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尿酸

尿酸(Uric Acid / Urate)

1 概览

尿酸(Uric Acid)是嘌呤核苷酸在人体内的最终氧化代谢产物。在生理pH值下,它以尿酸盐阴离子的形式(简称Urate)存在于血液和组织液中。尿酸在人体内扮演着复杂的双重角色:一方面,它是重要的内源性抗氧化剂;另一方面,其过饱和析出结晶是导致痛风尿酸性肾结石的直接原因。

以下是其核心信息摘要:

项目详细信息
系统命名7,9-Dihydro-1H-purine-2,6,8(3H)-trione
化学式C₅H₄N₄O₃
分子量168.11 g/mol
CAS号69-93-2
溶解度37℃时在水中溶解度极低(~6.8 mg/dL), 是痛风发病的理化基础
pKa值pKa₁ ≈ 5.4, pKa₂ ≈ 10.3; 生理pH下>98%以尿酸盐形式存在
排泄人类无尿酸酶, 主要通过肾脏(70%)和肠道(30%)排泄

2 代谢与生理功能

2.1 来源与排泄

  • 内源性来源(约80%):来自体内衰老细胞核酸的分解和嘌呤核苷酸的正常代谢周转。

  • 外源性来源(约20%):摄入富含嘌呤的食物(如红肉、海鲜、动物内脏)。

  • 排泄途径

    • 肾脏排泄:是主要途径。过程复杂,涉及肾小球滤过肾小管近端重吸收(>90%)、分泌分泌后重吸收四个步骤。任何影响这些环节的因素(如药物、肾功能)都会显著改变血尿酸水平。

    • 肠道排泄:约三分之一经肠道被细菌分解(通过尿酸酶)为尿囊素等产物后排出。

2.2 独特的生理学意义

  • 抗氧化剂:尿酸是人体血液中最丰富的水溶性抗氧化剂之一,能有效清除单线态氧过氧自由基,并保护维生素C不被氧化,占血浆总抗氧化能力的50%以上。

  • 神经保护作用:有假说认为,人类在进化过程中丧失尿酸酶功能,使血尿酸水平升高,这可能为大脑提供了更强的抗氧化保护,以应对氧化应激。

  • 免疫激活剂:尿酸结晶是危险信号,可被NLRP3炎症小体识别,强烈促进白细胞介素-1β的成熟和释放,启动固有免疫反应,这在抗感染和痛风急性发作中都有关键作用。

3 临床意义与相关疾病

3.1 高尿酸血症与痛风

  • 定义:高尿酸血症指在正常嘌呤饮食下,非同日两次空腹血尿酸水平:男性>420 μmol/L(7.0 mg/dL),女性>360 μmol/L(6.0 mg/dL)。

  • 痛风:当血尿酸持续升高达到过饱和,单尿酸盐结晶在关节、软组织等部位析出、沉积,诱发急性炎症即痛风性关节炎。长期可形成痛风石,并导致关节破坏和肾脏损伤。

  • 危险因素:肥胖、代谢综合征、高血压、慢性肾病、利尿剂使用、高嘌呤饮食、饮酒(尤其啤酒)等。

3.2 与系统性疾病关联

高尿酸血症常作为代谢综合征的一个组分,与多种疾病独立相关:

  • 心血管疾病:是高血压、冠心病、心力衰竭、脑卒中的独立危险因素。

  • 慢性肾病:既是肾病的病因(尿酸性肾病),也是肾功能下降的结果(排泄减少),形成恶性循环。

  • 2型糖尿病:高尿酸可预测胰岛素抵抗和糖尿病的发生。

3.3 低尿酸血症

血尿酸水平过低(通常<120 μmol/L 或 2.0 mg/dL)也可能提示病理状态:

  • 遗传性疾病:如黄嘌呤尿症(因黄嘌呤氧化酶缺乏)、嘌呤核苷磷酸化酶缺乏症等。

  • 获得性疾病:范可尼综合征(肾小管重吸收障碍)、某些肿瘤(如霍奇金淋巴瘤分泌异常)、严重肝病、过量使用促尿酸排泄药等。

4 治疗与干预

4.1 生活方式干预

  • 饮食控制:限制高嘌呤食物、高果糖饮料和酒精摄入。

  • 增加排泄:多饮水,碱化尿液(如服用碳酸氢钠,使尿pH维持在6.2-6.8)。

  • 控制相关疾病:减重、治疗高血压和糖尿病。

4.2 药物治疗

  • 急性痛风发作期:使用非甾体抗炎药秋水仙碱糖皮质激素抗炎镇痛,此时不宜开始降尿酸治疗,但已使用者可继续。

  • 降尿酸治疗期(预防发作和并发症):

    • 黄嘌呤氧化酶抑制剂:如别嘌醇非布司他。抑制尿酸生成,是一线选择。

    • 促尿酸排泄药:如苯溴马隆丙磺舒。抑制肾小管对尿酸的重吸收,肾功能正常者可选用。

    • 尿酸氧化酶:如聚乙二醇化重组尿酸酶。快速、强力降尿酸,用于难治性痛风。

5 检测与评估

  • 血清尿酸检测:是最常用的诊断和监测指标,需注意检测前避免高嘌呤饮食、剧烈运动和饮酒。

  • 24小时尿尿酸测定:有助于鉴别尿酸生成过多型(>800-1000 mg/24h)与排泄不良型。

  • 关节液穿刺:在偏振光显微镜下找到针状、负性双折光的单尿酸盐结晶是诊断痛风的金标准

  • 影像学检查:X线、超声或双能CT可用于发现关节侵蚀、痛风石和尿酸盐沉积。

总结,尿酸是一个充满矛盾的分子。它作为重要的抗氧化剂,曾可能为人类进化带来优势;但在现代社会,其代谢失衡已成为日益严重的公共卫生问题,与痛风、代谢综合征和心血管疾病紧密相连。对其生理、病理机制的深入理解,是实现精准预防和治疗的关键。


参考文献

  1. Richette, P., & Bardin, T. (2010). Gout. The Lancet, 375(9711), 318-328. (关于痛风的权威临床综述)

  2. Choi, H. K., Mount, D. B., & Reginato, A. M. (2005). Pathogenesis of gout. Annals of Internal Medicine, 143(7), 499-516. (阐述痛风发病机制的经典文献)

  3. Ames, B. N., Cathcart, R., Schwiers, E., & Hochstein, P. (1981). Uric acid provides an antioxidant defense in humans against oxidant- and radical-caused aging and cancer: a hypothesis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 78(11), 6858-6862. (提出尿酸作为重要抗氧化剂的经典假说)

  4. Feig, D. I., Kang, D.-H., & Johnson, R. J. (2008). Uric acid and cardiovascular risk. New England Journal of Medicine, 359(17), 1811-1821. (探讨尿酸与心血管风险关联的重要综述)

  5. Khanna, D., et al. (2012). 2012 American College of Rheumatology guidelines for management of gout. Part 1: Systematic nonpharmacologic and pharmacologic therapeutic approaches to hyperuricemia. Arthritis Care & Research, 64(10), 1431-1446. (美国风湿病学会关于高尿酸血症管理的权威指南)

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