Введение

Органическое соединение

Мочевая кислота — это гетероциклическое соединение, состоящее из углерода, азота, кислорода и водорода, с формулой C5H4N4O3. Она образует ионы и соли, известные как ураты и кислые ураты, такие как урат аммония. Мочевая кислота является продуктом метаболического распада пуриновых нуклеотидов и нормальным компонентом мочи. Повышенные концентрации мочевой кислоты в крови могут приводить к подагре и связаны с другими заболеваниями, включая диабет и образованием камней в почках, состоящих из урата аммония.

Биохимия

Фермент ксантинооксидаза (XO) катализирует образование мочевой кислоты из ксантина и гипоксантина. XO, который встречается у млекопитающих, функционирует преимущественно как дегидрогеназа и редко как оксидаза, несмотря на своё название. Ксантин, в свою очередь, образуется из других пуринов. Ксантинооксидаза – крупный фермент, активный центр которого содержит молибден, связанный с серой и кислородом. Мочевая кислота высвобождается в гипоксических условиях (при низкой насыщенности кислородом).

Приматы

У человека мочевая кислота (фактически ион урата водорода) является конечным продуктом окисления (распада) пуринового обмена и выводится с мочой, в то время как у большинства других млекопитающих фермент уриказа дополнительно окисляет мочевую кислоту до аллантоина. Потеря уриказы у высших приматов сопоставима с аналогичной потерей способности синтезировать аскорбиновую кислоту, что наводит на мысль о том, что урат может частично замещать аскорбат у этих видов. И мочевая кислота, и аскорбиновая кислота являются сильными восстановителями (донорами электронов) и эффективными антиоксидантами. У человека более половины антиоксидантной емкости плазмы крови обеспечивается ионом урата водорода.

Люди

Нормальный диапазон концентрации мочевой кислоты (или иона урата водорода) в крови человека составляет 25–80 мг/л для мужчин и 15–60 мг/л для женщин (но см. ниже для несколько иных значений). У человека уровень в сыворотке крови может достигать 96 мг/л, и при этом у него не будет подагры. Нормальное выведение мочевой кислоты с мочой составляет 270–360 мг в сутки (концентрация 270–360 мг/л при суточном диурезе в 1 литр – превышает растворимость мочевой кислоты, так как она находится в форме растворенных уратов), что примерно в 1% меньше суточного выведения мочевины.

Собаки

У далматинцев имеется генетический дефект, препятствующий усвоению мочевой кислоты печенью и почками, что приводит к снижению её превращения в аллантоин. В результате, эта порода выводит с мочой мочевую кислоту, а не аллантоин.

Птицы, рептилии и пустынные млекопитающие

У птиц и рептилий, а также у некоторых пустынных млекопитающих (например, у кенгуру-крысы), мочевая кислота также является конечным продуктом метаболизма пуринов, но выводится с фекалиями в виде сухого осадка. Этот процесс включает сложный метаболический путь, который энергетически затратен по сравнению с переработкой других азотистых отходов, таких как мочевина (образующаяся в цикле мочевины) или аммиак, однако он позволяет снизить потерю воды и предотвратить обезвоживание.

Беспозвоночные

Platynereis dumerilii, морской полихетный червь, использует мочевую кислоту как половой феромон. Самка этого вида выделяет мочевую кислоту в воду в период размножения, что стимулирует самцов к высвобождению спермы.

Генетика

Хотя продукты питания, такие как мясо и морепродукты, могут повышать уровень урата в сыворотке крови, генетическая вариабельность является гораздо более значимым фактором, определяющим высокий уровень урата в сыворотке крови. У части людей имеются мутации в белках-транспортерах урата, ответственных за выведение мочевой кислоты почками. На данный момент идентифицированы варианты нескольких генов, связанных с уровнем урата в сыворотке крови: SLC2A9; ABCG2; SLC17A1; SLC22A11; SLC22A12; SLC16A9; GCKR; LRRC16A; и PDZK1. GLUT9, кодируемый геном SLC2A9, известен своей способностью транспортировать как мочевую кислоту, так и фруктозу. Миогенная гиперурикемия, возникающая в результате активации цикла пуриновых нуклеотидов при низком уровне запасов АТФ в мышечных клетках, является распространенной патофизиологической особенностью гликогенозов, таких как GSD III, GSD V и GSD VII, поскольку это метаболические миопатии, нарушающие способность мышечных клеток к производству АТФ (энергии). При этих метаболических миопатиях миогенная гиперурикемия индуцируется физической нагрузкой: уровень инозина, гипоксантина и мочевой кислоты в плазме крови повышается после тренировки и снижается в течение нескольких часов в состоянии покоя. Концентрации мочевой кислоты в плазме крови выше и ниже нормального диапазона соответственно называются гиперурикемией и гипоурикемией. Аналогично, концентрации мочевой кислоты в моче выше и ниже нормы известны как гиперурикозурия и гипоурикозурия. Уровень мочевой кислоты в слюне может быть связан с уровнем мочевой кислоты в крови.

Подагра

Опрос 2011 года в Соединенных Штатах показал, что 3,9% населения страдали подагрой, в то время как у 21,4% была гиперурикемия без симптомов. Избыток мочевой кислоты в крови (урат сыворотки) может вызывать подагру – болезненное состояние, возникающее в результате осаждения игольчатых кристаллов мочевой кислоты, называемых кристаллами мононатриевого урата, в суставах, капиллярах, коже и других тканях. Подагра может возникать при уровне мочевой кислоты в сыворотке крови всего 6 мг на 100 мл (357 мкмоль/л), но у человека уровень может достигать 9,6 мг на 100 мл (565 мкмоль/л) без развития подагры. У человека пурины метаболизируются в мочевую кислоту, которая затем выводится с мочой. Употребление в больших количествах некоторых продуктов, богатых пуринами, особенно мяса и морепродуктов, повышает риск развития подагры. К продуктам, богатым пуринами, относятся печень, почки, мозговые кости, а также определенные виды морепродуктов, включая анчоусы, сельдь, сардины, мидии, гребешки, форель, треску, скумбрию и тунца. Однако умеренное потребление овощей, богатых пуринами, не связано с повышенным риском подагры. Урат лития более растворим. В настоящее время воспаление во время приступов чаще всего лечат НПВС, колхицином или кортикостероидами, а уровень урата контролируют с помощью аллопуринола. Аллопуринол, который слабо ингибирует ксантиноксидазу, является аналогом гипоксантина, который гидроксилируется ксантиноксидоредуктазой во 2-м положении с образованием оксипуринола.

Синдром лизиса опухоли

Синдром лизиса опухоли – неотложное состояние, которое может возникнуть при гемобластозах и характеризуется высоким уровнем мочевой кислоты в крови, вызванным высвобождением содержимого опухолевых клеток в кровоток спонтанно или после химиотерапии. Синдром лизиса опухоли может привести к острому повреждению почек вследствие отложения кристаллов мочевой кислоты в почках. Для этого синдрома характерны спастичность, непроизвольные движения, когнитивные нарушения, а также проявления подагры.

Сердечно-сосудистые заболевания

Гиперурикемия связана с увеличением факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний. Также не исключено, что повышенный уровень мочевой кислоты может играть причинную роль в развитии атеросклероза сердечно-сосудистой системы, однако этот вопрос остаётся спорным, а данные – противоречивыми.

Образование камней мочевой кислоты

Камни в почках могут образовываться из отложений микрокристаллов урата натрия. Высокие уровни мочевой кислоты в крови могут приводить к одной из форм камней в почках, когда урат кристаллизуется в почках. Эти камни мочевой кислоты не отображаются на обычной рентгенограмме брюшной полости, так как являются рентген-прозрачными. Кристаллы мочевой кислоты также могут способствовать образованию камней из оксалата кальция, действуя как "зародышевые кристаллы".

Диабет

Гиперурикемия связана с компонентами метаболического синдрома, включая и детей.

Низкий уровень мочевой кислоты

Низкий уровень мочевой кислоты (гипоурикемия) может быть вызван множеством факторов. Низкое потребление цинка с пищей приводит к снижению уровня мочевой кислоты. Этот эффект может быть особенно выражен у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Севеламер, лекарственный препарат, применяемый для профилактики гиперфосфатемии у людей с хронической почечной недостаточностью, может значительно снижать уровень мочевой кислоты в сыворотке крови.

Рассеянный склероз

Мета-анализ 10 исследований типа "случай-контроль" показал, что уровни мочевой кислоты в сыворотке крови у пациентов с рассеянным склерозом были значительно ниже по сравнению со здоровыми контрольными группами, что потенциально может указывать на диагностический биомаркер рассеянного склероза.

Нормализация низкой уровень мочевой кислоты

Коррекция низкого или недостаточного уровня цинка может способствовать повышению уровня мочевой кислоты в сыворотке крови.