【前言】
这次跟大家简单介绍一下尿酸的生理/病理知识。高尿酸在当代社会更加的普遍,而这背后的原因可能是人类在进化的过程中,基因节俭的结果。考虑新手的阅读、理解能力,内容会通俗浅出;对待民间经验,更加严谨深入。全文偏长,给大家做个预警。
【一、尿酸的产生途径】
说到尿酸几乎大家都能想到嘌呤,嘌呤是生命体的遗传物质——核酸的组成部分。没错,就是我们所经历过的那个“核酸”,其广泛存在于所有动/植物细胞、微生物体内。
嘌呤的来源有两种¹:
• 人们通过饮食产生的嘌呤,通常被称为外源性,~20%。
• 体内自身合成/代谢产生的嘌呤称为内源性(比如蛋白质的分解代谢、人体细胞迭代)~80%。
那核酸又是什么呢?
核酸包括了DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸),构成核酸的基本单位叫核苷酸。在人体内,各类嘌呤²(腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤等)主要以嘌呤核苷酸的形式存在。
嘌呤核苷酸分解的最终产物就是尿酸³,流程大致如下:
嘌呤核苷酸在核苷酸酶的催化下,成为嘌呤核苷,其在嘌呤核苷磷酸化酶的催化下转变为嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤经水解,脱氨及氧化作用生成尿酸。
图1:嘌呤代谢及尿酸的形成
【二、尿酸的排泄去路】
尿酸之所以是终产物,是因为它不能被人体细胞再进一步代谢了,因此必须通过肾脏和肾外的途径消除⁴'⁵'⁶,包括三个主要过程:
1.产生:主要在肝脏产生、其次是小肠和其他组织。
2.肾脏排泄:尿酸通过肾脏从血液中过滤,利用泌尿系统排泄,占~2/3。
3.肠道排泄:主要通过肠道(粪便排出体外)和肠道菌群,占~1/3。
健康成人体内的尿酸池⁷男性:~1200mg、女性:~600mg。尿酸水平就取决于产生与排泄的差值,分两种情况。
一种是过量合成→大于排泄→尿酸升高,这一类主要是高嘌呤饮食、酒精、果糖等摄取;另一个是合成不变→排泄减少→尿酸升高,这一类主要是参与尿酸排泄的基因变化所引起的。
图2:尿酸排泄路径
目前的主流研究观点,认为排泄障碍是升高尿酸的主要原因⁸'⁹'¹⁰'¹¹'¹²。因为在对健康人群的研究中发现,就算提高嘌呤食物的摄入,但尿酸排泄也会增加50%¹³,仍处于动态平衡。而影响排泄障碍的因素中,遗传是主要原因。
高尿酸血症的发生有多种遗传因素导致。包括编码转运蛋白、转录因子、信号转导受体和酶的基因¹⁴'¹⁵'¹⁶。看不懂?没关系,为了让遗传因素具象化,我们简单以转运蛋白为例。
这里的转运蛋白主要作用于尿酸的重吸收,意思是尿酸在肾脏排泄时,约有90%会被重新吸收到血液中¹⁷'¹⁸'¹⁹,最终约10%会被排出体外。尿酸重吸收的效率则受到转运蛋白的影响。
转运蛋白是运输尿酸的载体,像是货车。一辆货车能运多少、货车的数量有多少取决于遗传、基因。转运的效率越高意味着回收率越高,排泄就相应减少。
URAT1被确认为尿酸重吸收最重要的转运蛋白之一²⁰。URAT1缺乏的人,尿酸排泄系数为40—100%,尿酸水平极低²¹。它还是许多降低尿酸疗法的标靶,降低尿酸的重吸收。一些已知药物,如苯溴马隆、丙磺舒、氯沙坦和来西努拉特等都能抑制URAT1。相反,当尿酸水平过低时,也能通过一些化合物增加URAT1的活性提高尿酸水平。
图3:转运蛋白
可能有的同学会疑惑,为什么人体回收利用尿酸这么高?
相信绝大部分同学了解尿酸是因为它的病理性因素,比如高尿酸血症、痛风、高血压、心血管疾病和肾脏疾病。是的,尿酸除了病理性还有着生理性作用(健康),比如抗氧化、维持血压稳定、促进认知、反应代谢状态、预防神经退行性疾病等。
有高尿酸血症就有低尿酸血症,尿酸是人血液中重要的抗氧化剂,因此被认为低尿酸血症会降低抗氧化能力,从而增加肾脏功能下降风险²²'²³'²⁴。一些研究也促进该观点,显示肾功能下降与低尿酸血症之间存在关联²⁵'²⁶。
不仅如此,低尿酸血症还与多种炎症和退行性疾病有关,比如阿尔茨海默病、帕金森病和多发性硬化症²⁷'²⁸。这些关联归因于抗氧化能力的降低²⁷'²⁸'²⁹。
尿酸,还有一个鲜为人知的作用。尿酸在保存/改善精子参数(如活力、活力、形态和 DNA 完整性)以及提高精子的受精能力方面的作用³⁰,这也主要归功于其抗氧化的潜力³¹'³²。
图4
于此,尿酸的重吸收是肾脏调节体内尿酸水平的重要机制之一(维持尿酸平衡、调节体内尿酸水平、评估肾功能)。通过这些机制,肾脏精细调控尿酸的体内平衡,这对于预防和治疗与尿酸代谢相关的疾病,如痛风和肾结石,具有重要意义。