Ácido úrico - Uric acid

Ácido úrico
Harnsäure Ketoform.svg
Ácido úrico3D.png
Ácido úrico fluorescente.JPG
Cristales de urato en luz polarizada
Nombres
Nombre IUPAC preferido
7,9-Dihidro-1 H -purina-2,6,8 (3 H ) -triona
Otros nombres
2,6,8-trioxipurina; 2,6,8-Trihidroxipurina; 2,6,8-trioxopurina; 1 H -Purina-2,6,8-triol
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
3DMet
156158
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
DrugBank
Tarjeta de información ECHA 100.000.655 Edita esto en Wikidata
Número CE
KEGG
Malla Ácido úrico +
UNII
  • InChI = 1S / C5H4N4O3 / c10-3-1-2 (7-4 (11) 6-1) 8-5 (12) 9-3 / h5,12H, (H, 9,10) (H, 7, 8,11) ☒norte
    Clave: DZGSAURIFGGOJK-UHFFFAOYSA-N ☒norte
  • forma de lactama : O = C1Nc2nc (= O) nc2C (= O) N1
  • forma intermedia: Oc0nc (O) nc1c0NC (= O) N1
  • lactima formulario: Oc0nc (O) nc1c0N = C (O) N1
  • monoanión de urato: Oc0nc (O) nc1c0N = C ([O -]) N1
Propiedades
C 5 H 4 N 4 O 3
Masa molar 168,112  g · mol −1
Apariencia Cristales blancos
Punto de fusion 300 ° C (572 ° F; 573 K)
6 mg / 100 ml (a 20 ° C)
log P −1,107
Acidez (p K a ) 5,6
Basicidad (p K b ) 8.4
−6,62 × 10 −5  cm 3 mol −1
Termoquímica
166.15 J K −1  mol −1 (a 24.0 ° C)
173,2 J K −1  mol −1
Entalpía
estándar de formación f H 298 )
−619,69 a −617,93 kJ mol −1
Entalpía
estándar de combustión c H 298 )
−1921,2 a −1919,56 kJ mol −1
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒norte verificar  ( ¿qué es   ?) chequeY☒norte
Referencias de Infobox

El ácido úrico es un compuesto heterocíclico de carbono , nitrógeno , oxígeno e hidrógeno con la fórmula C 5 H 4 N 4 O 3 . Forma iones y sales conocidos como uratos y uratos ácidos , como el urato ácido de amonio. El ácido úrico es un producto de la descomposición metabólica de los nucleótidos de purina y es un componente normal de la orina . Las concentraciones elevadas de ácido úrico en sangre pueden provocar gota y están asociadas con otras afecciones médicas, incluida la diabetes y la formación de cálculos renales de urato de ácido amónico .

Química

El ácido úrico fue aislado por primera vez de cálculos renales en 1776 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele . En 1882, el químico ucraniano Ivan Horbaczewski sintetizó por primera vez ácido úrico fundiendo urea con glicina .

El ácido úrico muestra tautomería de lactama-lactima (también descrita a menudo como tautomería ceto-enólica ). Aunque se espera que la forma de lactima posea algún grado de aromaticidad , el ácido úrico cristaliza en la forma de lactama, y la química computacional también indica que el tautómero es el más estable. El ácido úrico es un ácido diprótico con p K a1  = 5,4 y p K a2  = 10,3, por lo que a pH fisiológico, existe predominantemente como urato monoiónico.

Tautómeros de ácido úrico y urato
Harnsäure Ketoform.svg
Equilibrium2.svg
Harnsäure Enolform.svg p K a1
Equilibrium2.svg
Urat.svg
Forma de lactama Forma de lactima Ion urato

Solubilidad del agua

En general, el agua solubilidad del ácido úrico y su metal alcalino y alcalinotérreos sales es más bien baja. Todas estas sales exhiben mayor solubilidad en agua caliente que fría, lo que permite una fácil recristalización. Esta baja solubilidad es importante para la etiología de la gota. La solubilidad del ácido y sus sales en etanol es muy baja o insignificante. En mezclas de etanol / agua, las solubilidades se encuentran en algún lugar entre los valores finales para el etanol puro y el agua pura.

Solubilidad de las sales de urato (gramos de agua por gramo de compuesto)
Compuesto Agua fría Agua hirviendo
Ácido úrico 15.000 2.000
Urato de hidrógeno de amonio - 1600
Urato de hidrógeno de litio 370 39
Urato de hidrógeno de sodio 1,175 124
Urato de hidrógeno de potasio 790 75
Diurato de magnesio dihidrógeno 3.750 160
Diurato de calcio dihidrógeno 603 276
Urato de disodio 77 -
Urato de dipotasio 44 35
Urato de calcio 1500 1.440
Urato de estroncio 4.300 1,790
Urato de bario 7900 2700

Las cifras dadas indican qué masa de agua se requiere para disolver una unidad de masa del compuesto indicado. Cuanto menor sea el número, más soluble será la sustancia en dicho disolvente.

Bioquímica

La xantina oxidasa es una enzima que cataliza la formación de ácido úrico a partir de xantina e hipoxantina , que a su vez se producen a partir de otras purinas . La xantina oxidasa es una gran enzima cuyo sitio activo consiste en el metal molibdeno unido al azufre y al oxígeno. Dentro de las células, la xantina oxidasa puede existir como xantina deshidrogenasa y xantina oxireductasa, que también se ha purificado a partir de extractos de bazo y leche bovina . El ácido úrico se libera en condiciones hipóxicas (baja saturación de oxígeno).

Diversidad genética y fisiológica

Primates . En los seres humanos y primates superiores , el ácido úrico (en realidad, el ion urato de hidrógeno) es el producto final de oxidación (degradación) del metabolismo de las purinas y se excreta en la orina, mientras que en la mayoría de los demás mamíferos , la enzima uricasa oxida aún más el ácido úrico a alantoína . La pérdida de uricasa en primates superiores es paralela a la pérdida similar de la capacidad de sintetizar ácido ascórbico , lo que lleva a la sugerencia de que el urato puede sustituir parcialmente al ascorbato en tales especies. Tanto el ácido úrico como el ácido ascórbico son fuertes agentes reductores ( donantes de electrones ) y potentes antioxidantes . En los seres humanos, más de la mitad de la capacidad antioxidante del plasma sanguíneo proviene del ion urato de hidrógeno.

Humanos . El rango de concentración normal de ácido úrico (o ion urato de hidrógeno) en la sangre humana es de 25 a 80 mg / L para hombres y de 15 a 60 mg / L para mujeres (pero vea a continuación valores ligeramente diferentes). Un individuo puede tener valores séricos de hasta 96 mg / L y no tener gota. En los seres humanos, alrededor del 70% de la eliminación diaria de ácido úrico se produce a través de los riñones, y en el 5 al 25% de los seres humanos, la excreción renal alterada (riñón) conduce a hiperuricemia . La excreción normal de ácido úrico en la orina es de 250 a 750 mg por día (concentración de 250 a 750 mg / L si se produce un litro de orina por día - más alta que la solubilidad del ácido úrico porque está en forma de ácido disuelto uratos).

Perros . El perro dálmata tiene un defecto genético en la captación de ácido úrico por el hígado y los riñones , lo que resulta en una menor conversión a alantoína, por lo que esta raza excreta ácido úrico, y no alantoína, en la orina.

Aves y reptiles . En aves y reptiles , y en algunos mamíferos que habitan en el desierto (como la rata canguro ), el ácido úrico también es el producto final del metabolismo de las purinas, pero se excreta en las heces como una masa seca. Se trata de una vía metabólica compleja que es energéticamente costosa en comparación con el procesamiento de otros desechos nitrogenados como la urea (del ciclo de la urea ) o el amoníaco , pero tiene las ventajas de reducir la pérdida de agua y prevenir la deshidratación.

Invertebrados . Platynereis dumerilii , un gusano poliqueto marino , usa ácido úrico como feromona sexual . La hembra de la especie libera ácido úrico en el agua durante el apareamiento , para inducir a los machos a liberar esperma.

Genética

Aunque los alimentos como la carne y los mariscos pueden elevar los niveles de urato sérico, la variación genética contribuye mucho más a los niveles altos de urato sérico. Una proporción de personas tiene mutaciones en las proteínas responsables de la excreción de ácido úrico por los riñones. Hasta ahora se han identificado variantes dentro de varios genes: SLC2A9 ; ABCG2 ; SLC17A1 ; SLC22A11 ; SLC22A12 ; SLC16A9 ; GCKR ; LRRC16A ; y PDZK1 . Se sabe que SLC2A9 transporta tanto ácido úrico como fructosa .

Importancia clínica e investigación

En el plasma sanguíneo humano , el rango de referencia de ácido úrico suele ser de 3,4 a 7,2 mg por 100 ml (200 a 430 μmol / L) para los hombres y de 2,4 a 6,1 mg por 100 ml para las mujeres (140 a 360 μmol / L). Las concentraciones de ácido úrico en el plasma sanguíneo por encima y por debajo del rango normal se conocen como, respectivamente, hiperuricemia e hipouricemia . Asimismo, las concentraciones de ácido úrico en orina por encima y por debajo de lo normal se conocen como hiperuricosuria e hipouricosuria . Los niveles de ácido úrico en la saliva pueden estar asociados con los niveles de ácido úrico en sangre.

Ácido úrico alto

La hiperuricemia (altos niveles de ácido úrico), que induce la gota , tiene varios orígenes potenciales:

Gota

Una encuesta de 2011 en los Estados Unidos indicó que el 3,9% de la población tenía gota, mientras que el 21,4% tenía hiperuricemia sin presentar síntomas.

El exceso de ácido úrico en sangre puede inducir gota , una condición dolorosa que resulta de la precipitación de cristales de ácido úrico en forma de aguja en las articulaciones , los capilares , la piel y otros tejidos. La gota puede ocurrir cuando los niveles séricos de ácido úrico son tan bajos como 6 mg por 100 ml (357 μmol / L), pero una persona puede tener valores séricos tan altos como 9,6 mg por 100 ml (565 μmol / L) y no tener gota.

En los seres humanos, las purinas se metabolizan en ácido úrico que luego se excreta en la orina. El consumo de algunos tipos de alimentos ricos en purinas, en particular carnes y mariscos, aumenta el riesgo de gota. La gota puede surgir del consumo regular de carnes, como hígado, riñón y mollejas, y ciertos tipos de mariscos, como anchoas, arenques, sardinas, mejillones, vieiras, truchas, eglefino, caballa y atún. Sin embargo, la ingesta moderada de verduras ricas en purinas no se asocia con un mayor riesgo de gota.

Un tratamiento para la gota en el siglo XIX fue la administración de sales de litio ; El urato de litio es más soluble. Hoy en día, la inflamación durante los ataques se trata más comúnmente con AINE , colchicina o corticosteroides , y los niveles de urato se controlan con alopurinol . El alopurinol, que inhibe débilmente la xantina oxidasa, es un análogo de la hipoxantina que es hidroxilado por la xantina oxidorreductasa en la posición 2 para dar oxipurinol.

Síndrome de lisis tumoral

El síndrome de lisis tumoral , una condición de emergencia que puede resultar de cánceres de sangre , produce niveles altos de ácido úrico en la sangre cuando las células tumorales liberan su contenido en la sangre, ya sea espontáneamente o después de la quimioterapia . El síndrome de lisis tumoral puede provocar una lesión renal aguda cuando se depositan cristales de ácido úrico en los riñones. El tratamiento incluye  hiperhidratación para diluir y excretar ácido úrico a través de la orina , rasburicasa para reducir los niveles de ácido úrico poco soluble en sangre o  alopurinol para inhibir que el catabolismo de las purinas se agregue a los niveles de ácido úrico.

Síndrome de Lesch-Nyhan

El síndrome de Lesch-Nyhan , un trastorno hereditario poco común, también se asocia con niveles elevados de ácido úrico en suero. En este síndrome se observan espasticidad, movimientos involuntarios y retraso cognitivo, así como manifestaciones de gota.

Enfermedad cardiovascular

La hiperuricemia puede aumentar los factores de riesgo de enfermedad cardiovascular .

Diabetes tipo 2

La hiperuricemia puede ser una consecuencia de la resistencia a la insulina en la diabetes más que su precursora. Un estudio mostró que el ácido úrico sérico alto se asoció con un mayor riesgo de diabetes tipo 2 , independientemente de la obesidad , la dislipidemia y la hipertensión . La hiperuricemia se asocia con componentes del síndrome metabólico , incluso en niños.

Formación de cálculos de ácido úrico

Los cálculos renales pueden formarse a través de depósitos de microcristales de urato de sodio.

Los niveles de saturación de ácido úrico en sangre pueden resultar en una forma de cálculos renales cuando el urato cristaliza en el riñón. Estos cálculos de ácido úrico son radiotransparente y así no aparecen en una llanura abdominal de rayos X . Los cristales de ácido úrico también pueden promover la formación de cálculos de oxalato de calcio , actuando como "cristales semilla".

Ácido úrico bajo

Los niveles bajos de ácido úrico ( hipouricemia ) pueden tener numerosas causas. La ingesta baja de zinc en la dieta provoca niveles más bajos de ácido úrico. Este efecto puede ser aún más pronunciado en mujeres que toman anticonceptivos orales. El sevelámero , un fármaco indicado para la prevención de la hiperfosfatemia en personas con insuficiencia renal crónica , puede reducir significativamente el ácido úrico sérico.

Esclerosis múltiple

El metanálisis de 10 estudios de casos y controles encontró que los niveles de ácido úrico en suero de pacientes con esclerosis múltiple eran significativamente más bajos en comparación con los de controles sanos, lo que posiblemente indica un biomarcador de diagnóstico para la esclerosis múltiple.

Normalización del ácido úrico bajo

La corrección de los niveles de zinc bajos o deficientes puede ayudar a elevar el ácido úrico sérico .

Ver también

  • Theacrine o ácido 1,3,7,9-tetrametilúrico, un alcaloide de purina que se encuentra en algunos tés
  • Uracilo : nucleobase de purina nombrada por Robert Behrend, quien intentaba sintetizar derivados del ácido úrico.

Referencias

enlaces externos