Tổng quan về rối loạn chuyển hóa Purine và Pyrimidine

Nhiều người có lẽ đã từng nghe tới Purine và Pyrimidine, nhưng không phải ai cũng biết về cấu trúc, chức năng hay những chuyển hóa của chúng trong cơ thể. Vậy Purine và Pyrimidine là gì? Cùng Nhà thuốc Long Châu giải đáp những câu hỏi trên nhé.

Purine là gì?

Purine là hợp chất hữu cơ có trong cơ thể con người, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp DNA và RNA. Thuật ngữ “Purine” lần đầu tiên được đưa ra bởi Emil Fischer. Năm 1884, thuật ngữ này được sử dụng lần đầu tiên và thí nghiệm tổng hợp lần đầu tiên được thực hiện vào năm 1898.

Purine là một hợp chất hữu cơ thơm dị vòng bao gồm các nucleobase như A (Adenin) và G (guanin). Vòng thơm được tạo thành từ 4 nguyên tử nitơ và 2 vòng hydro-cacbon.

Trong cơ thể con người, có hai loại Purine:

Nội sinh: Purin ở dạng nội sinh được sản xuất trong quá trình chuyển biến của chất acid nucleotid trong cơ thể.
Ngoại sinh: Chúng sẽ xâm nhập vào trong cơ thể qua thực phẩm hay đồ uống mà con người sử dụng.

Khi cơ thể tiêu hóa Purine, chúng sẽ tự sản sinh ra một chất gọi là acid uric. Acid uric có chức năng kích thích bộ não của con người hoạt động một cách có hiệu quả. Ngoài ra, acid uric cũng là một chất chống oxi hóa trong cơ thể.

Khi nồng độ acid uric quá cao có thể dẫn tới hình thành bệnh Gout. Lượng acid uric dư thừa lắng đọng ở các khớp sẽ tiến triển thành tinh thể urat. Điều này gây kính ứng tại khớp và thúc đẩy phản ứng của hệ thống miễn dịch gây viêm. Dẫn tới những triệu chứng điển hình như sưng, nóng, đỏ, đau... hay còn được gọi là các cơn gout cấp.

Pyrimidine là gì?

Pyrimidine là bazơ nitơ được tìm thấy trong DNA và RNA. Bao gồm các nucleobase như T (Thymine), U (Uracil) và C (Cytosine). Pyrimidine được tạo thành từ 2 nguyên tử nitơ và 1 vòng hydro-cacbon.

Năm 1884 bắt đầu có những nghiên cứu về Pyrimidine. Một năm sau, lần đầu tiên Pinner đưa ra thuật ngữ “Pyrimidine” và được các nhà khoa học nghiên cứu từ đó đến sau này.

Pyrimidine và các dẫn xuất của chúng là các khối xây dựng của axit nucleic, vitamin, axit amin... Do đó, chúng giúp ích cho sự phát triển và sinh lý cơ thể thích hợp.

Điểm khác biệt giữa Purine và Pyrimidine

Một số điểm khác biệt của Purine và Pyrimidine phải kể tới, đó là:

Purin bao gồm các nucleobase như A (Adenine) và G (Guanine). Còn Pyrimidine bao gồm các nucleobase như T (Thymine), U (Uracil) và C (Cytosine).
Purin có 2 vòng hydro-cacbon còn Pyrimidine chỉ có 1 vòng hydro-cacbon.
Vòng thơm dị vòng của Purin có 4 nguyên tử nitơ, còn Pyrimidine có 2 nguyên tử nitơ.
Sản phẩm cuối cùng của chuyển hóa Purin là acid uric, còn Pyrimidine là ure.
Quá trình tổng hợp Purin rất phức tạp. Mặt khác, quá trình tổng hợp ở Pyrimidine đơn giản hơn.

Purine và Pyrimidine có những điểm khác nhau về cấu trúc

Tổng quan về rối loạn chuyển hóa Purine và Pyrimidine

Các rối loạn trong quá trình chuyển hóa Purine và Pyrimidine sẽ dẫn đến thay đổi nồng độ sản phầm chuyển hóa trung gian hoặc sản phẩm chuyển hóa cuối cùng của hai phân tử này.

Rối loạn chuyển hóa Purine

Thiếu hụt enzym Adenosin Deaminase

Đây là đột biến di truyền theo gen lặn trên nhiễm sắc thể thường. Enzym Adenosin Deaminase giúp cơ thể chuyển hóa Adenin thành Inosine, khi thiếu hụt enzym này sẽ là nồng độ Adenin tăng và Inosine giảm.

Với thể đồng hợp lặn, bệnh nhân thiếu hụt enzym Adenosin Deaminase gần như hoàn toàn, sẽ biểu hiện bằng tình trạng suy giảm miễn dịch trầm trọng. Bệnh thường biểu hiện từ thời kì sơ sinh như viêm phổi dai dẳng, tiêu chảy và đa số bệnh nhân sẽ tử vong từ 1 - 2 năm đầu đời nếu không được chẩn đoán và điều trị đúng cách.

Một số trường hợp thiếu hụt một phần enzym, thường có biểu hiện suy giảm miễn dịch nhẹ, một số không có triệu chứng.

Hiện nay phương pháp điều trị chính đó là ghép tủy và ghép cuống rốn.

Thiếu hụt enzym Myoadenylate Deaminase

Enzym Myoadenylate Deaminase có nhiều trong xương, giúp cơ thể chuyển hóa Adenosine monophosphat thành Adenosin và Inosine.

Bệnh có những triệu chứng như mệt mỏi, nhức cơ, đau cơ, chuột rút sau khi tập thể dục hoặc gắng sức kéo dài. Bệnh nhân thường cảm thấy mệt nhiều hơn, mỏi cơ lâu hơn so với người bình thường khi có cùng mức vận động. Tuy nhiên cũng có một số trường hợp bệnh nhân không có triệu chứng gì hoặc triệu chứng chỉ biểu hiện thoáng qua.

Ngày nay chưa có loại thuốc nào điều trị, chủ yếu là điều tiết mức độ tập luyện để kiểm soát bệnh.

Thiếu hụt enzym Myoadenylate Deaminase

Thiếu enzym Purine Nucleoside Phosphorylase

Enzym này có tác dụng chuyển hóa Inosine thành Hypoxanthin và Guanosin thành Guanin. Việc thiếu hụt enzym Purine Nucleoside Phosphorylase dẫn đến tình trạng ứ đọng các chất chuyển hóa đặc biệt là Guanosine.

Enzym này có ở hầu hết các cơ quan, nhiều nhất phải kể đến các tế bào bạch cầu. Bệnh cũng do đột biến gen lặn trên nhiễm sắc thể thường, với tỷ lệ rất hiếm, hiện nay y học mới ghi nhận khoảng 70 trường hợp được chẩn đoán bệnh.

Bệnh thường biểu hiện bởi tình trạng suy giảm miễn dịch, ngay từ những tháng đầu đời với tình trạng nhiễm trùng dai dẳng cụ thể như viêm phổi, tiêu chảy, viêm xoang...

70% các bệnh nhân có thiếu hụt enzym Purine Nucleoside Phosphorylase có biểu hiện ở thần kinh như chậm phát triển trí tuệ, mất khả năng phối hợp điều hòa các động tác của cơ thể, mất khả năng giữ thăng bằng và có tình trạng co cứng cơ.

Hiện nay phương pháp điều trị là ghép tủy hoặc ghép tế bào gốc cuống rốn.

Thiếu enzym Xanthin Oxidase

Enzym có tác dụng chuyển hóa Hypoxanthin thành Xanthin và Xanthin thành acid uric. Khi thiếu hụt enzym Xanthin Oxisade sẽ gây ứ đọng và tăng nồng độ Xanthin trong nước tiểu. Từ đó có thể gây tủa ở ống thận, tổn thương thận và hình thành sỏi.

Thông thường triệu chứng ở bệnh nhân như đái máu, sỏi thận, thậm chí suy thận. Một số bệnh nhân cũng có thể bị đau nhức cơ và khớp tái phát nhiều lần.

Hiện nay phương pháp điều trị chủ yếu là tăng cường uống nước để hòa loãng và hạn chế sự tủa trong ống thận của Xanthin.

Enzym Phosphoribosylpyrophosphate Synthetase tăng hoạt độ

Đặc trưng bởi tình trạng tăng acid uric máu và tăng uric niệu do tăng nồng độ Purine trong máu, Purine được chuyển hóa nhiều hơn và tạo ra nhiều acid uric hơn.

Đây là bệnh lý di truyền lặn ở nhiễm sắc thể giới tính, có những biểu hiện ngay từ những tháng đầu của trẻ. Biểu hiện lâm sàng như sau:

Thể nhẹ: Có nhiều tinh thể urat trong nước tiểu và có những biểu hiện đau khớp do lắng đọng tại khớp. Và cuối cùng là biểu hiện của Gout nếu không kiểm soát được nồng đồ acid uric.
Thể nặng: Giảm hoặc mất thính lực, mất sự phối hợp các động tác và giảm trương lực cơ được ghi nhận ở thể nặng.

Nếu không kiểm soát được nồng độ Acid uric sẽ dễ tiến triển thành Gout

Rối loạn chuyển hóa Pyrimidine

Đây là một bệnh lý di truyền hiếm gặp, do rối loạn trong quá trình chuyển hóa Pyrimidine. Nguyên nhân là do sự thiếu hụt enzym Uridine Monophosphate - dẫn đến tình trạng ứ đọng acid urotic trong máu và trong nước tiểu.

Triệu chứng thường được biểu hiện ngay từ những tháng đầu đời của bé, cụ thể như sau:

Thiếu máu nguyên bào khổng lồ;
Rối loạn thần kinh như chậm phát triển thể chất, trí tuệ; có những cơn co giật kiểu động kinh...;
Nước tiểu đục do tinh thể urotic. Các tinh thể urotic này có thể gây tắc nghẽn niệu đạo, dẫn đến luồng trào ngược nước tiểu vào niệu quản và gây hiện tượng tiểu ra máu.
Triệu chứng hiếm gặp là các dị tật bẩm sinh như thông liên thất, thông liên nhĩ, lác mắt, loãng xương...

Đây là một bệnh lý hiếm gặp, trong y văn được ghi nhận khoảng 20 ca với tỷ lệ khoảng 1 trên 1 triệu trẻ.

Hy vọng bài viết trên đã giải đáp được những thắc mắc về Purine và Pyrimidine, cũng như giới thiệu đến bạn đọc về tình trạng rối loạn chuyển hóa Purine và Pyrimidine. Tuy rất hiếm gặp nhưng đều là những căn bệnh di truyền có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nếu không được phát hiện cũng như điều trị kịp thời.

Xem thêm: Quy trình tầm soát loãng xương mà bạn nên biết