ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΤΗΣ ΥΠΕΡΟΥΡΙΧΑΙΜΙΑΣ ΣΤΗΝ Ι ΙΟΠΑΘΗ ΥΠΕΡΤΑΣΗ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ. ΗΜΗΤΡΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ΕΙ ΙΚΟΥ ΠΑΘΟΛΟΓΟΥ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ - ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ Β ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ Γ.Π.Ν. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΠΠΟΚΡΑΤΕΙΟ ΙΕΥΘΥΝΤΡΙΑ: Η ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Μ. ΡΑΠΤΟΠΟΥΛΟΥ - ΓΙΓΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΕΤΟΣ αριθµ.1557 ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΤΗΣ ΥΠΕΡΟΥΡΙΧΑΙΜΙΑΣ ΣΤΗΝ Ι ΙΟΠΑΘΗ ΥΠΕΡΤΑΣΗ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ. ΗΜΗΤΡΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ΕΙ ΙΚΟΥ ΠΑΘΟΛΟΓΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2005

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ ΜΑΓΟΥΛΑ-ΠΑΠΑ ΟΠΟΥΛΟΥ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΠΑΛΕΤΑΣ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ-ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΛΑΖΑΡΙ ΗΣ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ ΜΑΓΟΥΛΑ-ΠΑΠΑ ΟΠΟΥΛΟΥ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΠΑΛΕΤΑΣ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ-ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΛΑΖΑΡΙ ΗΣ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΡΥΣΑΝΘΟΣ ΖΑΜΠΟΥΛΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ ΓΙΑΝΝΟΥΛΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΗΜΗΤΡΙΟΣ ΓΡΕΚΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΝΤΟΜΠΡΟΣ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ «Ἡ ἔγκρισις τῆς Διδακτορικῆς Διατριβῆς ὑπό τῆς Ἰατρικῆς Σχολῆς τοῦ Ἀριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δέν ὑποδηλοῖ ἀποδοχήν τῶν γνωμῶν τοῦ συγγραφέως». (Νόμος 5343/32, ἄρθρ καί ν. 1268/82, ἄρθρ. 50 8) 2

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΕ ΡΟΣ ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΜΠΟΝΤΗΣ 3

4 4

5 5 Στη µνήµη του πατέρα µου

6 6

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Ι. ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΟΥΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ ΙΙ. ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΠΟΥΡΙΝΩΝ «De novo» σύνθεση Αντιδράσεις περίσωσης ανακύκλωση των βάσεων των πουρινών Καταβολισµός ΙΙΙ. ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΟΥΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ Παραγωγή του ουρικού οξέος Μέτρηση της σύνθεσης του ουρικού οξέος in vivo Α. Πουρίνες των υγρών του σώµατος Β. Ολική δεξαµενή και ρυθµός µεταβολισµού του ουρικού οξέος Γ. Ενσωµάτωση σεσηµασµένων πρόδροµων ουσιών εντός του ουρικού οξέος Αναστολή της παραγωγής του ουρικού οξέος (αναστολή της ξανθινοξειδάσης) IV. ΕΠΙΠΕ Α ΟΥΡΙΚΟΥ ΣΤΟ ΠΛΑΣΜΑ V. ΝΕΦΡΙΚΗ ΑΠΟΒΟΛΗ ΤΟΥ ΟΥΡΙΚΟΥ ιήθηση Επαναρρόφηση Α. Παθητική επαναρρόφηση Β. Ενεργητική επαναρρόφηση (Β 1 ) Προεκκριτική επαναρρόφηση (Β 2 ) Μεταεκκριτική επαναρρόφηση Έκκριση Η ετερογένεια της µεταφοράς του ουρικού κατά µήκος του ΕΕΣ VI. ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗ ΝΕΦΡΙΚΗ ΑΠΟΒΟΛΗ ΤΟΥ ΟΥΡΙΚΟΥ

8 1. Εξωκυττάριος όγκος Σχέση επαναρρόφησης νατρίου - ουρικού στο εγγύς σωληνάριο Ρυθµός ροής ούρων ph ούρων Οξεοβασική ισορροπία Ενδογενή µεταβολικά παράγωγα Αυξηµένο φορτίο ουρικού Ορµόνες Α. Αντιδιουρητική ορµόνη (ADH) Β. Παραθορµόνη (PTH) Γ. Αγγειοτενσίνη-νορεπινεφρίνη Νατριουρητικά πεπτίδια Ε. Οιστρογόνα ΣΤ. Κορτικοειδή Φαρµακολογικοί παράγοντες Α. Ουρικοζουρικές ουσίες Προβενεκίδη (ΡΒ) Σκιαγραφικές ουσίες Πυραζολονικά παράγωγα Βενζοφουράνες Ασκορβικό οξύ Σαλικυλικά Τιενυλικό οξύ (Τικρυναφένη) Αναστολείς των διαύλων ασβεστίου Β-αδρενεργικοί αναστολείς Αναστολείς του µετατρεπτικού ενζύµου της Α Ι (α-μεα) Λοσαρτάνη Φαινοφιµπράτη Β. Ουσίες µε αντιουρικοζουρική δράση ιουρητικά Πυραζιναµίδη Νικοτινικό οξύ εθαµπουτόλη Κυκλοσπορίνη VII.Η ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΩΝ ΟΚΙΜΑΣΙΩΝ ΤΩΝ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΩΝ ΑΝΑΣΤΟΛΕΩΝ ΤΗΣ ΣΩΛΗΝΑΡΙΑΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΟΥΡΙΚΟΥ

9 Η δράση της πυραζιναµίδης (ΡΖΑ) και της προβενεκίδης (ΡΒ) VIII. ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΣΩΛΗΝΑΡΙΑΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΟΥΡΙΚΟΥ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ Η σωληναριακή µεταφορά του ουρικού σε φυσιολογικά άτοµα Η αντιρρόπηση της νεφρικής αποβολής του ουρικού όταν η νεφρική µάζα ελαττώνεται Α. Μονόνεφροι Β. Χρόνια νεφρική ανεπάρκεια Γ. Πολυκυστική νόσος των νεφρών (ΠΚΝ) και χρόνια σπειραµατονεφρίτιδα (ΧΣΝ) IΧ. ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΥΠΕΡΟΥΡΙΧΑΙΜΙΑΣ Πρωτοπαθής υπερουριχαιµία λόγω υπερπαραγωγής ουρικού Α. Αύξηση του 5 -PRPP Β. L-γλουταµίνη Γ. Ελαττωµένη επαναχρησιµοποίηση της υποξανθίνης ευτεροπαθής υπερουριχαιµία λόγω υπερπαραγωγής ουρικού Α. ιαταραχές του µεταβολισµού του αδενοφωσφορικού οξέος (ΑΤΡ) Β. Πειραµατικά πρότυπα αυξηµένης διασπάσεως του ΑΤΡ Β 1 ) Υπερουριχαιµία προκαλούµενη από χορήγηση φρουκτόζης Β 2 ) Υπερουριχαιµία προκαλούµενη από έντονη µυϊκή άσκηση Γ. Παθολογικές καταστάσεις υπερουριχαιµίας λόγω διαταραχών µεταβολισµού του ΑΤΡ Γ 1 ) Αυξηµένη διάσπαση ΑΤΡ σε παθολογικές καταστάσεις α) Υπερουριχαιµία από λήψη αιθανόλης β) Έλλειψη γλυκοζο-6-φωσφατάσης (G-6-Ράσης) Γ 2 ) Ελαττωµένη σύνθεση ΑΤΡ α) Ιστική υποξία β) Μεταβολικές µυοπάθειες

10 Γ 3 ) Αύξηση του µεταβολικού ρυθµού των πυρινικών οξέων α) Σύνδροµο οξείας λύσης όγκου Γ 4 ) Ταχεία διάσπαση νουκλεοτιδίων ) Υπερβολική διαιτητική πρόσληψη πουρινών Χ. ΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΥΠΕΡΟΥΡΙΧΑΙΜΙΑΣ Περιγραφή του πρωτοκόλλου µελέτης Ερµηνεία των ευρηµάτων του πρωτοκόλλου Α Ορισµένες επισηµάνσεις σχετικές µε την ερµηνεία του πρωτοκόλλου Α Ερµηνεία των ευρηµάτων του πρωτοκόλλου Β ΧΙ.ΥΠΕΡΟΥΡΙΧΑΙΜΙΑ ΚΑΙ ΥΠΕΡΤΑΣΗ Η συσχέτιση της υπερουριχαιµίας µε τη νατριοευαισθησία και την ιδιοπαθή υπέρταση Ουρικό οξύ και καρδιαγγειακός κίνδυνος Ουρικό οξύ, πολλαπλασιασµός των λείων µυϊκών κυττάρων και φλεγµονή Πειραµατικά µοντέλα Πειραµατικό µοντέλο υπερουριχαιµίας και νεφρικής βλάβης Ουρικό οξύ και υπέρταση στους ανθρώπους Υπερουριχαιµία και νεφρική νόσος στους ανθρώπους Ο ρόλος του ουρικού στην συστηµατική φλεγµονώδη απάντηση και την ενδοθηλιακή δυσλειτουργία στον άνθρωπο Η αντιοξειδωτική δράση του ουρικού οξέος ΕΙ ΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΥΛΙΚΟ ΜΕΘΟ ΟΣ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΘΗΚΑΝ Στατιστική ανάλυση ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ SUMMARY CONCLUSIONS ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

11 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ Α Ι - Αγγειοτενσίνη Ι Α ΙΙ - Αγγειοτενσίνη ΙΙ ADH - Αντιδιουρητική ορµόνη ADP - Αδενοσινο-διφωσφορικό οξύ ΑΕΣ - Άπω εσπειραµένο σωληνάριο α-μεα - Αναστολείς του µετατρεπτικού ενζύµου της Α Ι AMP - Αδενοσινο-µονοφωσφορικό οξύ APRTάση - Αδενινο-φωσφοριβοσυλο-τρανσφεράση ΑΟΑ - Ανταλλαγέας οργανικών ανιόντων ΑΠ - Αρτηριακή πίεση Απ.Ur - Αποβαλλόµενο ουρικό ΑΤΡ - Αδενοσινο-τριφωσφορικό οξύ cαμρ - Κυκλικό αδενοσινο-µονοφωσφορικό οξύ Cl Cr - Κάθαρση κρεατινίνης Cl ur - Κάθαρση ουρικού COX-2 - Κυκλοοξυγενάση-2 ECV - Εξωκυττάριος όγκος ΕΕΣ - Εγγύς εσπειραµένο σωληνάριο Εκ - Εκκρινόµενο ουρικό FE ur - Κλασµατική απέκκριση ουρικού FF - Κλάσµα διήθησης F ur - ιηθούµενο φορτίο ουρικού G-6-Ράση - Γλυκοζο-6-φωσφατάση GFR - Σπειραµατική διήθηση GMP - Γουανοσινο- µονοφωσφορικό οξύ GTP - Γουανοσινο-τριφωσφορικό οξύ HGPRTάση - Υποξανθινο-γουανινο-φωσφοριβοσυλοτρανσφεράση ΗΛ - Ηλικία IL-1 - Ιντερλευκίνη-1 IL-6 - Ιντερλευκίνη-6 ΙΜΡ - Ινοσινικό οξύ Ka - Σταθερά ιονισµού Κf - Συντελεστής υπερδιήθησης 11

12 Kp - Συντελεστής λιποδιαλυτότητας ΜΑΡ kinases - (mitogen activated protein kinases) πρωτεΐνες που διεγείρουν τη µίτωση MCP-1 - Χηµειοτακτική πρωτεΐνη των µονοκυττάρων-1 Με.Επ.Ur - Μεταεκκριτικά επαναρροφούµενο ουρικό NAD - Νικοτιναµιδοαδινινοδινουκλεοτίδιο NADP - Φωσφορικό Νικοτιναµιδοαδινινοδινουκλεοτίδιο ΝΟ - Μονοξείδιο του αζώτου ΝΟS - Συνθετάση του µονοξειδίου του αζώτου ΡΑΑ - Σύστηµα ρενίνης αγγειοτενσίνης αλδοστερόνης ΡΒ - Προβενεκίδη PDGF A - Αυξητικός παράγοντας Α παραγόµενος από τα αιµοπετάλια ΡG - Προσταγλανδίνη ΡΗΑ - Παρααµινοϊππουρικό οξύ P i - Ανόργανο φωσφορικό PKa - Σταθερά διασπάσεως PRPP - Φωσφοριβοσυλο-πυροφωσφορικό οξύ PTH - Παραθορµόνη P ur - Ουρικό πλάσµατος ΡΖΑ - Πυραζιναµίδη ΡΖΑ-Κατ - ΡΖΑ-καταστελλόµενο ουρικό PZA-Μη - ΡΖΑ-µη καταστελλόµενο ουρικό ΠΚΝ - Πολυκυστική νόσος των νεφρών Πρ.Επ.Ur - Προεκκριτικά επαναρροφούµενο ουρικό RBF - Νεφρική αιµατική ροή RPF - Νεφρική ροή πλάσµατος S Cr - Κρεατινίνη του ορού SIADH - Σύνδροµο απρόσφορης υπερέκκρισης αντιδιουρητικής ορµόνης SOD 3 - υσµουτάση του υπεροξειδίου Tm - Μέγιστο της σωληναριακής µεταφοράς TNF-α - (Tumor necrosis factor) Παράγοντας νέκρωσης όγκων U ur - Ουρικό ούρων V - Όγκος ΧΝΑ - Χρόνια νεφρική ανεπάρκεια ΧΣΝ - Χρόνια σπειραµατονεφρίτιδα 12

13 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το ουρικό οξύ, µεταβολικό παράγωγο των πουρινών, αποδοµείται (στα πλείστα θηλαστικά) µέσω της ουρικάσης (ηπατικό ένζυµο) σε αλλαντοΐνη, η οποία αποβάλλεται στα ούρα. Το γονίδιο της ουρικάσης κατέστη ανενεργό, λόγω µεταλλάξεων κατά την εξέλιξη των ανθρωποειδών, µε συνέπεια ο άνθρωπος να εµφανίζει υψηλότερα επίπεδα ουρικού οξέος στο αίµα σε σχέση µε τα περισσότερα άλλα θηλαστικά (>2mg/dl έναντι <2mg/dl). Η συσχέτιση υψηλών επιπέδων ουρικού οξέος ορού και καρδιαγγειακής νόσου έχει επισηµανθεί από 100ετίας και πλέον. Κατά τα τελευταία 50 χρόνια κλινικές και επιδηµιολογικές µελέτες έδειξαν µία θετική συσχέτιση των επιπέδων του ουρικού οξέος µε όλα τα καρδιαγγειακά συµβάµατα (έµφραγµα µυοκαρδίου, αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο), τόσο στο γενικό πληθυσµό όσο και ιδιαίτερα στους υπερτασικούς ασθενείς. Ως υπερουριχαιµία ορίζεται η αύξηση των επιπέδων του ουρικού οξέος του ορού > 6,5 7,0 mg/dl στους άνδρες και > 6,0 mg/dl στις γυναίκες. Η ουρικοζουρική δράση των οιστρογόνων ευθύνεται για τα χαµηλότερα επίπεδα του ουρικού οξέος του ορού στις γυναίκες της αναπαραγωγικής ηλικίας. Το εύρος των επιπέδων του ουρικού οξέος ποικίλλει σηµαντικά στον ανθρώπινο ορό εξαιτίας πολλαπλών παραγόντων, οι οποίοι είτε αυξάνουν την παραγωγή είτε ελαττώνουν την αποβολή του. Στην πρώτη οµάδα παραγόντων περιλαµβάνονται: α) δίαιτα πλούσια σε πουρίνες και πρωτεΐνες, β) λήψη αλκοόλης, γ) καταστάσεις έντονου µεταβολικού ρυθµού και δ) ενζυµικές διαταραχές του µεταβολισµού των πουρινών. Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη νεφρική αποβολή του ουρικού οξέος είναι ο εξωκυττάριος όγκος και η σπειραµατική διήθηση. Σηµαντική είναι επίσης και η γαστρεντερική απέκκριση, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις ελαττωµένης νεφρικής σπειραµατικής διήθησης οπότε η αποβολή του ουρικού οξέος µέσω της πεπτικής οδού αυξάνεται αντιρροπιστικά. Εκτός από τη σπειραµατική διήθηση, η σωληναριακή λειτουργία επηρεάζει σηµαντικά τη νεφρική αποβολή του ουρικού. Η νεφροσωληναριακή µεταφορά του ουρικού περιλαµβάνει διαδικασίες επαναρρόφησης και έκκρισης στο εγγύς εσπειραµένο σωληνάριο µέσω ανταλλαγέων (ανταλλαγέας ουρικού / ανιόντων) και διαύλων ουρικού 13

14 (ευαίσθητων στη διαφορά δυναµικού). Έτσι, η υπερουριχαιµία δυνατόν να προκύπτει ως αποτέλεσµα «καθαρής σωληναριακής επαναρρόφησης». ιάφορα οργανικά ανιόντα, όπως το γαλακτικό, ελαττώνουν την έκκριση του ουρικού µέσω ανταγωνισµού του ανταλλαγέα των ανιόντων, ενώ άλλες ουσίες ασκούν αντίθετες επιδράσεις. Οι υπερτασικοί ασθενείς εµφανίζουν κατά µέσο όρο υψηλότερα επίπεδα ουρικού οξέος ορού, ενώ η υπερουριχαιµία συνδυάζεται µε υπέρταση σε ποσοστό 25%. Το ποσοστό αυτό είναι ακόµη υψηλότερο σε περίπτωση λήψης διουρητικών (50%) και στην κακοήθη υπέρταση (>75%). Η υπερουριχαιµία του «µεταβολικού συνδρόµου» (παχυσαρκία, αντίσταση στην ινσουλίνη, δυσλιπιδαιµία) έχει αποδοθεί στην ταυτόχρονη διέγερση της επαναρρόφησης του Na + και του ουρικού ανιόντος στο εγγύς εσπειραµένο σωληνάριο λόγω της υπερινσουλιναιµίας. Παρόµοιος είναι και ο µηχανισµός της υπερουριχαιµίας που οφείλεται στα διουρητικά. Η πρόσληψη αλκοόλης αυξάνει τα επίπεδα του ουρικού οξέος στον ορό, τόσο λόγω αυξηµένης παραγωγής (αύξηση µεταβολικού ρυθµού νουκλεοτιδίων), όσο και εξαιτίας ελαττωµένης νεφρικής αποβολής λόγω αναστολής της σωληναριακής έκκρισης του ουρικού ανιόντος. Τα αυξηµένα επίπεδα του ουρικού οξέος στον ορό των υπερτασικών ασθενών είναι δυνατόν να αποδοθούν σε πολλούς και ποικίλους µηχανισµούς, οι οποίοι επιδρούν τόσο στη σύνθεση όσο και στη νεφρική κάθαρση του ουρικού οξέος. Η ελαττωµένη νεφρική αιµατική ροή και η αυξηµένη επαναρρόφηση του Na + ελαττώνουν την κάθαρση του ουρικού οξέος, ενώ οι µικροαγγειακές βλάβες µέσω της τοπικής ιστικής ισχαιµίας όχι µόνο αναστέλλουν τη σωληναριακή έκκριση λόγω της παραγωγής γαλακτικού οξέος, αλλά διεγείρουν και τη σύνθεσή του. Κατά την ισχαιµία, το αδενοσινοτριφωσφορικό οξύ (ΑΤΡ) αποδοµείται σε αδενίνη και ξανθίνη ενώ ταυτοχρόνως αυξάνεται η παραγωγή ξανθινοξειδάσης. Η αυξηµένη διαθεσιµότητα υποστρώµατος (ξανθίνη) και ενζύµου (ξανθινοξειδάση) συνεπάγεται όχι µόνο αυξηµένη παραγωγή ουρικού οξέος αλλά και σχηµατισµό ελεύθερων ριζών (Ο 2- ). Ο µηχανισµός αυτός είναι δυνατόν να συµβάλλει στην υπερουριχαιµία της προεκλαµψίας και της συµφορητικής καρδιακής ανεπάρκειας, µολονότι ο κυριότερος παράγοντας της νεφρικής αποβολής του ουρικού οξέος είναι ο εξωκυττάριος όγκος (απόλυτος ή δραστικός) µέσω των µεταβολών της εγγύς επαναρρόφησης Na +. Άλλοι παράγοντες 14

15 υπερουριχαιµίας στον υπερτασικό ασθενή περιλαµβάνουν τη χρήση αλκοόλης, τη δηλητηρίαση από µόλυβδο, την παχυσαρκία και την αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης καθώς και τη χρήση διουρητικών. Η υπερουριχαιµία αποτελεί προγνωστικό δείκτη ανάπτυξης καρδιαγγειακής νόσου τόσο στο γενικό πληθυσµό όσο και στους υπερτασικούς ασθενείς. Επίσης, είναι δείκτης υψηλού κινδύνου εµφάνισης υπέρτασης και νεφρικής νόσου στο γενικό πληθυσµό καθώς και αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου σε διαβητικούς και µη διαβητικούς. Ωστόσο δεν έχει διευκρινισθεί η σχέση αιτίου-αιτιατού µεταξύ επιπέδων ουρικού οξέος και καρδιαγγειακού κινδύνου. Σύµφωνα µε ορισµένες µελέτες, η υπερουριχαιµία δεν αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου αλλά απλή «ένδειξη» καρδιαγγειακής και νεφρικής βλάβης. Συνεπώς, τα αυξηµένα επίπεδα του ουρικού οξέος, θεωρούνται άνευ κλινικής σηµασίας, εκτός αν συνοδεύονται από ουρική αρθρίτιδα ή νεφρολιθίαση. Στον αντίποδα βρίσκονται πρόσφατες µελέτες, οι οποίες εστιάζονται στις βιολογικές δράσεις του ουρικού οξέος, κυρίως όσον αφορά την αντιοξειδωτική του δράση. Το ουρικό οξύ αποτελεί, ενδεχοµένως, ισχυρό αντιοξειδωτικό παράγοντα του πλάσµατος δεσµεύοντας το υπεροξείδιο, τις υδροξυλικές και τις ρίζες οξυγόνου και σχηµατίζοντας χηλικές ενώσεις µε µέταλλα. Επίσης, αναστέλλει την αντίδραση του υπεροξειδικού ανιόντος µε το µονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ). Ωστόσο, η αύξηση του ουρικού στην καρδιαγγειακή νόσο θα µπορούσε να ερµηνευτεί ως αντιρροπιστικός µηχανισµός έναντι του οξειδωτικού stress. Η παραγωγή οξειδωτικών ουσιών και ουρικού οξέος από την ξανθινοξειδάση στα πλαίσια της ιστικής ισχαιµίας ερµηνεύει, ενδεχοµένως, τη σχέση του ουρικού οξέος µε την ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και το οξειδωτικό stress. Η αλλοπουρινόλη, η οποία αναστέλλει την ξανθινοξειδάση και συνεπώς το σχηµατισµό του ουρικού οξέος και των οξειδωτικών ουσιών αναστρέφει την ελαττωµένη παραγωγή ΝΟ σε διάφορες καταστάσεις (καρδιακή ανεπάρκεια, σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2, διατατική µυοκαρδιοπάθεια, µετά από στεφανιαία παράκαµψη). Εντούτοις, πιθανότατα η ευεργετική δράση της αλλοπουρινόλης οφείλεται µάλλον στην ελάττωση του οξειδωτικού stress παρά στη µείωση των επιπέδων του ουρικού οξέος. Πρόσφατες πειραµατικές µελέτες έχουν δείξει ότι η πρόκληση ήπιας υπερουριχαιµίας σε ποντικούς συνεπάγεται την εµφάνιση υπέρτασης, η οποία συνοδεύεται από αύξηση της έκκρισης ρενίνης και ελαττωµένη έκφραση της συνθετάσης του ΝΟ (ΝΟS 1 ) στην 15

16 παρασπειραµατική συσκευή. Επίσης, σε υπερουριχαιµικά πειραµατόζωα εµφανίζονται ιστολογικές νεφρικές βλάβες όπως αρτηριοσκλήρωση, σπειραµατική υπερτροφία, διάµεση ίνωση και ενδεχοµένως σπειραµατοσκλήρυνση και λευκωµατουρία. Μολονότι τα πειραµατικά δεδοµένα δεν αποδεικνύουν την αιτιολογική σχέση της υπερουριχαιµίας και της υπέρτασης στον άνθρωπο, υποδηλώνουν το ρόλο της νατριοευαισθησίας στη σχέση αυτή. Είναι ενδιαφέρουσα η άποψη που υποστηρίζει ότι οι µεταλλάξεις της ουρικάσης παρείχαν το πλεονέκτηµα της εξέλιξης στα αρχαιότερα ανθρωποειδή διατηρώντας την αρτηριακή πίεση υπό συνθήκες χαµηλής πρόσληψης Na +. Οι µηχανισµοί της σωληναριακής µεταφοράς του ουρικού δυνατόν να σχετίζονται µε την αιµατική ροή στη φλοιική µοίρα του νεφρού (οπότε επηρεάζουν κυρίως την εκκριτική διαδικασία) ή µε την επαναρρόφηση του Na + στο εγγύς εσπειραµένο σωληνάριο. Συνεπώς, η µελέτη των µηχανισµών της υπερουριχαιµίας αποτελεί σηµαντική συµβολή στη διερεύνηση της σχέσης ουρικού οξέος, υπέρτασης, καρδιαγγειακού κινδύνου, δεδοµένου ότι δεν έχει διευκρινισθεί ακόµη εάν το ουρικό οξύ αποτελεί δείκτη ή άµεσο αίτιο ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας. Επιπλέον, η συσχέτιση της νεφρικής αποβολής του Na + και του ουρικού οξέος, ενδεχοµένως, συνεισφέρει στην παθοφυσιολογική προσέγγιση της αντιµετώπισης του υπερτασικού ασθενούς. Σκοπός της µελέτης αυτής ήταν: α) Η ανεύρεση του αιτίου και η ταξινόµηση της υπερουριχαιµίας µε βάση την απάντηση της νεφρικής αποβολής και των επιπέδων του ουρικού πλάσµατος στην ελεύθερη πουρινών δίαιτα και β) η διερεύνηση των µηχανισµών της νεφρικής σωληναριακής µεταφοράς του ουρικού στις περιπτώσεις µε ελαττωµένη κλασµατική απέκκριση. Η µελέτη περιλαµβάνει δύο µέρη, το γενικό και το ειδικό. Το γενικό µέρος αναφέρεται στην οµοιόσταση του ουρικού οξέος στον άνθρωπο, καθώς και στα πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδοµένα που το συσχετίζουν µε την υπέρταση. Το ειδικό µέρος περιλαµβάνει την περιγραφή των ασθενών που έλαβαν µέρος στη µελέτη, την περιγραφή του πρωτοκόλλου, τα αναλυτικά αποτελέσµατα και τη συζήτησή τους. Ακολουθεί περίληψη στην ελληνική και την αγγλική γλώσσα, ενώ στο τέλος παρατίθενται οι βιβλιογραφικές αναφορές. Η µελέτη πραγµατοποιήθηκε στη Β Πανεπιστηµιακή Παθολογική Κλινική του Ιπποκράτειου Νοσοκοµείου Θεσσαλονίκης. 16

17 Αισθάνοµαι την υποχρέωση να εκφράσω τη βαθιά ευγνωµοσύνη και τις άπειρες ευχαριστίες µου στην Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Παθολογίας στη Β Παθολογική Κλινική του ΑΠΘ κ. Ιφιγένεια Μαγούλα-Παπαδοπούλου για την υπόδειξη του θέµατος και το ενδιαφέρον, την καθοδήγηση και την πολύτιµη βοήθεια που µου προσέφερε καθ όλη τη διάρκεια της µελέτης. Ευχαριστώ ακόµη τους Αναπληρωτές Καθηγητές της Παθολογίας κ.κ. Κωνσταντίνο Παλέτα και Αναστάσιο-Γεώργιο Λαζαρίδη για τις υποδείξεις που µου έκαναν κατά τη διενέργεια της µελέτης. Ευχαριστίες οφείλω επίσης, στον κ. Βασίλειο Τσάπα ειδικευόµενο στη Β Παθολογική Κλινική του ΑΠΘ για τη βοήθειά του στη στατιστική επεξεργασία των αποτελεσµάτων. Τέλος ευχαριστώ θερµά την κ. Άννα Καµπούρη- ιαµαντίδου παρασκευάστρια της Β Παθολογικής Κλινικής του ΑΠΘ της οποίας η εργατικότητα και η µεθοδικότητα συνέβαλαν ουσιαστικά στην ολοκλήρωση της µελέτης. 17

18 18

19 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 19

20 20

21 Ι. ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΟΥΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ Η συσχέτιση διαταραχής του µεταβολισµού του ουρικού οξέος µε νόσο έγινε από τον Garrod (1848), ο οποίος έδειξε την ύπαρξη υπερουριχαιµίας σε ασθενείς πάσχοντες από ουρική αρθρίτιδα. Ωστόσο, η πρώτη περιγραφή της νόσου ανάγεται στον 5 ο π.χ. αιώνα και έγινε από τον Ιπποκράτη, ο οποίος την αναφέρει µε τον όρο «ποδάγρα». Η γνώση ότι το ουρικό αποτελεί παράγωγο του µεταβολισµού των πουρινών οφείλεται στον Fischer (1898). Σηµαντικό βήµα για τη µελέτη του µεταβολισµού του ουρικού αποτέλεσε η εισαγωγή µιας αξιόπιστης µεθόδου προσδιορισµού του στο αίµα το 1913 από τους Folin και Denis (Wyngaarden JB και Kelley WN 1972). Το ουρικό οξύ είναι µια 2,6,8 τριυδροξυπουρίνη, η οποία πιθανότατα υπάρχει σε όλα σχεδόν τα είδη των οργανισµών. Στα ερπετά και στα πτηνά αποτελεί το κύριο παράγωγο του µεταβολισµού του αζώτου και απεκκρίνεται από τους νεφρούς σε µεγάλες ποσότητες µε τη µορφή κρυστάλλων. Αντίθετα, στα θηλαστικά το τελικό προϊόν µεταβολισµού του αζώτου είναι η ουρία, ενώ το ουρικό αποτελεί το τελικό µεταβολικό παράγωγο µόνο των πουρινών. Σε αντίθεση µε τον άνθρωπο, τα περισσότερα θηλαστικά διαθέτουν το ένζυµο ουρικάση που διασπά το ουρικό σε αλλαντοΐνη, ουσία αποβαλλόµενη από τους νεφρούς (Scott PJ et al 1969). Είναι αξιοσηµείωτο ότι σε ορισµένα είδη οργανισµών, όπως π.χ. σε σκύλους, πτηνά, ποντικούς, έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη ενδονεφρικής σύνθεσης ουρικού, ενώ για τον άνθρωπο δεν υπάρχει παρόµοια ένδειξη. Η φυσιολογική του σηµασία είναι άγνωστη. Γενικά θεωρείται ένα άχρηστο προϊόν του µεταβολισµού. Εντούτοις, διαπιστώθηκε πρόσφατα ότι αποτελεί ειδικό αντιοξειδωτικό παράγοντα, ιδιαίτερα ικανό να αντιδρά µε υδροξυλικές ρίζες και υποχλωριώδες οξύ. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η αντίδραση αυτή δεν συµβαίνει µόνον in vitro ή σε αποµονωθέντα όργανα, αλλά και in vivo στον πνεύµονα (Becker BF 1993). Το ουρικό δυνατόν να αποτελεί επίσης υπόστρωµα για τη δράση της κυκλοοξυγενάσης. Όπως έχει καταδειχθεί στη στεφανιαία κυκλοφορία, θέση παραγωγής του ουρικού αποτελεί το ενδοθήλιο των µικρών αγγείων και υπάρχει «καθαρή» απελευθέρωση ουρικού από το ανθρώπινο µυοκάρδιο 21

22 in vivo (Becker BF 1993). Σε παρασκευάσµατα αποµονωµένων οργάνων, το ουρικό προστατεύει από τη βλάβη της επαναιµάτωσης, η οποία προκαλείται από ενεργοποιηµένα κοκκιοκύτταρα (κύτταρα, τα οποία παράγουν ποικιλία οξειδωτικών ουσιών και ελευθέρων ριζών). Ιδιαίτερα ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι το ουρικό προλαµβάνει την οξειδωτική εξουδετέρωση της κυκλοοξυγενάσης και διατηρεί την ικανότητα του ενδοθηλίου να προκαλεί χάλαση επί παρουσίας οξειδωτικού stress (Becker BF 1993). Τα ευρήµατα αυτά υποδηλώνουν µία ιδιαίτερη συσχέτιση ανάµεσα στη θέση σχηµατισµού του ουρικού και την ανάγκη για βιολογικά ισχυρές αντιοξειδωτικές ουσίες που δεσµεύουν τις ελεύθερες ρίζες. Επιπλέον, έχει διαπιστωθεί ότι το ουρικό αποτελεί µείζονα αντιοξειδωτικό παράγοντα των ρινικών εκκρίσεων (Poden DB et al 1993), ενώ αντίθετα η αντιοξειδωτική ικανότητα του ορού διαβητικών ατόµων η οποία συσχετίζεται µε τα επίπεδα του ουρικού είναι ελαττωµένη (Pearl A et al 1993). Τα επίπεδα ουρικού πλάσµατος κυµαίνονται στον άνθρωπο από 5 έως 20 φορές υψηλότερα από αυτά των κατώτερων θηλαστικών και δεν απέχουν πολύ από το όριο της διαλυτότητάς του στους 37 ο C, ιδιαίτερα στους άρρενες στους οποίους γενικά ξεπερνούν αυτά των παιδιών και των γυναικών της αναπαραγωγικής ηλικίας (Roch-Ramel F 1977, 1979, Cameron JS και Simmonds HA 1981). Σε αντίθεση µε τις «κατώτερες» µορφές ζωής που επιπλέον διαθέτουν και ουρικάση, οι νεφροί του ανθρώπου εµφανίζουν αυξηµένη επαναρροφητική ικανότητα και πολύ χαµηλή κλασµατική απέκκριση ουρικού, µε αποτέλεσµα τα σχετικά υψηλά επίπεδα στο πλάσµα. Το ουρικό οξύ είναι ένα ασθενές οξύ, ιονιζόµενο στη θέση 9 µε σταθερά διασπάσεως (pka) 5,75 και στη θέση 3 µε pka = 10,3. Ο βαθµός ιονισµού συσχετίζεται µε το ph σύµφωνα µε την εξίσωση Henderson-Hasselbach: ph = pka + log [ουρικό οξύ] / [ουρικό µονονάτριο], όπου pka είναι ο αρνητικός λογάριθµος της σταθεράς ιονισµού (Ka). Έτσι, σε ph = 5,75, το 50% του ουρικού οξέος βρίσκεται υπό την ιονισµένη του µορφή, ως ουρικό. Σε ph = 4,75, το 91% του ουρικού οξέος βρίσκεται υπό την µη ιονισµένη του µορφή, ενώ σε ph = 6,75, το 91% είναι ιονισµένο (Pallela TD και Fox JH 1989). Στο αίµα και στα υγρά των ιστών, µε φυσιολογικό ph (7,4), το ουρικό οξύ βρίσκεται κατά 98% υπό την ιονισµένη του µορφή (κυρίως ως Na + Ur και λιγότερο K + Ur ). 22

23 Σχήµα 1. Ο ιονισµός του ουρικού οξέος στη θέση 9 (pka=5,75) Η πυκνότητα του νατρίου επηρεάζει επίσης τη διαλυτότητα. Σύµφωνα µε το νόµο της διαλυτότητας για τα µονοσθενή ιόντα, η πυκνότητα των ανιόντων σε κεκορεσµένο διάλυµα είναι αντιστρόφως ανάλογη της πυκνότητας των κατιόντων. Θεωρητικά, το όριο διαλυτότητας στον ορό (Na + =140 meq/l) είναι 6 mg/dl, σηµαντικά χαµηλότερο του αντίστοιχου των ούρων στο ίδιο ph (η πυκνότητα του Na + στα ούρα υπολογίζεται ίση µε του ουρικού ανιόντος). Τα ούρα είναι κεκορεσµένα µε ουρικό οξύ σε πυκνότητες 15 mg/dl (ph = 5,0), 22 mg/dl (ph = 6,0), mg/dl (ph = 7,0) και 1520 mg/dl (ph = 8,0) (Wilcox WR et al 1972). Συνεπώς, όσο πιο όξινα είναι τα ούρα τόσο µεγαλύτερη είναι η αναλογία της µη ιονισµένης µορφής, γεγονός που εξηγεί τη µεγάλη διαφορά στην ικανότητα των ούρων να διαλύουν το ουρικό οξύ ανάλογα µε το ph που δυνατόν να κυµαίνεται από 4,5-8,0. Είναι φανερό πως όταν γίνεται αναφορά στο εξωκυττάριο υγρό, ο όρος «ουρικό οξύ» δεν είναι σωστός, αφού το 98% βρίσκεται υπό µορφή του ουρικού µονονάτριου. Στην αγγλοσαξονική βιβλιογραφία γίνεται ο διαχωρισµός του όρου «ουρικό οξύ» (uric acid) από αυτόν του «άλατος του ουρικού» (urate). 23

24 ΙΙ. ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΠΟΥΡΙΝΩΝ Η µεταβολική οδός της βιοσύνθεσης των πουρινών (σχήµα 2) δυνατόν γενικά να χωρισθεί σε τρεις φάσεις, οι οποίες περιλαµβάνουν: α) «de novo» σύνθεση, β) ανακύκλωση των βάσεων πουρίνης µε αντιδράσεις περίσωσης και γ) καταβολισµό (Τρακατέλλης Α 1981). 24

25 1. «De novo» σύνθεση Όλα τα κύτταρα του οργανισµού έχουν την ικανότητα «de novo» σύνθεσης των πουρινών. Ιδιαίτερα αυξηµένη ικανότητα παρουσιάζουν τα ηπατικά κύτταρα. Τα σύγχρονα δεδοµένα δείχνουν ότι η «de novo» σύνθεση είναι υπεύθυνη για το µεγαλύτερο µέρος της ηµερήσιας παραγωγής του ουρικού οξέος (Τρακατέλλλης Α 1981). Το παράγωγο που κατέχει µία σηµαντικότατη θέση-κλειδί στην µεταβολική οδό της σύνθεσης των πουρινών είναι το 5 φωσφοριβοσυλο-πυροφωσφορικό οξύ (5 -PRPP), το οποίο σχηµατίζεται από την µεταφορά της τελικής πυροφωσφορικής οµάδας του ΑΤΡ, στον άνθρακα-1 της 5-φωσφορικής ριβόζης. Η κυριότερη πηγή προέλευσης της 5-φωσφορικής ριβόζης είναι η οδός των φωσφορικών πεντοζών. Το 5 -PRPP είναι µία ουσία υψηλής ενέργειας που υπεισέρχεται σε δύο βασικά σηµεία στην µεταβολική οδό της συνθέσεως των πουρινών. Στο πρώτο σηµείο, το 5 -PRPP αντιδρά ως υπόστρωµα µαζί µε L- γλουταµίνη και, µε την παρουσία του ενζύµου 5 -PRPP αµιδοτρανσφεράση, σχηµατίζεται η 5 -φωσφοριβοσυλ-αµίνη, η οποία είναι ένα ενδιάµεσο παράγωγο στη µεταβολική οδό της «de novo» σύνθεσης των πουρινών. Το σηµείο αυτό έχει µεγάλη σηµασία γιατί εδώ ασκούνται διάφορες επιδράσεις που ρυθµίζουν την πορεία της όλης αντίδρασης µε αρνητική παλίνδροµη αναστολή (negative feed-back). Στο δεύτερο βασικό σηµείο που υπεισέρχεται το 5 -PRPP είναι στη λεγόµενη οδό της «περίσωσης» των πουρινικών βάσεων, κατά την οποία αυτές, επαναχρησιµοποιούµενες, δυνατόν να µετατρέπονται πάλι σε ριβονουκλεοτίδια. Μετά τον σχηµατισµό της 5 -φωσφοριβοσυλ-αµίνης και µετά από οκτώ ενδιάµεσες αντιδράσεις, το επόµενο σηµαντικό ενδιάµεσο µεταβολικό παράγωγο είναι το ινοσινικό οξύ (ΙΜΡ). Αυτό είναι δυνατόν να µετατραπεί στα δύο βασικά για τη σύνθεση του DNA και του RNA νουκλεοτίδια, δηλαδή: α) το 5 -αδενοσινο-µονοφωσφορικό οξύ ή αδενιλικό οξύ (AMP) και/ή, β) το 5 -γουανοσινο- µονοφωσφορικό οξύ ή γουανιλικό οξύ (GMP). Το ινοσινικό οξύ (ΙΜΡ) δυνατόν επίσης να µετατραπεί σε ινοσίνη. Η ενδοκυττάρια αύξηση ή ελάττωση στα ηπατικά κύτταρα της συγκέντρωσης κυρίως του 5 -PRPP και λιγότερο της L-γλουταµίνης, δυνατόν να επιφέρει ανάλογες επιδράσεις στη βιοσύνθεση των πουρινών. Τα τρία νουκλεοτίδια που σχηµατίζονται, το IMP, το AMP 25

26 και το GMP, ασκούν ουσιαστικό έλεγχο στο ένζυµο 5 -PRPP αµιδοτρανσφεράση, µε αρνητική παλίνδροµη αναστολή, ρυθµίζοντας έτσι όλη τη µεταβολική οδό της «de novo» σύνθεσης των πουρινών. Μερικές ουσίες µε ανάλογη δοµή προς τα τρία φυσικά ριβονουκλεοτίδια, όπως π.χ. ριβονουκλεοτίδια που προέρχονται από αλλοπουρινόλη και 6-µερκαπτοπουρίνη, δυνατόν επίσης να ασκήσουν ανασταλτική επίδραση στην 5 -PRPP αµιδοτρανσφεράση (Wyngaarden JB και Kelley WN 1972, Τρακατέλλλης Α 1981, Choncko AM και Grantham JJ 1981). 2. Αντιδράσεις περίσωσης ανακύκλωση των βάσεων των πουρινών Γενικά, δύο µηχανισµοί υπάρχουν για τη σύνθεση ριβονουκλεοτιδίων, είτε από ελεύθερες πουρινικές βάσεις, είτε από ριβονουκλεοτίδια, που δυνατόν να προέλθουν, τόσο από τον καταβολισµό ενδογενών νουκλεοτιδίων, όσο και από τις εξωγενώς προσφερόµενες τροφές. Με τον πρώτο µηχανισµό οι ελεύθερες πουρινικές βάσεις µαζί µε 5 -PRPP και µε τη δράση του ενζύµου φωσφοριβοσυλ-τρανσφεράση, µετατρέπονται µε µία και µόνη αντίδραση στα αντίστοιχα µονοφωσφορικά νουκλεοτίδια. Έτσι, οι µεν πουρινικές βάσεις γουανίνη και υποξανθίνη (που προέρχονται από την ινοσίνη), µαζί µε 5 -PRPP και µε τη δράση του ενζύµου υποξανθινογουανινο-φωσφοριβοσυλο-τρανσφεράση (HGPRTάση), µετατρέπονται αντίστοιχα σε γουανιλικό οξύ (GMP) και ινοσινικό οξύ (IMP), ενώ η αδενίνη µαζί µε 5 -PRPP και µε τη δράση του ενζύµου αδενινφωσφοριβοσυλ-τρανσφεράση (APRTάση) µετατρέπεται σε αδενιλικό οξύ (ΑΜΡ). Η δράση των δύο αυτών ενζύµων αναστέλλεται από τη συνάθροιση των αντίστοιχων νουκλεοτιδίων που σχηµατίζονται από τις αντίστοιχες αντιδράσεις, τις οποίες τα ένζυµα αυτά καταλύουν. Με το δεύτερο µηχανισµό, οι ελεύθερες βάσεις αντιδρούν µε φωσφορική ριβόζη και µε τη δράση της φωσφορυλάσης σχηµατίζουν τα αντίστοιχα νουκλεοσίδια, τα οποία πάλι µε φωσφορυλίωση σχηµατίζουν τα αντίστοιχα νουκλεοτίδια (Wyngaarden JB και Kelley WN 1972). Στον άνθρωπο όµως πιστεύεται ότι η δραστικότητα των ενζύµων που καταλύουν την αντίδραση σχηµατισµού, τόσο του GMP, όσο και του IMP από τα αντίστοιχα νουκλεοσίδια είναι πάρα πολύ µικρή ή και απούσα (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Φαίνεται ότι ο ρόλος τόσο της φωσφοριβοσυλο-τρανσφεράσης, όσο και του ινοσινικού οξέος 26

27 στη µεταβολική οδό της περίσωσης των πουρινικών βάσεων είναι σηµαντικότερος απ ότι είχε υποτεθεί αρχικά. Υπάρχει ένα πλήθος κληρονοµικών ενζυµικών διαταραχών στη φάση αυτή της βιοσυνθέσεως των πουρινών, που κάθε µία είναι υπεύθυνη για την εµφάνιση διαφόρων συνδρόµων και ποικίλων σοβαρών συνήθως διαταραχών για την ανάπτυξη του οργανισµού. 3. Καταβολισµός Η τελική φάση σχηµατισµού του ουρικού οξέος περιλαµβάνει το σχηµατισµό του αρχικά από την υποξανθίνη και στη συνέχεια από την ξανθίνη. Τόσο η µετατροπή της υποξανθίνης σε ξανθίνη, όσο και της τελευταίας σε ουρικό οξύ καταλύονται από το ένζυµο ξανθινοξειδάση. Εκτός όµως από την υποξανθίνη, η ξανθίνη έχει και άλλες πηγές προέλευσης. Έτσι, δυνατόν να προέλθει από τη γουανίνη µε απαµίνωση, καθώς και από την ξανθοσίνη που είναι ενδιάµεσο παράγωγο κατά τη µετατροπή του ινοσινικού (IMP) σε γουνυλικό οξύ (GMP). Στα θηλαστικά τουλάχιστον, δεν φαίνεται ότι η αδενίνη µπορεί να µετασχηµατισθεί σε ξανθίνη. Η ξανθινοξειδάση είναι µία φλαβοπρωτεΐνη, που ως ένζυµο δεν εµφανίζει µεγάλη ενζυµική εξειδίκευση, αφού εκτός από τις προαναφερόµενες, καταλύει και αρκετές άλλες αντιδράσεις µε διάφορα υποστρώµατα. Μεγάλες ποσότητες του ενζύµου στον άνθρωπο υπάρχουν στο ήπαρ και στο βλεννογόνο του λεπτού εντέρου, αν και σηµαντικές ποσότητες βρίσκονται ακόµα στο σπλήνα, στους νεφρούς, στους σκελετικούς µυς και στην καρδιά. Το ένζυµο δεν βρέθηκε όµως στο πλάσµα, στα λευκοκύτταρα ή στα ερυθρά. Έχουν περιγραφεί 24 άτοµα συνολικά, µε κληρονοµική ανεπάρκεια της ξανθινοξειδάσης, τα οποία εµφάνιζαν σηµαντική υποουριχαιµία και πολύ µεγάλη παραγωγή υποξανθίνης και ξανθίνης, µε αποτέλεσµα την ανάπτυξη λίθων ξανθίνης στο ουροποιητικό (αφού αυτή είναι λιγότερο διαλυτή από το ουρικό οξύ), καθώς και την εµφάνιση µυοπάθειας από εναπόθεση ξανθίνης και υποξανθίνης στο µυϊκό τους σύστηµα (Choncko AM και Grantham JJ 1981). 27

28 ΙΙΙ. ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΟΥΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ 1. Παραγωγή του ουρικού οξέος Η σύνθεση των πουρινών καθορίζεται από τους εξής παράγοντες: α) την «de novo» σύνθεση, β) το ρυθµό ανακύκλωσης των βάσεων πουρίνης, γ) το ρυθµό εξωγενούς πρόσληψης των πουρινικών µεταβολικών προϊόντων. Η αποµάκρυνση των πουρινών ελέγχεται από το ρυθµό: α) του καταβολισµού των νουκλεοτιδίων, β) της σύνθεσης του ουρικού και γ) της απέκκρισης των πουρινών µέσω νεφρικής ή εξωνεφρικών οδών. Έτσι, ο συνολικός ρυθµός σύνθεσης πουρινών αντανακλά τη διαφορά µεταξύ πρόσληψης πουρινών και «de novo» σύνθεσης αφενός, και αποβολής των πουρινικών µεταβολικών παραγώγων αφετέρου. Πρακτικά, όλες αυτές οι παράµετροι είναι σύνθετες και αλληλοεπηρεαζόµενες, ώστε είναι δύσκολο να εκτιµηθεί ο ρυθµός της σύνθεσης. Εκτιµήσεις της ελάχιστης παραγωγής πουρινών έχουν γίνει µε αυστηρό περιορισµό της πρόσληψης και έχουν δείξει ότι υπάρχει µία ευρεία διασπορά των τιµών στα φυσιολογικά ενήλικα άτοµα (Wyngaarden JB και Kelley WN 1972). Το φυσιολογικό άτοµο µεταβολίζει καθηµερινά περίπου 5 g βάσεων πουρίνης (Τρακατέλλλης Α 1981). Όταν βρίσκεται σε δίαιτα ελεύθερη πουρινών, αποδοµεί και παράγει mg ουρικού οξέος την ηµέρα, δηλαδή περίπου 10 mg/kg (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Η συνήθης δίαιτα δυνατόν να προσθέσει mg επιπλέον στην ηµερήσια αυτή παραγόµενη ποσότητα (Seegmiller JE et al 1963, Boss G και Seegmiller J 1979). Το είδος της διατροφής διαδραµατίζει σηµαντικό ρόλο. Όταν χορηγείται καθαρό RNA υπό τη µορφή ζυθοζύµης, οι τιµές του ουρικού στο πλάσµα αυξάνουν από 0,7 έως 0,9 mg/dl ανά g RNA (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Αντίστοιχα, η νεφρική αποβολή ποικίλει επίσης, εφόσον αντανακλά τη συνολική παραγωγή των πουρινών. Σε φυσιολογικούς ενήλικες άνδρες ευρισκόµενους σε δίαιτα ελεύθερη πουρινών, οι αναφερόµενες τιµές ουρικού ούρων κυµαίνονται κατά µέσο όρο από mg/24ωρο, αυξάνουν όµως κατά 113 έως 152 mg/24ωρο ανά g RNA (Pallela TD και Fox JH 1989, Choncko AM και Grantham JJ 1981). Τα αντίστοιχα ποσοστά αύξησης µε τη χορήγηση DNA είναι 28

29 µικρότερα. Υπολογίζεται ότι το 50% των πουρινών από RNA και το 25% από DNA της τροφής απορροφάται και αποβάλλεται στα ούρα ως ουρικό οξύ (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Παρόλα αυτά, η συµβολή της δίαιτας στη διακύµανση των επιπέδων του ουρικού του πλάσµατος δεν πρέπει να θεωρείται σηµαντική, δεδοµένου ότι η στάθµη του ελαττώνεται το πολύ κατά 1 mg/dl, όταν το συνηθισµένο διαιτολόγιο αντικατασταθεί µε δίαιτα ελεύθερη πουρινών (Holmes EW et al 1972). Σε άτοµα µε ουρική αρθρίτιδα έχουν βρεθεί τιµές ουρικού ούρων από mg/24ωρο. Επίπεδα > 600 mg/24ωρο θεωρούνται ενδεικτικά υπερπαραγωγής. Εντούτοις, επειδή είναι δύσκολο πρακτικά να εκτιµηθεί η συµµόρφωση του ατόµου στην ελεύθερη πουρινών δίαιτα, µία τιµή >1000 mg/24ωρο µε συνήθη δίαιτα θεωρείται παθολογική, ενώ τιµές από mg/24ωρο είναι οριακές (Pallela TD και Fox JH 1989). Ένα ποσοστό των ατόµων µε οριακές τιµές είναι επίσης «υπερπαράγοντες». Η αυξηµένη νεφρική αποβολή δεν υποδηλώνει απαραιτήτως υπερπαραγωγή και δυνατόν να αντανακλά αυξηµένη νεφρική κάθαρση (όταν δεν συνοδεύεται από υπερουριχαιµία) (Pallela TD και Fox JH 1989). Σταθερά αυξηµένη νεφρική απέκκριση ουρικού οξέος αποτελεί δείκτη αυξηµένης «de novo» σύνθεσης. Εντούτοις, φυσιολογική απέκκριση σε άτοµο µε ουρική αρθρίτιδα δεν αποκλείει την πιθανότητα υπερπαραγωγής, δεδοµένου ότι δυνατόν να υπάρχει αφενός µεν «σχετικά» ελαττωµένη νεφρική, αφετέρου αυξηµένη εξωνεφρική αποβολή. Υπολογίζεται ότι ποσοστό <10% των ασθενών µε πρωτοπαθή ουρική αρθρίτιδα ανήκει στους «υπερπαράγοντες» (Pallela TD και Fox JH 1989). 2. Μέτρηση της σύνθεσης του ουρικού οξέος in vivo Α. Πουρίνες των υγρών του σώµατος Αύξηση του ουρικού πλάσµατος (P ur ) και του ουρικού ούρων (U ur ) υποδηλώνει αυξηµένη παραγωγή ουρικού, όπως επίσης η αύξηση του P ur σε συνδυασµό µε αύξηση στο πλάσµα και τα ούρα της υποξανθίνης, ξανθίνης και ινοσίνης (πρόδροµες ουσίες του ουρικού). Η ελάττωση του P ur και του U ur αντανακλά ελαττωµένη σύνθεση, είτε λόγω συγγενούς διαταραχής (έλλειψη ξανθινοξειδάσης ή πουρινο-νουκλεοσιδο- 29

30 φωσφωρυλάσης), είτε λόγω φαρµακευτικής αναστολής της παραγωγής του ουρικού (αλλοπουρινόλη ξανθινοξειδάση, αζαθειοπρίνη αµιδοφωσφοριβοσυλο-τρανφεράση) (Pallela TD και Fox JH 1989). Β. Ολική δεξαµενή και ρυθµός µεταβολισµού του ουρικού οξέος Η εκτίµηση της ολικής δεξαµενής και του µεταβολικού ρυθµού γίνεται µε ραδιοϊσοτοπικές µελέτες. Στους φυσιολογικούς άνδρες η «ταχέως ανταλλάξιµη δεξαµενή» ανέρχεται κατά µέσο όρο σε mg ( ) ή 16,3 mg/kg (11,0-20,3), ενώ είναι µικρότερη στις γυναίκες ( mg). Σε ασθενείς µε ουρική αρθρίτιδα ανέρχεται στα mg, και αυξάνεται µέχρι και mg όταν συνυπάρχουν τόφοι ουρικού. εδοµένου ότι µόνο το ουρικό του εξωτερικού τµήµατος των τόφων διαλύεται και ανταλλάσσεται µε αυτό της υπόλοιπης δεξαµενής, η συνολική ποσότητα είναι πολύ µεγαλύτερη. Υπολογίσθηκε σε ασθενή µε ουρική αρθρίτιδα ότι µόνο το ουρικό των τόφων ήταν 300 φορές µεγαλύτερο από το µέγεθος της «ταχέως ανταλλάξιµης δεξαµενής» (Wyngaarden JB και Kelley WN 1972). Ο µεταβολικός ρυθµός του ουρικού, υπολογιζόµενος από το ρυθµό εξαφάνισης του σεσηµασµένου ουρικού οξέος από την «ανταλλάξιµη δεξαµενή», κυµαίνεται κατά µέσο όρο από mg/24ωρο ( ). Από τα δεδοµένα αυτά υπολογίσθηκε ένας ρυθµός παραγωγής 343±36 mg/m²/24ωρο. Έτσι, η ποσότητα του ουρικού που εισέρχεται στην «ανταλλάξιµη δεξαµενή» υπερβαίνει κατά mg/24ωρο την ποσότητα που βρίσκεται στα ούρα. Η διαφορά αντιπροσωπεύει το κλάσµα του ουρικού που προέρχεται από ουρικόλυση στο έντερο. Ο µεταβολικός ρυθµός είναι αυξηµένος στα άτοµα µε ουρική αρθρίτιδα, τα οποία είναι «υπερεκκρίνοντες» και δυνατόν να υπερβαίνει τα mg/24ωρο. Στους «νορµοεκκρίνοντες» υπάρχει µεγάλη διακύµανση τιµών, οι οποίες αλληλοκαλύπτονται µε τις αντίστοιχες των φυσιολογικών ατόµων (Pallela TD και Fox JH 1989). Γ. Ενσωµάτωση σεσηµασµένων πρόδροµων ουσιών εντός του ουρικού οξέος Ραδιοσεσηµασµένες µη-πουρινικές πρόδροµες ουσίες έχουν χρησιµοποιηθεί ως ευαίσθητοι δείκτες µέτρησης της παραγωγής του ουρικού οξέος (γλυκίνη, αµµώνιο κ.ά.). Παροµοίως, πουρινικές 30

31 πρόδροµες ουσίες (υποξανθίνη, αδενίνη) έχουν επίσης χρησιµοποιηθεί. Μετά τη χορήγηση του σεσηµασµένου σκευάσµατος αποµονώνεται το U ur και µετρείται το ραδιοϊσότοπο στα ούρα. Όλοι οι «υπερεκκρίνοντες» και η πλειονότητα των «νορµοεκκρινόντων» µε ουρική αρθρίτιδα εµφανίζουν αύξηση της ενσωµάτωσης της ραδιοσεσηµασµένης γλυκίνης στο ουρικό οξύ των ούρων. Έτσι, στην πρωτοπαθή ουρική αρθρίτιδα, η παραγωγή του ουρικού ποικίλλει (Pallela TD και Fox JH 1989). Η χορήγηση [ 14 C] αδενίνης επιτρέπει τον προσδιορισµό της επαναχρησιµοποίησης της υποξανθίνης (η διάσπαση των αδενινονουκλεοτιδίων εξαρτάται από την περίσωση της υποξανθίνης) και χρησιµοποιείται για τη διάγνωση καταστάσεων µε ελαττωµένη ικανότητα επαναχρησιµοποίησης της υποξανθίνης όπως: έλλειψη HGPRTάσης, σύνδροµο Lesch-Nyhan (Pallela TD και Fox JH 1989). 3. Αναστολή της παραγωγής του ουρικού οξέος (αναστολή της ξανθινοξειδάσης) Αρκετές ουσίες (6-πτεριδο-αλδεΰδη, πουρινικά ανάλογα όπως αδενίνη, 6-θειοπουρίνη) αναστέλλουν την ξανθινοξειδάση. Η πιο γνωστή όµως και χρησιµοποιούµενη αποκλειστικά στην κλινική πράξη, είναι η αλλοπουρινόλη (4-υδροξυπυραζολο-(3,4-d) πυριµιδίνη). Η αλλοπουρινόλη και το κύριο µεταβολικό της παράγωγο, η οξυπουρινόλη, αποτελούν χηµικά ανάλογα της υποξανθίνης και της ξανθίνης αντίστοιχα, και έχουν την ιδιότητα να αναστέλλουν την οξειδάση της ξανθίνης. Η ελάττωση του σχηµατισµού του ουρικού οξέος συνεπάγεται την αύξηση της συγκέντρωσης της υποξανθίνης και της ξανθίνης στο πλάσµα και στα ούρα. Τα επίπεδα όµως των ουσιών αυτών δεν είναι τόσο υψηλά, τουλάχιστον στις περισσότερες περιπτώσεις, ώστε να υπάρχει κίνδυνος, είτε εναπόθεσής τους στους µυς, είτε δηµιουργίας κρυστάλλων στο ουροποιητικό (Wyngaarden JB και Kelley WN 1972, Choncko AM και Grantham JJ 1981, Kelley WN 1976). Εκτός από τη δράση της στην ξανθινοξειδάση, η αλλοπουρινόλη φαίνεται ότι έχει επιπλέον την ιδιότητα να ελαττώνει συνολικά την παραγωγή των πουρινών. Αυτό πιθανότατα οφείλεται: 1) στην ελάττωση του 5 -PRPP και 2) στην ελάττωση γενικά της «de novo» σύνθεσης των πουρινών, λόγω ανασταλτικής δράσης στην PRPP-συνθετάση και κυρίως στην PRPP-αµιδοτρανσφεράση. 31

32 IV. ΕΠΙΠΕ Α ΟΥΡΙΚΟΥ ΣΤΟ ΠΛΑΣΜΑ Η µέση τιµή του ουρικού στο πλάσµα (ή στον ορό) µε ενζυµικές µεθόδους, που χρησιµοποιούν κεκαθαρµένη ουρικάση είναι περίπου 5 mg και 4 mg/dl για τους άνδρες και τις γυναίκες της αναπαραγωγικής ηλικίας, αντίστοιχα (Steele TH και Rieselbach RE 1976). Η διαφορά µεταξύ των δύο φύλων διαπιστώθηκε σε όλες τις µελέτες και µε όλες τις µεθόδους. Η σχέση ανδρών / γυναικών είναι περίπου 1,19/1 (Wyngaarden JB και Kelley WN 1983). Οι τιµές που δίνει ο αυτόµατος αναλυτής είναι περίπου κατά 1 mg/dl υψηλότερες από αυτές των ενζυµικών µεθόδων. Φυλετικές και εθνολογικές διαφορές σηµαντικές δεν φαίνεται να υπάρχουν, όσον αφορά το µέσο όρο των τιµών του ουρικού στο πλάσµα. Οι υψηλότερες τιµές που έχουν αναφερθεί στη φυλή Μαορί της Ν. Ζηλανδίας και σε ορισµένες οµάδες Κινέζων, Μαλαισίων και ιθαγενών Αυστραλών, θα πρέπει να συσχετισθούν µε το βάρος και την επιφάνεια σώµατος (Gibson T et al 1984, Prior IA et al 1966, Darmawan J et al 1992, Prigent D et al 1992). Από τα ελληνικά βιβλιογραφικά δεδοµένα προκύπτει ότι ο µέσος όρος της τιµής του ουρικού πλάσµατος στον ελληνικό πληθυσµό δεν διαφέρει από τον αναφερόµενο στη διεθνή βιβλιογραφία, ανέρχεται δε στα 4,60 έως 5,31 mg/dl (Παναγιώτου ΠΝ 1968, Magoula I et al 1983, Μαγούλα Ι και συν 1984, Γαρύφαλλος Α 1985). Από φυσικοχηµικές µελέτες, είναι γνωστό ότι ένα υδατικό διάλυµα µε περιεκτικότητα σε Na + ίση µε αυτή του ανθρώπινου πλάσµατος εµφανίζεται κεκορεσµένο όταν η τιµή του ουρικού βρίσκεται µεταξύ 6,4 και 6,8 mg/dl. Σε υψηλότερες θερµοκρασίες και σε χαµηλότερες συγκεντρώσεις Νa η διαλυτότητα του ουρικού αυξάνεται και το αντίθετο. Είναι γενικά παραδεκτό ότι το ανώτερο όριο για την απόλυτη διαλυτότητα του ουρικού στο ανθρώπινο πλάσµα είναι τα 7 mg/dl (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Τα όρια αυτά όµως αναφέρονται στις φυσικοχηµικές ιδιότητες του ουρικού in vitro. Από διάφορες στατιστικές πληθυσµιακές µελέτες µε ενζυµικές µεθόδους στις ΗΠΑ και στην Ευρώπη, προκύπτει ότι οι ανώτερες φυσιολογικές τιµές στο πλάσµα κυµαίνονται από 6,9 έως 7,5 mg/dl για τους άνδρες και από 5,7 έως 6,6 mg/dl για τις γυναίκες (Wyngaarden JB και Kelley WN 1983). 32

33 Ποσοστό 2,5% περίπου των ενηλίκων ανδρών εµφανίζει τιµές ουρικού στο πλάσµα υψηλότερες από το φυσικοχηµικό όριο διαλυτότητας. Υπερκορεσµένα επίσης διαλύµατα µε τιµές ουρικού µονονατρίου mg/dl παρατηρήθηκαν στο πλάσµα ορισµένων ασθενών µε λευχαιµία κατόπιν θεραπείας µε κυτταροστατικά. Πιθανή εξήγηση για το φαινόµενο αυτό είναι ίσως η ύπαρξη στο πλάσµα των ασθενών αυτών λευκωµάτων ή άλλων ουσιών µε αυξηµένη ικανότητα συνδέσεως µε το ουρικό (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Η δέσµευση του ουρικού από τα λευκώµατα του πλάσµατος είναι πολύ µικρή και δεν ξεπερνά το 4% στους 37º C (Sheikh MI και Moller IV 1968, Klinenberg JR και Kippen I 1970, Farell PC et al 11971, Kovarsky J et al 1976). Τα λευκώµατα αυτά είναι η λευκωµατίνη (συνδέει περισσότερο από το 70%), µία χαµηλού µοριακού βάρους β- λιποπρωτεΐνη, µία β2-µακροσφαιρίνη και µια α-σφαιρίνη. Ένας όξινος βλεννοπολυσακχαρίτης βρέθηκε ότι αυξάνει τη διαλυτότητα του ουρικού στο πλάσµα (Wyngaarden JB και Kelley WN 1983). Με µελέτες in vitro, αποδείχθηκε ότι η δέσµευση του ουρικού από τα λευκώµατα του πλάσµατος αυξάνεται σε υπότονα διαλύµατα και σε χαµηλές θερµοκρασίες π.χ. στους 4º C το 15% του ουρικού είναι συνδεδεµένο µε τα λευκώµατα (Klinenberg JR και Kippen I 1970, Simkin PA 1972). Τη σύνδεση του ουρικού επηρεάζουν επίσης πολλές φαρµακευτικές ουσίες, αλλά και διάφορες παθολογικές καταστάσεις. Ελαττωµένη σύνδεση αναφέρεται στην ουραιµία (Postlethwaite AE et al 1974) και στην ουρική αρθρίτιδα, όπου µάλιστα αποδόθηκε σε κληρονοµική ελάττωση της α-σφαιρίνης του πλάσµατος (Alvasker JO 1966). Στις φαρµακευτικές ουσίες που ελαττώνουν την σύνδεση ουρικού και λευκωµάτων στο πλάσµα περιλαµβάνονται τα σαλικυλικά, η φαινυλοβουταζόνη, η σουλφινπυραζόνη, η προβενεκίδη κ.ά. (Steele TH 1975 (a) ). Η επίδραση των µεταβολών αυτών της σύνδεσης του ουρικού µε τα λευκώµατα του πλάσµατος στην αποβολή του ουρικού από το νεφρό, θεωρείται ασήµαντη (Steele TH 1975 (b) ). 33

34 V. ΝΕΦΡΙΚΗ ΑΠΟΒΟΛΗ ΤΟΥ ΟΥΡΙΚΟΥ Μελέτες µε σεσηµασµένο C 14 ουρικό έδειξαν ότι από τη συνολικά παραγόµενη ποσότητα ουρικού, η οποία ανέρχεται σε 700 mg/24ωρο, περίπου τα 2/3 αποβάλλονται από τους νεφρούς, ενώ το 1/3 από το γαστρεντερικό σωλήνα (χολή, γαστρικές και εντερικές εκκρίσεις) (Τσάπας Β 2001), όπου γίνεται η αποδόµηση του ουρικού από τα βακτηρίδια της εντερικής χλωρίδας που παράγουν ουρικάση (Sorensen LB 1965). Σχήµα 3. Σχηµατική παράσταση της νεφρικής αποβολής του ουρικού οξέος. Τα βέλη εκατέρωθεν του σωληναρίου υποδηλώνουν την πυκνότητα των επαναρροφητικών και εκκριτικών µεταφορέων στο S 1, S 2 και S 3 τµήµα του εγγύς σωληναρίου αντίστοιχα. Οι αριθµοί αναφέρονται στο υπολειπόµενο κλάσµα του διηθούµενου ουρικού. 34

35 Ο καθοριστικός ρόλος του νεφρού στη ρύθµιση της αποβολής του ουρικού είναι γνωστός τουλάχιστον εδώ και 140 χρόνια, όταν ο Garrod ενοχοποίησε το νεφρό για τη δηµιουργία της ουρικής αρθρίτιδας. Το 1961 οι Gutman και Yü διατύπωσαν την θεωρία των «τριών φάσεων µεταφοράς» του ουρικού (three-component hypothesis), σύµφωνα µε την οποία το ουρικό: α) διηθείται, β) επαναρροφάται σχεδόν πλήρως και γ) εκκρίνεται σε απώτερη θέση του εγγύς σωληναρίου (Gutman AB et al 1969). Στη συνέχεια, από πολλές µελέτες άρχισαν να πληθαίνουν οι ενδείξεις ότι η µεταφορά του ουρικού στο νεφρικό σωληνάριο είναι πιο πολύπλοκη. Σήµερα είναι γνωστό ότι η σωληναριακή µεταφορά του ουρικού περιλαµβάνει τέσσερις φάσεις: α) διήθηση, β) προ-εκκριτική επαναρρόφηση, γ) έκκριση και δ) µετα-εκκριτική επαναρρόφηση. Το ουρικό, µετά τη διήθηση στο σπείραµα, επαναρροφάται σχεδόν πλήρως (µέχρι και 99,7%) στο αρχικό τµήµα του εγγύς σωληναρίου. Στη συνέχεια εκκρίνεται από το σωληνάριο και επαναρροφάται σε ποσοστό 75% περίπου, ώστε τελικά το αποβαλλόµενο ουρικό προέρχεται από το εκκρινόµενο και όχι από το διηθούµενο. Συνεπώς, η σωληναριακή έκκριση είναι αυτή που ρυθµίζει την αποβαλλόµενη ποσότητα ουρικού ανάλογα µε τα επίπεδα του πλάσµατος (Grantham JJ and Chonko AM 1991, Diamond HS και Paolino SJ 1973, Diamond HS και Meisel AD 1975 a, Steel TH και Rieselbach RE 1967, Levinson D και Sorensen L 1980, Puig JG et al 1983). Η µεταφορά του ουρικού λαµβάνει χώρα σχεδόν αποκλειστικά στο εγγύς σωληνάριο και πιθανόν στην αγκύλη του Henle (Creger R et al 1974, Roch-Ramel F και Weiner IM 1980, Diamond HS 1989). 1. ιήθηση Το ουρικό οξύ διηθείται ελεύθερα διαµέσου των τριχοειδών του σπειράµατος σε όλα σχεδόν τα είδη των οργανισµών, εφόσον δεν συνδέεται σε σηµαντικό βαθµό µε τα λευκώµατα στους 37º C (Cameron JS και Simmonds HA 1981, Choncko AM και Grantham JJ 1981, Levinson D και Sorensen L 1980). 2. Επαναρρόφηση Σε διάφορα είδη οργανισµών, όπως και στον άνθρωπο, η ποσότητα του αποβαλλόµενου ουρικού είναι µικρότερη από αυτή του 35

36 διηθούµενου, γεγονός που υποδηλώνει την ύπαρξη επαναρροφητικής φάσης στη νεφρική µεταφορά του ουρικού. Η επαναρρόφηση του ουρικού από το σωληνάριο είναι παθητική ή ενεργητική, και όπως απέδειξαν µελέτες µε µικροπαρακεντήσεις, συµβαίνει σε θέσεις που βρίσκονται εγγύτερα από το άπω εσπειραµένο σωληνάριο (Roch-Ramel F και Weiner IM 1973, Roch-Ramel F et al 1976, Weinman EJ et al 1976). Α. Παθητική επαναρρόφηση εδοµένου ότι η συγκέντρωση του ουρικού στα ούρα συνήθως είναι πολύ µεγαλύτερη από αυτή του πλάσµατος, θα πρέπει µία ποσότητα ουρικού να µεταφέρεται από το σωληνάριο µε παθητική διάχυση, γεγονός που έχει αποδειχθεί και πειραµατικά (Weinman EJ et al 1981). Ο τρόπος όµως αυτός περιορίζεται σηµαντικά από την πολύ ελαττωµένη στα λιπίδια διαλυτότητα, τόσο της ιονισµένης, όσο και της µη ιονισµένης µορφής του ουρικού (Steele TH και Rieselbach RE 1976). Η χηµική διαφορά είναι η κύρια αιτία της παθητικής επαναρρόφησης, ενώ η ηλεκτρική διαφορά δυναµικού δεν φαίνεται να διαδραµατίζει σηµαντικό ρόλο, δεδοµένου ότι είναι πολύ µικρή και επιπλέον η πολικότητα διαφέρει από τµήµα σε τµήµα του εγγύς σωληναρίου (Choncko AM και Grantham JJ 1981). Η παθητική επαναρρόφηση γίνεται διαµέσου των µεσοκυττάριων χώρων και των στερεών συνδέσεων (tight junctions). Επίσης, πιθανολογείται η ύπαρξη ενός βαθµού παθητικής επαναρρόφησης από το εσωτερικό του κυττάρου προς το διάµεσο χώρο (πλαγιοβασική πλευρά της κυτταρικής µεµβράνης) (Grantham JJ and Chonko AM 1991). Μικρού βαθµού παθητική επαναρρόφηση είναι δυνατόν να λαµβάνει χώρα στα άπω τµήµατα του νεφρώνα, τα οποία όµως είναι σχετικά αδιαπέραστα για το ουρικό και πιθανότατα δεν έχει ιδιαίτερη κλινική ή φυσιολογική σηµασία (Choncko AM και Grantham JJ 1981, Weiner IM 1979, Weiner IM και Tinker JP 1982). Η µεταβολή του ρυθµού ροής των ούρων, δυνατόν να επηρεάζει την παθητική επαναρρόφηση και συγκεκριµένα η ελάττωση κάτω από 2 ml/min ευνοεί την παθητική επαναρρόφηση µικρών ποσοτήτων ουρικού στον άπω νεφρώνα (Engle JE και Steele TH 1976, Meisel AD και Diamond HS 1976). Το ίδιο ισχύει και µε την αύξηση του ph (Grantham JJ and Chonko AM 1991). 36

37 Β. Ενεργητική επαναρρόφηση Πολλές ενδείξεις, έµµεσες και άµεσες, συνηγορούν υπέρ της ενεργητικής επαναρρόφησης, όπως η ελάττωση του ουρικού των ούρων σε τιµές χαµηλότερες από αυτές του πλάσµατος µετά από χορήγηση πυραζιναµίδης στο χιµπατζή και στον άνθρωπο (Weiner IM 1979), καθώς επίσης και το γεγονός ότι συµβαίνει εναντίον µιας ηλεκτροχηµικής διαφοράς δυναµικού και αναστέλλεται από διάφορες ουσίες, όπως η προβενεκίδη. Πειραµατικές µελέτες σε πιθήκους Cebus, σκύλους και ποντικούς, έδειξαν ότι η συγκέντρωση ουρικού στο σωληναριακό υγρό είναι χαµηλότερη από αυτή του αρτηριακού αίµατος (Roch-Ramel F και Weiner IM 1973, Roch-Ramel F et al 1976, Abramson RG και Levitt MF 1975). Η σχέση της επαναρρόφησης του ουρικού µε την επαναρρόφηση του νατρίου δεν έχει απόλυτα διευκρινισθεί. Κλινικές καταστάσεις που συνοδεύονται µε ελάττωση του εξωκυττάριου όγκου όπου και η εγγύς επαναρρόφηση του Na + είναι αυξηµένη, συνοδεύονται ταυτόχρονα από αύξηση της επαναρρόφησης του ουρικού, και το αντίθετο. Ωστόσο, η επαναρρόφηση του ουρικού συνδέεται περισσότερο µε τον εξωκυττάριο όγκο παρά µε το Na +. Άλλωστε σε άµεσες in vitro µελέτες δεν αποδείχθηκε µία απευθείας σχέση στην επαναρρόφηση ουρικού και Na +, αν δηλαδή το ουρικό µοιράζεται το ίδιο σύστηµα µεταφοράς µε το Na + (Roch-Ramel F et al 1976). Μελέτες κυστιδίων (vesicle studies) καταλήγουν στο συµπέρασµα ότι, παρόλο που η επαναρρόφηση του Na + δυνατόν να επηρεάσει την επαναρρόφηση του ουρικού, εντούτοις διαχωρίζεται σαφώς η µία από την άλλη (Roch-Ramel F et al 1994, Sperling O 1989, Kahn AM και Weinman EJ 1985, Kahn AM et al 1985). Η επαναρρόφηση του ουρικού φαίνεται ότι επιτελείται µέσω του µηχανισµού ανταλλαγής ανιόντων (anion-exchange mechanism) (Roch- Ramel F et al 1976, Roch-Ramel F). Το 1985 οι Khan και Weinman, στηριζόµενοι στα αποτελέσµατα πειραµατικών ερευνών σε αποµονωµένες µεµβράνες νεφρικών σωληναρίων ποντικών και σκύλων πρότειναν το εξής πρότυπο για τη σωληναριακή µεταφορά του ουρικού (σχήµα 4) (Kahn AM και Weinman EJ 1985, Kahn AM et al 1985). Το ουρικό ανταλλάσσεται ενεργητικά από την πλευρά της ψηκτροειδούς παρυφής του σωληναριακού κυττάρου (δηλαδή από τον αυλό του σωληναρίου προς το εσωτερικό του κυττάρου) µε διάφορα ανιόντα, π.χ. µε διττανθρακικά 37

38 και ιόντα υδροξυλίου που βρίσκονται λόγω ηλεκτροχηµικής ισορροπίας µέσα στο κύτταρο. Επίσης, δυνατόν να ανταλλάσσεται µε διάφορα οργανικά οξέα και κυρίως το γαλακτικό, σουκινικό, πυρουβικό, τα οποία είτε παράγονται τοπικά, είτε συµµεταφέρονται µε το Na +. Από το εσωτερικό του κυττάρου το ουρικό µεταφέρεται προς το διάµεσο χώρο, µέσω της πλαγιοβασικής µεµβράνης, είτε µε παθητική διάχυση, είτε µε ενεργητική ανταλλαγή µε άλλα ανιόντα (Cl,), όχι όµως µε οργανικά οξέα. ιάφορες ουσίες, όπως το παρααµινοϊππουρικό οξύ (ΡΗΑ), η φουροσεµίδη και η προβενεκίδη, αναστέλλουν τη µεταφορά του ουρικού παρεµβαίνοντας στο µηχανισµό ανταλλαγής του προς την πλευρά της ψηκτροειδούς παρυφής, αλλά όχι προς την πλευρά της πλαγιοβασικής µεµβράνης. Σύµφωνα µε πρόσφατα δεδοµένα στον άνθρωπο, η µεταφορά του ουρικού στην ψηκτροειδή παρυφή του σωληναριακού κυττάρου δεν φαίνεται να εξαρτάται από το Na + (Roch- Ramel F et al 1994). Σχήµα 4. Η επαναρρόφηση και η έκκριση του ουρικού στην ψηκτροειδή παρυφή (δεξιά) και στην πλαγιοβασική µεµβράνη (αριστερά). (Kahn AM and Weinman EJ 1985) 38