Xanthine-oxidase is verantwoordelijk voor het omzetten van purines in urinezuur tijdens hun instorting. Een tekort aan of remming van het enzym resulteert in een verlaging urinezuur niveaus in de bloed.
Wat is xanthine-oxidase?
Xanthine-oxidase is een enzym dat de reactie van hypoxanthine over xanthine op gang brengt (katalyseert) urinezuur Het bevat een niet-eiwitdeel als een zogenaamde prothetische (Grieks, prothetos, aangehechte) groep die verantwoordelijk is voor de reactiviteit. Dit is een flavine-derivaat. Xanthine-oxidase behoort dus tot de flavine enzymen. Het heeft ook ijzer en molybdeen op de actieve plaats. In 1902 werd het enzym voor het eerst beschreven als een bestanddeel van koeien melk door de biochemicus F. Schardinger, dus het heette vroeger het Schardinger-enzym. Onder invloed van dit enzym treedt een kleurverandering op van de kleurstof methyleenblauw, die kan worden gebruikt als een typische detectiereactie voor het onderscheiden van onbewerkt en warmtebehandeld melk Bij hoge temperatuur wordt het enzym vernietigd. De kleurverandering is te wijten aan het feit dat enzymen aanwezig in raw melk (zoals xanthine oxidase) verkleuren methyleenblauw in de aanwezigheid van formaldehyde bij blootstelling aan lucht.
Functie, actie en rollen
De bekendste taak van xanthine-oxidase is de vorming van urinezuur in het purinemetabolisme. Purines zijn in elke cel aanwezig. Het zijn componenten van de nucleïnezuur bases adenosine en guanine, die samen met het pyrimidine bases cytosine en thymine (respectievelijk uracil), make-up de nucleïnezuren DNA en RNA. De genetische informatie in de verschillende cellen van het lichaam bestaat uit nucleïnezuren Dit geldt voor mens en dier. Mensen nemen dus een grote hoeveelheid binnen in de vorm van dierlijk voedsel met vleesproducten. Als de lichaamseigen cellen vergaan of dierlijke cellen die via voedsel het lichaam binnenkomen, worden afgebroken, nucleïnezuren en zo worden purines geproduceerd. Deze worden omgezet in urinezuur. Onder invloed van xanthine-oxidase wordt eerst hypoxanthine gevormd en in een volgende stap kan xanthine, dat wordt omgezet in urinezuur, grotendeels door de nieren worden uitgescheiden. Slechts een klein deel van het urinezuur verlaat het lichaam via de darm. Als er zich grote hoeveelheden purine in het lichaam ophopen of als de uitscheiding via de urine beperkt is, kan de urinezuurspiegel in de bloed stijgt. Een tweede enzym dat betrokken is bij de afbraak van purine, produceert ook urinezuur. Het heet xanthine dehydrogenase, gebruikt nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) en is het overheersende enzym. Xanthine-oxidase daarentegen heeft een flavine-adenine-dinucleotide (FAD) -subeenheid. Bij een verminderde aanvoer, bijvoorbeeld door een gebrek aan bloed circulatie, beide enzymen kunnen in elkaar omzetten. Tijdens de omzetting onder invloed van xanthine-oxidase, waterstof peroxide wordt ook gevormd als bijproduct. Waterstof peroxide is zelf geen radicaal, maar het is niettemin een reactieve stof. Daarom wordt het snel onschadelijk gemaakt door de werking van andere enzymen (peroxidase, catalase) in het lichaam.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
De afbraak van purine komt voornamelijk voor in de lever. In de slijmvlies van de dunne darm, het enzym is ook betrokken bij de opname van ijzer in het transporteiwit transferrine Studies hebben aangetoond dat het enzym wordt aangetroffen in cellen in de binnenwand van bloed schepen In dit verband zijn invloed op het beloop van hart- en vaatziekten en op schade veroorzaakt door oxidatie spanning is overlegd. Het aandeel oxidase ten opzichte van dehydrogenase als het enzymsysteem dat verantwoordelijk is voor de omzetting van purines in urinezuur is 20 procent. De vorm van xanthine dehydrogenase is aanwezig voor 80 procent. De flavine in xanthine-oxidase is een van de riboflavines, die identiek is aan vitamine B2. De molybdeen-subeenheid in xanthine-oxidase is gebonden aan allopurinol, die qua structuur sterk lijkt op purines. Op deze manier wordt het enzym bijna volledig geremd. De activiteit van het enzym kan indirect worden bepaald door de hoeveelheid gevormd urinezuur.
Ziekten en aandoeningen
Tijdens purinerijke maaltijden of tijdens verhoogde celdood, die optreedt tijdens kanker therapieZo wordt de xanthineoxidasereactie geactiveerd en worden grotere hoeveelheden urinezuur gevormd. De urinezuurspiegel in het bloed stijgt. Als het enzym wordt geremd, wordt het urinezuur concentratie in het bloed neemt af. Dit effect ligt ten grondslag aan de medicatie jicht ziekte jicht, de verhoogde urinezuurconcentraties leiden tot kristallisatie en dus tot ongemak in de gewrichten. Drugs bevattende allopurinol zijn standaard preparaten voor de behandeling van jicht In de erfelijke vorm van het enzymdeficiëntie wordt de activiteit verminderd door mutaties. Deze ziekte wordt autosomaal recessief overgeërfd. Het kind wordt ziek als beide ouders een aangetast allel dragen. Een verminderde activiteit van xanthine-oxidase treedt ook op wanneer de molybdeencofactor tekortschiet omdat deze niet wordt gevormd als gevolg van een defect. Xanthine en hypoxanthine hopen zich op. Aanzienlijk verhoogde xanthinespiegels in het bloed en het verschijnen van xanthine in de urine (xanthinurie) zijn opvallend bij getroffen personen. Wanneer wordt vastgesteld dat xanthine een enzymtekort detecteert, worden voedingsmiddelen zoals koffie bonen, thee, maat of aardappelen moeten worden uitgesloten als bronnen van xanthine. De urinezuurspiegels zijn daarentegen verlaagd. Omdat xanthine niet wordt afgebroken en slecht oplosbaar is, kan het kristallen vormen. In de meeste gevallen is het voorwaarde is asymptomatisch. In andere kan het echter leiden naar nier problemen, urineweginfecties of bloed in de urine. Als zich in ernstige gevallen xanthine-stenen vormen, kunnen ze in de nier weefsel of in de urinewegen. Getroffen personen moeten voorzichtig zijn om een lage purine te volgen dieet en drink veel vloeistoffen.
