Harnsäure
Harnsäure ist eine zweibasige Säure mit pKa1 = 5,4 und pKa2 = 10,3. [1] So ist in starken Alkali bei hohem pH-Wert, bildet er die dually aufgeladenen Voll Urat-Ionen, aber im Bereich biologischen pH-Wert oder in Gegenwart von Bicarbonat-Ionen, bildet er den einfach geladene Wasserstoffsäure oder Urat Urat-Ion. Wie die zweite Ionisierung so schwach ist, hydrolysieren die volle Urat Salze zurück zu Wasserstoff Urat Salzen bei pH-Werten um den Neutralpunkt. Es ist wegen der aromatischen konjugierten pi-Bindung in beiden Ringen.
Als bicyclische, heterocyclische nicht Purinderivat, Harnsäure nicht aus einem Sauerstoff (-OH) protonieren wie Carbonsäuren tun. Röntgenbeugungsuntersuchungen auf den Wasserstoff Urat-Ionen in Kristallen aus Ammoniumhydrogen Urat, in vivo als gouty Ablagerungen gebildet werden, zeigen, dass der Keto-Sauerstoff in der 2-Stellung der Purin-Struktur (auf dem Kohlenstoff zwischen zwei Stickstoffe in dem sechsgliedrigen Ring ) existiert als eine OH-Gruppe, während die beiden flankierenden Stickstoffatome an den Positionen 1 und 3 die ionische Ladung im sechsgliedrigen pi-resonanzstabilisierten Ring teilen. [2]
Somit wird, während die meisten organischen Säuren, die durch die Ionisierung einer polaren Wasserstoff-Sauerstoff-Bindung, in der Regel durch eine Form der Resonanzstabilisierung begleitet deprotoniert werden (was zu einer Carboxylat-Ion), Harnsäure an einem Stickstoffatom deprotoniert und verwendet eine tautomere Keto / Hydroxy Gruppe als elektronenziehende Gruppe mit dem pK1-Wert zu erhöhen. Die fünfgliedrigen Ring besitzt auch eine Ketogruppe (in der 8-Position), flankiert von zwei sekundären Aminogruppen (in den 7 und 9-Positionen) und Deprotonierung von einer von diesen bei hohen pH-Wert könnte die pK2 und Verhalten als zweibasige erklären Acid. Ähnliche tautomeren Umlagerung und Stabilisierung pi-Resonanz würden dem Ion einer gewisses Maß an Stabilität dann geben.
Berechnungen scheinen in wässriger Lösung (und in der Gasphase), die einfach ionisierten Form hat keine Wasserstoffatome an Sauerstoffen, um anzuzeigen, dass und ein Wasserstoff entweder am Stickstoff fehlt 9 oder auf Stickstoff 3, wohingegen die un-ionisierten Harnsäure Wasserstoffe auf allen vier hat Stickstoffe. [3] (Auf der Struktur an der oberen rechten gezeigt, ist die NH in der oberen rechten auf dem sechsgliedrigen Ring „1“ ist, gezählt im Uhrzeigersinn um den sechsgliedrigen Ring auf „6“ für die Keto Kohlenstoff an der oben auf dem sechsgliedrigen Ring. die oberste NH am fünf~~POS=TRUNC „7“ ist, Zählen gegen den Uhrzeigersinn um diesen Ring mit dem unteren NH, die „9“ ist.)
Harnsäure wurde zuerst von Nierensteinen im Jahr 1776 von dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele isoliert. [4] In 1882 der ukrainische Chemiker Ivan Horbaczewski ersten Harnsäure synthetisiert durch Harnstoff mit Glycin schmilzt. [5]
Löslichkeit bearbeiten
Im Allgemeinen ist die Wasserlöslichkeit von Harnsäure und deren Alkali- und Erdalkalisalze eher gering. Alle diese Salze zeigen eine größere Löslichkeit in heißem Wasser als kalt, erlaubt eine einfache Umkristallisation. Diese geringe Löslichkeit ist für die Entstehung von Gicht signifikant. Die Löslichkeit der Säure und ihre Salze in Ethanol sehr gering oder vernachlässigbar. In Ethanol / Wasser-Gemischen, sind die Löslichkeiten irgendwo zwischen den Endwerten für reines Ethanol und reines Wasser.
Löslichkeit von Urat-Salzen (Gramm Wasser pro Gramm Verbindung)
Die angegebenen Zahlen zeigen, welche Masse von Wasser erforderlich, um eine Masseneinheit der Verbindung angegeben aufzulösen. Je niedriger die Zahl, desto besser löslich, die Substanz in dem genannten Lösungsmittel. [6] [7] [8]
Der normale Konzentrationsbereich von Harnsäure (Urat oder Wasserstoff-Ion) in menschlichem Blut beträgt 25 bis 80 mg / L für Männer und 15 bis 60 mg / L für Frauen [15] (aber unten leicht unterschiedliche Werte sehen). Ein Individuum kann Serumwerte so hoch wie 96 mg / l aufweist und nicht Gicht hat. [16] Bei Menschen, etwa 70% der täglichen Entsorgungs Harnsäure erfolgt über die Nieren und in 5-25% der Menschen, eingeschränkte Nieren (Niere) Ausscheidung führt zu Hyperurikämie. [17] Normale Harnsäureausscheidung im Urin ist 250 bis 750 mg pro Tag (Konzentration von 250 bis 750 mg / L, wenn ein Liter Urin pro Tag produziert wird, - die höher als die Löslichkeit von Harnsäure, weil es in der Form ist, gelöster Säure Urate).
Bei den Vögeln und Reptilien. und in einiger Wüste Behausung Säugetieren (zum Beispiel der Känguru Ratte), auch Harnsäure ist das Endprodukt des Purin-Stoffwechsel, aber es wird im Kot als Trockenmasse ausgeschieden. Dies beinhaltet einen komplexen Stoffwechselweg, der im Vergleich zur Verarbeitung von anderen stickstoffhaltigen Abfällen, wie Harnstoff (aus Harnstoff-Zyklus) oder Ammoniak, energetisch aufwendig ist. aber hat die Vorteile des Wasserverlust zu reduzieren und zu verhindern Austrocknung. [19]
Hohe Harnsäure bearbeiten
Hyperurikämie (hohe Mengen von Harnsäure), die Gicht induziert. verschiedene mögliche Ursachen hat:
Überschüssige Harnsäure im Blut kann Gicht auslösen. [31] ein schmerzhafter Zustand aus nadelartige Kristalle von Harnsäure in den Gelenken Fällungssäure. Kapillaren. Haut. und andere Gewebe. [32] Gout kann auftreten, wo Serumharnsäurespiegel so niedrig wie 6 mg / dL sind (
357 & mgr; mol / L), jedoch kann ein Individuum Serumwerte so hoch wie 9,6 mg / dL (
565 & mgr; mol / L) und nicht die Gicht haben. [16]
Eine Behandlung für Gicht im 19. Jahrhundert war die Verabreichung von Lithiumsalzen; [35] Lithium Urat löslicher ist. Heute Entzündung während der Angriffe wird häufiger mit NSAR behandelt. Colchicin oder Kortikosteroide. und Urat Ebenen sind mit Allopurinol verwaltet. [36] Allopurinol, die Xanthinoxidase schwach hemmt, ist ein Analogon von Hypoxanthin, die von Xanthin-Oxidoreduktase an der 2-Position hydroxyliert ist Oxipurinol zu geben. [37] Oxipurinol hat angenommen wurde fest an dem reduzierten Molybdänionen in dem Enzym und somit zu binden, inhibiert Harnsäuresynthese. [38]
Lesch-Nyhan-Syndrom bearbeiten
Lesch-Nyhan-Syndrom. eine extrem seltene Erbkrankheit, ist auch mit hohen Serumharnsäurespiegeln in Verbindung gebracht. [39] Spastik, unwillkürliche Bewegungen und kognitive Retardierung sowie Manifestationen von Gicht sind in diesem Syndrom gesehen. [40]
Kardiovaskuläre Erkrankungen bearbeiten
Typ-2-Diabetes bearbeiten
Harnsäure Steinbildung bearbeiten
Nierensteine können durch Ablagerungen von Natriumurat Mikrokristalle bilden. [46] [47]
Niedrige Harnsäure bearbeiten
Niedrige Harnsäure (hypouricemia) können zahlreiche Ursachen haben. Niedriges Nahrungs Zink Zufuhr verursacht niedrigere Harnsäurespiegel. Dieser Effekt kann mehr werden, auch bei Frauen, die orale Verhütungsmittel Medikamente ausgesprochen. [49]
Xanthinoxidase ist ein Eisen-Molybdän-Enzym, so dass Menschen mit Eisenmangel (die häufigste Ursache für Anämie bei jungen Frauen) oder Molybdän-Mangel können hypouricemia erleben. Xanthinoxidase seine Funktion verliert und gewinnt ascorbase Funktion, wenn einige der Eisenatome in Xanthinoxidase mit Kupferatome ersetzt sind. In solchen Fällen Menschen mit hohem Kupfer / Eisen können hypouricemia und Vitamin-C-Mangel, was zu oxidativen Schäden auftreten. [Bearbeiten]
Sevelamer. ein Medikament zur Vorbeugung von Hyperphosphatämie bei Patienten mit chronischem Nierenversagen angegeben. signifikant Serumharnsäure reduzieren. [50]
Normalisieren niedrige Harnsäure bearbeiten
Korrigieren niedrigen oder defizienten Zinkspiegel kann Serum-Harnsäure helfen zu erhöhen. [51] Inosin kann verwendet werden, die Harnsäurespiegel zu erhöhen und Zink hemmt Kupfer Absorption und hilft, die hohe Kupfer / Eisen bei manchen Menschen mit hypouricemia zu reduzieren. [Bearbeiten]
- Theacrine oder 1,3,7,9-tetramethyluric Säure, ein Alkaloid Purin in einigen Tees gefunden
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