kupfer (Cu) schaltet es so aus, weil Männer Fe mit dem Alter ansammeln (ferritin, erheben sich Niveaus über 45 ng/dl), und Niveau-Niedergang von Cu, als Testosteron-Niveaus mit dem Alter fallen (Testosteron vergrößert Cu Hälfte des Lebens), schließlich läuft der hohe Fe/Cu auf aktiveren XO und höher urate Niveaus hinaus. Überschüssiger Fe kann durch phlebotomy beseitigt werden (Blutspende), und niedriger Cu kann durch die tägliche Aufnahme von 2-Mg-Cu pro Tag korrigiert werden, urate Niveaus reduzierend.

Gicht

Die Überserum-Anhäufung von Harnsäure kann zu einem Typ der als Gicht bekannten Arthritis führen. Diese schmerzhafte Bedingung ist das Ergebnis von einer Nadel ähnlichen Kristallen von Harnsäure, die sich in Gelenken und Haargefäßen niederschlägt. Nierensteine können auch durch die Bildung und Absetzung von Natrium urate Mikrokristalle bilden.

Es ist auch gefunden worden, dass Männer, die zwei oder mehr zuckergesüßte Getränke pro Tag getrunken haben, eine um 85 % höhere Chance haben, Gicht zu entwickeln, als diejenigen, die solche Getränke selten getrunken haben.

Gicht kann vorkommen, wo Serum saure Harnniveaus sind mindestens 6 mg/dL (~357 µmol/L), aber eine Person kann Serum-Werte nicht weniger als 9.6 mg/dL (~565 µmol/L) haben und Gicht nicht haben.

Eine Behandlung für Gicht war im 19. Jahrhundert Verwaltung von Lithiumsalzen gewesen; Lithium urate ist mehr auflösbar. Heute wird die Entzündung während Angriffe mit NSAIDs allgemeiner behandelt, und urate Niveaus werden mit allopurinol geführt. Allopurinol, entwickelt vor mehr als 30 Jahren von Elion u. a., schwach hemmt xanthine oxidase. Es ist ein Analogon von hypoxanthine, der hydroxylated durch xanthine oxireductase am 2-Positionen-ist, um oxipurinol zu geben. Oxipurinol hat dicht zum reduzierten Molybdän-Ion im Enzym binden sollen und hemmt so saure Harnsynthese.

Lesch-Nyhan Syndrom

Lesch-Nyhan Syndrom, eine äußerst seltene geerbte Unordnung, wird auch mit dem sehr hohen Serum saure Harnniveaus vereinigt. Spasticity, unwillkürliche Bewegung und kognitive Zurückgebliebenheit sowie Manifestationen der Gicht werden in Fällen dieses Syndroms gesehen.

Kardiovaskuläre Krankheit

Obwohl Harnsäure als ein Antioxidationsmittel handeln kann, wird Überserum-Anhäufung häufig mit kardiovaskulärer Krankheit vereinigt. Es ist nicht bekannt, ob das (z.B, durch das Handeln als ein prooxidant) oder eine der Antioxidationsmittel-Eigenschaften von urate ausnutzende Schutzreaktion begründend ist. Dasselbe kann für die vermeintliche Rolle von Harnsäure in der Ätiologie des Schlags verantwortlich sein.

Zuckerkrankheit des Typs 2

Die Vereinigung des hohen Serums die Harnsäure mit dem Insulin-Widerstand ist seit dem frühen Teil des 20. Jahrhunderts, dennoch, der Anerkennung des hohen Serums Harnsäure als ein Risikofaktor für Zuckerkrankheit bekannt gewesen, ist eine Sache der Debatte gewesen. Tatsächlich, wie man immer gewagt hat, ist hyperuricemia eine Folge des Insulin-Widerstands aber nicht seines Vorgängers gewesen. Jedoch hat eine zukünftige Anschlußstudie hohes Serum gezeigt Harnsäure wird mit der höheren Gefahr der Zuckerkrankheit des Typs 2 vereinigt, von der Beleibtheit, dyslipidemia, und Hypertonie unabhängig.

Metabolisches Syndrom

Hyperuricemia wird mit Bestandteilen des metabolischen Syndroms vereinigt. Eine Studie hat darauf hingewiesen, dass fructose-veranlasster hyperuricemia eine pathogene Rolle im metabolischen Syndrom spielen kann. Das ist mit dem vergrößerten Verbrauch in letzten Jahrzehnten im Einklang stehend, Getränke (wie Fruchtsäfte und alkoholfreie Getränke zu fructose-enthalten, die mit hohem-fructose und Zuckergetreide-Sirup gesüßt sind) und die Epidemie der Zuckerkrankheit und Beleibtheit.

Saure Harnsteinbildung

Sättigungsniveaus von Harnsäure im Blut können auf eine Form von Nierensteinen hinauslaufen, wenn der urate in der Niere kristallisiert. Diese sauren Harnsteine sind radiolucent und so erscheinen Sie auf einem einfachen Unterleibsröntgenstrahl nicht. Ihre Anwesenheit muss durch den Ultraschall aus diesem Grund diagnostiziert werden. Sehr große Steine können auf dem Röntgenstrahl durch ihre Versetzung der Umgebungsnieregewebe entdeckt werden.

Wie man

fühlt, sind saure Harnsteine, die sich ohne sekundäre Ursachen wie chronische Diarrhöe, kräftige Übung, Wasserentzug und das Tierprotein-Laden formen, zu Beleibtheit und in metabolischem Syndrom gesehenem Insulin-Widerstand sekundär. Vergrößerte diätetische Säure führt zu vergrößerter endogener saurer Produktion in der Leber und den Muskeln, der der Reihe nach zu einer vergrößerten sauren Last zu den Nieren führt. Diese Last wird schlechter wegen der fetten Niereninfiltration und des Insulin-Widerstands behandelt, die, wie man fühlt, Ammoniak-Ausscheidung (ein Puffer) verschlechtern. Der Urin ist deshalb ganz acidic, und Harnsäure wird unlöslich, kristallisiert und Steinform. Präsentieren Sie außerdem natürlich Befürworter, und Hemmstoff-Faktoren können betroffen werden. Das erklärt das hohe Vorherrschen von Harnsteinen und ungewöhnlich acidic Urin, der in Patienten mit Zuckerkrankheit des Typs 2 gesehen ist. Saure Harnkristalle können auch die Bildung von Kalzium-Oxalat-Steinen fördern, als "Impfkristalle" (heterogener nucleation) handelnd.

Niedrige Harnsäure

Ursachen von niedriger Harnsäure

Niedrige Harnsäure (hypouricemia) kann zahlreiche Ursachen haben.

Niedrig senkt diätetische Zinkaufnahme-Ursache saure Harnniveaus. Diese Wirkung kann in Frauen noch ausgesprochener sein, die Medikament des oralen Empfängnisverhütungsmittels nehmen.

Xanthine oxidase ist ein Enzym von Fe-Mo, so können Leute mit dem Mangel von Fe (der häufigste Grund der Anämie in jungen Frauen) oder Mangel von Mo hypouricemia erfahren.

Xanthine oxidase verliert seine Funktion und gewinnt Ascorbase-Funktion, wenn einige der Atome von Fe in XO durch Atome von Cu ersetzt werden. Entsprechend können Leute mit hohem Cu/Fe hypouricemia und Mangel des Vitamins C erfahren, oxidative auf Schaden hinauslaufend. Da Oestrogen die Hälfte des Lebens von Cu vergrößert, werden Frauen mit sehr hohen Oestrogen-Niveaus und intensivem Blutverlust während der Menstruation wahrscheinlich einen hohen Cu/Fe haben und mit hypouricemia auszeichnen.

Sevelamer, ein Rauschgift, das für die Verhinderung von hyperphosphataemia in Patienten mit dem chronischen Nierenmisserfolg angezeigt ist, kann Serum Harnsäure bedeutsam reduzieren.

Multiple Sklerose

Niedrigere Serum-Werte von Harnsäure sind mit multipler Sklerose (MS) vereinigt worden. Wie man gefunden hat, haben FRAU-Patienten Serum-Niveaus ~194 µmol/L mit Patienten im Rückfall gehabt, der ~160 µmol/L und Patienten in der Vergebung im Durchschnitt beträgt, die ~230 µmol/L im Durchschnitt beträgt. Serum Harnsäure in gesunden Steuerungen war ~290 µmol/L. Umwandlungsfaktor: 1 mg/dL=59.48 µmol/L

Eine 1998-Studie hat eine statistische Analyse von 20 Millionen geduldigen Aufzeichnungen vollendet, Serum saure Harnwerte in Patienten mit Gicht und Patienten mit multipler Sklerose vergleichend. Fast kein Übergreifen zwischen den Gruppen wurde gefunden.

Harnsäure ist in der Behandlung und Verhinderung des Tieres (murine) Modell der 2006-Studie von FRAU A gefundene Erhebung des Serums erfolgreich verwendet worden saure Harnwerte in Patienten der multiplen Sklerose, durch die mündliche Ergänzung mit inosine, sind auf niedrigere Rückfall-Raten und keine nachteiligen Effekten hinausgelaufen.

Das Normalisieren niedriger Harnsäure

Das Korrigieren niedriger oder unzulänglicher Zinkniveaus kann helfen, Serum Harnsäure zu erheben. Inosine kann verwendet werden, um saure Harnniveaus zu erheben.

Zn hemmt Absorption von Cu, helfend, den hohen Cu/Fe in einigen Menschen mit hypouricemia zu reduzieren. Ergänzungen von Fe können entsprechende Reserven von Fe (ferritin über 25 ng/dl) sichern, auch den hohen Cu/Fe korrigierend.

Oxidative betonen

Harnsäure kann ein Anschreiber der Oxidative-Betonung sein, und kann eine potenzielle therapeutische Rolle als ein Antioxidationsmittel haben. Andererseits, wie andere starke abnehmende Substanzen wie ascorbate, kann Harnsäure auch als ein prooxidant besonders an Hochniveaus handeln. So ist es unklar, ob Hochniveaus von Harnsäure in Krankheiten, die mit Oxidative-Betonung wie Schlag und atherosclerosis vereinigt sind, eine Schutzantwort oder eine primäre Ursache sind.

Zum Beispiel schlagen einige Forscher vor, dass hyperuricemia-veranlasste Oxidative-Betonung eine Ursache des metabolischen Syndroms ist. Andererseits entsprechen saure Plasmaharnniveaus der Langlebigkeit in Primaten und anderen Säugetieren. Das ist vermutlich eine Funktion der Antioxidationsmittel-Eigenschaften von urate.

Quellen

  • In Menschen sind purines excreted als Harnsäure. Purines werden in hohen Beträgen in Tiernahrungsmittelprodukten, wie Leber und Sardinen gefunden. Ein gemäßigter Betrag von purine wird auch in Rindfleisch, Schweinefleisch, Geflügel, Fisch und Meeresfrüchten, Spargel, Blumenkohl, Spinat, Pilzen enthalten, grüne Erbsen, Linsen, haben Erbsen, Bohnen, Hafergrütze, Weizen-Kleie und Weizenkeim ausgetrocknet.
  • Beispiele von hohem purine und Quellen von Fe schließen ein: Briese, Sardellen, Sardinen, Leber, Rindfleischnieren, Verstand, Fleisch-Extrakte (z.B, Oxo, Bovril), Hering, Makrele, Kammmuscheln, Spielfleisch und Soße.
  • Gemäßigte Aufnahme, Essen zu purine-enthalten, wird mit einer vergrößerten Gefahr der Gicht nicht vereinigt.

Weiterführende Literatur

  • Nakamura, T. (April 2008). [Historische Rezension der Gicht und hyperuricemia Untersuchungen]. Nippon Rinsho 66 (4): 624-635..

Links


Harnstoff / Oberstes Gericht der Vereinigten Staaten
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