Hypoxanthine

Hypoxanthine Naast xanthine is het een afbraakproduct van het purinemetabolisme. Het wordt verder afgebroken tot urinezuur. Ziekten kunnen zowel optreden wanneer de afbraak ervan tot urinezuur wordt geremd als wanneer de recycling ervan via de bergingsroute wordt verstoord.

Wat is hypoxanthine?

Hypoxanthine is een purinederivaat en wordt geproduceerd wanneer de purinebasen adenine en guanine worden afgebroken. Samen met xanthine is het een tussenproduct bij de synthese van urinezuur. Onder invloed van xanthine-oxidase wordt hypoxanthine meestal eerst afgebroken tot xanthine en vervolgens tot urinezuur.

Zoals alle purinederivaten, bestaat het uit twee heterocyclische ringen met zes of vijf atomen. Er zijn in totaal negen atomen in de ringen. Er zijn vijf koolstofatomen en vier stikstofatomen. Bij beide ringen horen twee koolstofatomen. Een hydroxylgroep is gebonden aan het koolstofatoom op positie 6. Via stabilisatie-effecten kan het molecuul in verschillende tautomere vormen voorkomen die met elkaar in evenwicht zijn. Hypoxanthine bestaat uit vaste transparante kristallen die smelten bij 250 graden. Het lost niet op in koud water of alcohol. Het is echter gemakkelijk oplosbaar in heet water, zuren of logen.

Functie, effect en taken

Zoals gezegd is hypoxanthine een tussenproduct bij de afbraak van de purinebasen. Het enzym xanthine oxidase oxideert het tot xanthine. Samen met xanthine wordt het vervolgens met behulp van xanthine-oxidase afgebroken tot urinezuur. Het verschil tussen hypoxanthine en xanthine is dat xanthine ook een hydroxylgroep heeft die op positie 2 is bevestigd.

Bovendien kan hypoxanthine zowel worden afgebroken tot urinezuur als via de bergingsroute worden teruggevoerd naar het purinemetabolisme.Xanthine daarentegen wordt alleen afgebroken tot urinezuur. Hypoxanthine en ribose vormen het nucleoside inosine. Inosine wordt in zeer zeldzame gevallen in het anticodon van het tRNA opgenomen. Het wordt gebruikt bij de productie van gedegenereerde primers die een polymerasekettingreactie initiëren. Het is een neutrale base die kan paren met alle nucleobasen. Koppelen met cytosine is echter energetisch het beste.

Een andere belangrijke verbinding afgeleid van hypoxanthine is inosinemonofosfaat. Deze verbinding is een fosforzuurester van inosine. Inosinemonofosfaat (IMP) is een sleuteltussenproduct voor de synthese van guanosinemonofosfaat (GMP) en adenosinemonofosfaat (AMP), die beide opnieuw kunnen worden gebruikt voor nucleïnezuursynthese. De synthese van IMP vindt plaats uit hypoxanthine rechtstreeks via de bergingsroute. De twee enzymen AICAR formyltransferase / IMP cyclase en hypoxanthine guanine fosforibosyltransferase zijn hiervoor grotendeels verantwoordelijk. Hypoxanthine staat dus op het grensvlak tussen de afbraak van de purinebasen om urinezuur te vormen en de opbouw van nucleïnezuren. Inosinemonofosfaat wordt ook gebruikt als smaakversterker.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Hypoxanthine wordt gevormd als tussenproduct in het purinemetabolisme en staat op de drempel tussen de afbraak en wederopbouw van de purinebasen. Als het door het enzym xanthineoxidase wordt geoxideerd tot xanthine, is de omgekeerde reactie op de nucleobasen adenine en guanine niet meer mogelijk.

Hypoxanthine wordt geproduceerd uit de purinebase adenine, terwijl de afbraak van guanine leidt tot xanthine. De reacties van de verschillende nucleosiden en nucleotiden zijn echter via een ingewikkeld netwerk met elkaar verbonden. Adenosinenucleotiden leiden rechtstreeks tot hypoxanthine, met AMP als de belangrijkste stof. GMP kan echter ook via IMP en adenylosuccinaat worden omgezet in AMP. AMP leidt vervolgens tot hypoxanthine via onder meer de vorming van adenosine en inosine. Naast guanine en adenine kan hypoxanthine dan ook nucleotiden aanmaken als nucleïnezuurbouwstenen via de salvage pathway.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Er kunnen verschillende aandoeningen optreden in verband met hypoxanthine. Wanneer purine wordt afgebroken, worden hypoxanthine en xanthine gelijkmatig geproduceerd. Hypoxanthine wordt door xanthine-oxidase omgezet in xanthine. Hetzelfde enzym breekt vervolgens xanthine af in urinezuur.

Als xanthine-oxidase echter afwezig is, hopen xanthine en hypoxanthine zich op in het bloed. De urinezuurspiegels zijn erg laag. Het is echter vooral de concentratie xanthine die toeneemt, omdat hypoxanthine de mogelijkheid heeft om gerecycled te worden via de bergingsroute. Het klinische beeld van xanthinurie ontwikkelt zich. De uitscheiding van xanthine in de urine kan met 1500 procent toenemen. De waarden van hypoxanthine stijgen niet zo veel. De hoge concentraties xanthine kunnen de nieren beschadigen. Als de vloeistofopname slecht is, kunnen nierstenen of stenen in de urinewegen ontstaan. De uitscheiding van urinekristallen is ook mogelijk.

In zeer ernstige gevallen kan dit leiden tot fataal nierfalen. Omdat xanthine en hypoxanthine echter een bepaalde mate van oplosbaarheid in water hebben, is de beste therapie om veel te drinken. Voedingsmiddelen die rijk zijn aan purine, zoals vis, mosselen, peulvruchten of bier, moeten worden vermeden. Er zijn echter ook meer ernstige vormen van xanthinurie. Naast ernstige nieraandoeningen kan dit leiden tot een vertraagde intellectuele ontwikkeling, autisme of zelfs tandontwikkelingsstoornissen. Omdat hypoxanthine ook kan worden gerecycled via de bergingsroute, in tegenstelling tot xanthine, leiden de verstoringen binnen dit proces tot een verhoogde vorming van urinezuur, omdat alleen de afbraakroute van de purinebase werkt.

De resulterende hypoxanthine kan alleen worden geoxideerd tot xanthine, dat op zijn beurt wordt omgezet in urinezuur. Vaak is er een erfelijke afwijking in het enzym hypoxanthine guanine fosforibosyltransferase. De urinezuurconcentratie in het bloed stijgt sterk, wat kan leiden tot het neerslaan van urinezuurkristallen in de gewrichten. Het resultaat zijn jichtaanvallen. In ernstige gevallen ontwikkelt zich het Lesch-Nyham-syndroom.