ה קסנטין אוקסידאז אחראי להמרה לחומצת שתן במהלך פירוק הפורינים. מחסור או עיכוב של האנזים מביא לירידה ברמות חומצת השתן בדם.
מהו קסנטין אוקסידאז?
קסנטין אוקסידאז הוא אנזים המפעיל (מזרז) את התגובה של היפוקסנטין דרך קסנטין לחומצת שתן. הוא מכיל רכיב שאינו חלבון כקבוצה כביכול תותבת (יוונית, תותבת, מצורפת), האחראית על תגובתיות.
זוהי נגזרת של פלבין. קסנטין אוקסידאז הוא אחד מאנזימי הפלבין. יש לו גם ברזל ומוליבדן במרכז הפעיל. בשנת 1902 תואר האנזים לראשונה כמרכיב בחלב פרה על ידי הביוכימאי פ שרדינגר, כך שכונה קודם לכן האנזים שרדינגר. תחת פעולת אנזים זה, צבע הכחול מתילן משנה את צבעו, אשר יכול לשמש כתגובת גילוי אופיינית להבחנה בין חלב גולמי לטיפול בחום.
האנזים נהרס בטמפרטורות גבוהות. השינוי בצבע נובע מהעובדה שהאנזימים שנמצאים בחלב גולמי (כמו קסנטין אוקסידאז) בנוכחות פורמלדהיד, מפסרים את כחול המתילן כאשר הם נחשפים לאוויר.
פונקציה, אפקט ומשימות
המשימה הידועה ביותר של קסנטין אוקסידאז היא היווצרות חומצת שתן בחילוף החומרים הפורין. פורינים קיימים בכל תא. הם חלק מבסיסי הגרעין אדנוזין וגואנין, מהם, ביחד עם בסיסי הפירימידין ציטוזין ותימין (או אורציל), חומצות הגרעין DNA ו- RNA בנויים.
המידע הגנטי בתאים השונים בגוף מורכב מחומצות גרעין. זה חל על בני אדם ובעלי חיים. לדוגמא, אנשים עם מוצרי בשר צורכים כמות גדולה בצורה של מזון מהחי. אם תאי הגוף עצמו נופלים או אם תאים בעלי חיים שנכנסים לגוף דרך מזון מתפרקים, חומצות גרעין וכך נוצרות גם פורינים. אלה מומרים לחומצת שתן. תחת פעולה של קסנטין אוקסידאז, נוצר לראשונה היפוקסנטין ובצעד נוסף, קסנטין, שהופך לחומצת שתן וניתן להפריש אותו ברובו דרך הכליות. רק חלק קטן מחומצת השתן משאיר את הגוף דרך המעיים.
אם הגוף צובר כמויות גדולות של פורין או אם מוגבלת הפרשת השתן, רמת חומצת השתן בדם עולה. אנזים שני המעורב בפירוק פורין מייצר גם חומצת שתן. זה נקרא xanthine dehydrogenase, משתמש ב- nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), והוא האנזים השולט. לעומת זאת, ל- xanthine oxidase יש יחידת תת פלואין אדנום דינוקלוטייד (FAD). במקרה של אספקה לא מספקת, למשל בגלל מחסור בזרימת הדם, שני האנזימים יכולים להמיר זה לזה.
כאשר מומר תחת פעולה של קסנטין אוקסידאז, מי חמצן נוצר גם כתוצר לוואי. מי חמצן אינם כשלעצמם רדיקל, אך זהו חומר תגובתי. זו הסיבה שהוא הופך במהירות לא מזיק כתוצאה מפעולה של אנזימים אחרים (פרוקסידאז, קטלאז) בגוף.
חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים
פירוק הפורין מתרחש בעיקר בכבד. בקרום הרירי של המעי הדק, האנזים מעורב גם בשילוב ברזל בהעברת חלבון ההעברה. מחקרים הראו כי ניתן למצוא את האנזים בתאים הממוקמים בדופן הפנימית של כלי הדם. בהקשר זה נדונה השפעתו על מהלך מחלות לב וכלי דם ונזק שנגרם כתוצאה ממתח חמצוני.
שיעור האוקסידאז ביחס לדהידרוגנז, מערכת האנזים האחראית להמרת פורינים לחומצת שתן, הוא 20 אחוז. צורת ה- Xanthine dehydrogenase קיימת 80 אחוז. הפלבין הכלול בקסנטין אוקסידאז הוא אחד מהריבופלבינים, זהים לוויטמין B2. תת-היחידה המוליבדן הכלולה בתוך קסנטין אוקסידאז נקשרת על ידי allopurinol, הדומה מאוד במבנה לפורינים. באופן זה האנזים מעכב כמעט לחלוטין. את פעילות האנזים ניתן לקבוע בעקיפין מכמות חומצת השתן שנוצרה.
מחלות והפרעות
עם ארוחות עשירות בפורין או עם מוות מוגבר של תאים, המתרחש, למשל, במהלך טיפול בסרטן, מופעלת תגובת ה- xanthine oxidase ומופיעות כמויות גדולות יותר של חומצת שתן. רמת חומצת השתן בדם עולה.
אם האנזים מעכב, ריכוז חומצת השתן בדם יורד. השפעה זו היא הבסיס לתרופות במחלת גאוט. אצל גאוט, הריכוז המוגבר של חומצת השתן מוביל להתגבשות ובכך לאי נוחות במפרקים. תרופות המכילות אלופורינול הן תכשירים סטנדרטיים המשמשים לטיפול בגן. בצורה התורשתית של מחסור באנזים הפעילות מופחתת בגלל מוטציות. מצב זה עובר בירושה כתכונה רצסיבית אוטוסומלית. הילד חולה אם שני ההורים נושאים אלל מושפע. פעילות מופחתת של קסנטין אוקסידאז מתרחשת גם כאשר קופקטור המוליבדן לוקה בחסר מכיוון שהוא לא נוצר בגלל פגם.
קסנטין והיפוקסנטין מצטברים. מורגשים באופן משמעותי רמות קסנטין בדם והמראה של קסנטין בשתן (קסנטינוריה) מורגשים אצל אלה שנפגעו. בעת קביעת קסנטין לגילוי מחסור באנזים, יש לשלול מזונות כמו פולי קפה, תה, בן זוג או תפוחי אדמה כמקור לקסנטין. לעומת זאת, רמות חומצת השתן יורדות. מכיוון שקסנטין אינו מתפרק והוא מסיס במשורה, הוא יכול ליצור גבישים. ברוב המקרים המחלה נטולת סימפטומים. עם זאת, לאחרים יכולים להיות בעיות בכליות, דלקות בדרכי השתן או דם בשתן.
אם נוצרות אבני קסנטין במחלה קשה, ניתן להפקיד אותן ברקמת הכליה או בדרכי השתן. הנפגעים צריכים לשים לב לתזונה דלת פורין ושפע נוזלים.
