Xantina ossidasi

Il Xantina ossidasi è responsabile della conversione in acido urico durante la degradazione delle purine. Una carenza o un'inibizione dell'enzima porta ad una diminuzione dei livelli di acido urico nel sangue.

Cos'è la xantina ossidasi?

La xantina ossidasi è un enzima che avvia (catalizza) la reazione dell'ipoxantina attraverso la xantina all'acido urico. Contiene una parte non proteica come un cosiddetto gruppo protesico (greco, prosthetos, aggiunto), che è responsabile della reattività.

È un derivato della flavina. La xantina ossidasi è uno degli enzimi flavinici. Ha anche ferro e molibdeno nel centro attivo. Nel 1902 l'enzima fu descritto per la prima volta come un componente del latte vaccino dal biochimico F. Schardinger, tanto che in precedenza era chiamato enzima Schardinger. Sotto l'azione di questo enzima, il colore del colorante blu di metilene cambia, il che può essere utilizzato come una tipica reazione di rilevamento per distinguere tra latte crudo e trattato termicamente.

L'enzima viene distrutto ad alte temperature. Il cambiamento di colore è dovuto al fatto che gli enzimi presenti nel latte crudo (come la xantina ossidasi) in presenza di formaldeide decolorano il blu di metilene se esposto all'aria.

Funzione, effetto e compiti

Il compito più noto della xantina ossidasi è la formazione di acido urico nel metabolismo delle purine. Le purine sono presenti in ogni cellula. Fanno parte delle basi nucleiche adenosina e guanina, dalle quali, insieme alle basi pirimidiniche citosina e timina (o uracile), si formano gli acidi nucleici DNA e RNA.

L'informazione genetica nelle diverse cellule del corpo è costituita da acidi nucleici. Questo vale per uomini e animali. Ad esempio, le persone con prodotti a base di carne ingeriscono una grande quantità sotto forma di alimenti di origine animale. Se le cellule del corpo stesso vanno sotto o se le cellule animali che entrano nel corpo attraverso il cibo vengono scomposte, vengono prodotti acidi nucleici e quindi anche purine. Questi vengono convertiti in acido urico. Sotto l'azione della xantina ossidasi, si forma dapprima l'ipoxantina e, in una fase successiva, la xantina, che viene convertita in acido urico e può essere in gran parte escreta attraverso i reni. Solo una piccola percentuale di acido urico lascia il corpo attraverso l'intestino.

Se il corpo accumula grandi quantità di purine o se l'escrezione nelle urine è limitata, il livello di acido urico nel sangue aumenta. Un secondo enzima coinvolto nella degradazione delle purine produce anche acido urico. Si chiama xantina deidrogenasi, utilizza nicotinamide adenina dinucleotide (NAD) ed è l'enzima predominante. Al contrario, la xantina ossidasi ha una subunità flavina adenina dinucleotide (FAD). In caso di fornitura insufficiente, ad esempio a causa di una mancanza di flusso sanguigno, entrambi gli enzimi possono convertirsi l'uno nell'altro.

La reazione sotto l'azione della xantina ossidasi produce anche perossido di idrogeno come sottoprodotto. Il perossido di idrogeno non è di per sé un radicale, ma è una sostanza reattiva. Questo è il motivo per cui viene rapidamente reso innocuo dall'azione di altri enzimi (perossidasi, catalasi) nel corpo.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La degradazione delle purine avviene principalmente nel fegato. Nella mucosa dell'intestino tenue, l'enzima è anche coinvolto nell'incorporazione del ferro nella transferrina proteica di trasporto. La ricerca ha dimostrato che l'enzima si trova nelle cellule che si trovano nella parete interna dei vasi sanguigni. In questo contesto, viene discussa la sua influenza sul decorso delle malattie cardiovascolari e sui danni causati dallo stress ossidativo.

La proporzione di ossidasi in relazione alla deidrogenasi, il sistema enzimatico responsabile della conversione delle purine in acido urico, è del 20%. La forma della xantina deidrogenasi è presente all'80%. La flavina contenuta nella xantina ossidasi è una delle riboflavine, identica alla vitamina B2. La subunità molibdeno contenuta nella xantina ossidasi è legata dall'allopurinolo, che è molto simile nella struttura alle purine. In questo modo l'enzima è quasi completamente inibito. L'attività dell'enzima può essere determinata indirettamente dalla quantità di acido urico formato.

Malattie e disturbi

Con pasti ricchi di purine o con aumento della morte cellulare, che si verifica, ad esempio, durante la terapia del cancro, si attiva la reazione della xantina ossidasi e si producono maggiori quantità di acido urico. Il livello di acido urico nel sangue aumenta.

Se l'enzima viene inibito, la concentrazione di acido urico nel sangue diminuisce. Questo effetto è alla base del farmaco nella malattia di gotta. Nella gotta, le maggiori concentrazioni di acido urico portano alla cristallizzazione e quindi a fastidio alle articolazioni. I farmaci contenenti allopurinolo sono preparati standard usati per trattare la gotta. Nella forma ereditaria di carenza enzimatica, l'attività è ridotta a causa delle mutazioni. Questa condizione è ereditata come tratto autosomico recessivo. Il bambino si ammala se entrambi i genitori portano un allele affetto. Una ridotta attività della xantina ossidasi si verifica anche quando manca il cofattore molibdeno perché non si forma a causa di un difetto.

La xantina e l'ipoxantina si accumulano. I livelli di xantina nel sangue significativamente aumentati e la comparsa di xantina nelle urine (xantineuria) sono evidenti nelle persone colpite. Quando si determina la xantina per l'individuazione della carenza di enzimi, è necessario escludere alimenti come chicchi di caffè, tè, mate o patate come fonte di xantina. I livelli di acido urico, invece, si abbassano. Poiché la xantina non viene scomposta ed è scarsamente solubile, può formare cristalli. Nella maggior parte dei casi la malattia è priva di sintomi. Tuttavia, altri possono avere problemi ai reni, infezioni del tratto urinario o sangue nelle urine.

Se i calcoli di xantina si formano in una malattia grave, possono essere depositati nel tessuto renale o nel tratto urinario. Le persone colpite devono prestare attenzione a una dieta a basso contenuto di purine e molti liquidi.