痛風(fēng)產(chǎn)生的分子機(jī)制

痛風(fēng)是動(dòng)物包括人類最為常見的一種代謝性疾病。該病是由于嘌呤合成增加,尿酸過多生成或者尿酸排泄不平衡而導(dǎo)致血液中尿酸含量過高,尿酸鹽結(jié)晶沉積在腎臟、肝臟、關(guān)節(jié)滑膜、軟骨及其他組織中引起的反復(fù)發(fā)作性炎癥性疾病。尿酸是嘌呤代謝的終產(chǎn)物,體內(nèi)20%的尿酸來源于富含嘌呤的日糧,80%來源于體內(nèi)驃呤生物合成。家禽90%的尿酸最終由腎小管分泌和排出。血液中尿酸的平衡取決于嘌呤的吸收、生成、分解與排泄。近年來認(rèn)為腎臟原發(fā)性損傷是發(fā)生痛風(fēng)的基礎(chǔ),痛風(fēng)是禽腎功能衰竭的表現(xiàn)。家禽體內(nèi)缺乏精氨酸酶,在代謝過程中產(chǎn)生的氨不能被合成尿素,而是先合成嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌吟,再形成尿酸。飼料含蛋白質(zhì)尤其是核蛋白越多,體內(nèi)產(chǎn)生的氨就越多,只要體內(nèi)含鉬的黃嘌呤氧化酶充足,生成的尿酸也就多。如果尿酸生成的速度大于泌尿器官的排泄能力,就可引起尿酸鹽血癥。當(dāng)腎小管和輸尿管等發(fā)生炎癥、阻塞時(shí),尿酸排泄受阻,尿酸鹽就蓄積在血液中。因此,凡能引起腎及尿路損傷或尿液濃縮、尿排泄障礙的因素,都可促進(jìn)尿酸鹽血癥的生成。但并非所有腎損傷都能引起痛風(fēng),如腎小球腎炎、間質(zhì)性腎炎等很少伴發(fā)痛風(fēng),這與尿酸鹽形成的多少、尿路通暢程度有密切關(guān)系。當(dāng)禽類飼料中蛋白質(zhì)和核蛋白含量過多,或腎臟功能損傷,尿酸排泄障礙時(shí),體內(nèi)大量蓄積尿酸,可使血液中的尿酸水平達(dá)到595~952umol/L(正常為89.3~178.54mol/L)。由于尿酸在水中溶解度甚小,當(dāng)血漿尿酸量超過380.8mol/L時(shí),尿酸即以鈉鹽形式在關(guān)節(jié),軟組織、軟骨和內(nèi)臟的表面及皮下結(jié)締組織沉積下來,從而引起一系列臨床和病理變化?,F(xiàn)就痛風(fēng)產(chǎn)生的分子機(jī)制論述如下。
一,尿酸生成增多。
導(dǎo)致尿酸生成增加的主要原因是磷酸核糖焦磷酸(PRPP)和谷氨酰胺的濃度增加;磷酸核糖焦磷酸?;D(zhuǎn)移酶(PRPPAT)的含量或者活性增加;以及葡萄糖6-磷酸酶缺乏等。此外,在次黃
嘌昤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶(HPRT)缺少以及PRPP合成酶過度活躍時(shí),也會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)PRPP的濃度明顯升高,導(dǎo)致嘌呤合成增多。由于黃嘌呤氧化酶(XOD)可以促進(jìn)次黃嘌呤向黃嘌呤和尿酸轉(zhuǎn)化,當(dāng)XOD增多時(shí)會(huì)促進(jìn)尿酸產(chǎn)生增多從而使尿酸濃度升高;次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)換酶(HGPRT)缺乏也可以引起高尿酸血癥,HGPRT的異常會(huì)使PRPP增多,從而導(dǎo)致尿酸生成增加。肌腺苷酸脫氨酶(AMPD)缺乏也會(huì)引起高尿酸血癥,AMPD催化磷酸腺苷(AMP)脫氨生成次黃嘌呤核苷酸(IMP),AMPD缺乏會(huì)破壞三磷酸腺苷(ATP)在肌肉中的生成途徑,使體內(nèi)AMP的生成量增加而引起尿酸的生成增加。
二,尿酸排泄減少,導(dǎo)致高尿酸血癥產(chǎn)生。

高尿酸血癥的另一個(gè)主要病理機(jī)制是尿酸排泄減少,即腎小管對尿酸鹽的清除率下降。尿酸鹽的主要排泄途徑是通過腎小球的濾過來完成,但濾過的尿酸鹽還未排泄就幾乎全被近曲小管吸收,同時(shí)通過腎小管分泌的尿酸鹽在近曲小管的遠(yuǎn)端也被重吸收,少量尿酸鹽被集合管重吸收,最終由于重吸收原因?qū)е履蛩釓哪I臟的排泄量只占腎小球?yàn)V過量的6%~12%。當(dāng)腎小管對尿酸鹽的分泌減少或?qū)ζ渲匚赵黾?以及腎小球?yàn)V過減少,均可引起尿酸鹽腎臟排泄的降低,從而導(dǎo)致高尿酸血癥。據(jù)研究發(fā)現(xiàn),三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體C2(ABCG2)基因編碼蛋白是促腎小管上皮細(xì)胞排泄尿酸的重要通道,因而ABCG2基因蛋白的異常表達(dá)可以影響尿酸的排泄。尿調(diào)節(jié)素基因(UMOD)又稱尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)體,UMOD特異地表達(dá)于腎臟髓襻升支上皮細(xì)胞,當(dāng)UMOD結(jié)構(gòu)異常時(shí),聚集于升支的小管細(xì)胞蛋白的排泄減少。UMOD基因突變而影響尿酸的腎臟排泄率下降的原因尚不清楚,研究人員猜測其基因突變可以影響NaCl重吸收,導(dǎo)致NaCl重吸收增加,引起尿酸鹽的重吸收增加,進(jìn)而影響尿酸在近曲小管雙向交換,或使尿酸分泌下降。尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(URATI)主要介導(dǎo)體內(nèi)尿酸的重吸收,其主要是通過大量的陰離子交換來完成對尿酸的重吸收,其中包含多數(shù)有機(jī)陰離子與少數(shù)無機(jī)陰離子,當(dāng)其等位基因突變時(shí)會(huì)改變尿酸含量,如C774A等位基因突變導(dǎo)致腎臟尿酸重吸收減少,血尿酸(SUA)降低;C426T等位基因突變會(huì)大大減少腎臟尿酸的排泄,導(dǎo)致SUA升高。尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體(UAT)在腎臟表達(dá)非常豐富,在腎臟中只位于近端小管的曲段和升段,其主要作用是參與尿酸在腎近曲小管的分泌,當(dāng)外顯子突變以及啟動(dòng)子區(qū)的多態(tài)性尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體的功能降低,會(huì)減少尿酸鹽的排泄。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白9(GLUT9)主要表達(dá)于腎臟和肝臟,GLUT9分為2種亞型,其中CLU9L位于腎近端小管細(xì)胞基底膜、CLUT9S位于管腔側(cè)膜。CLUT9能從細(xì)胞內(nèi)將尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外,參與腎臟近曲小管頂膜的尿酸鹽重吸收,當(dāng)GLUT9表達(dá)異常會(huì)使體內(nèi)尿酸堆積,導(dǎo)致高尿酸血癥,有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體1(OAT1)M主要在腎近端小管基底膜上表達(dá),其功能是將尿酸鹽從管周間隙攝取入腎小管細(xì)胞,當(dāng)SLC22A6基因發(fā)生突變時(shí),會(huì)使OATI功能降低,造成尿酸排泄減少。有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體3(OAT3)主要在腎臟、肝臟、眼及腦組織上表達(dá),其可以將有機(jī)陰離子從基底膜轉(zhuǎn)運(yùn)到近曲腎小管上皮細(xì)胞,再分泌到尿液中,LC22A8基因突變使OAT3功能降低,尿酸排泄減少,導(dǎo)致高尿酸血癥。
三,對炎癥細(xì)胞因子影響。
目前尚無證據(jù)表明體內(nèi)炎癥因子的改變會(huì)導(dǎo)致尿酸的變化,但研究表明尿酸水平的升高會(huì)導(dǎo)致多種炎癥因子的變化,且在給予藥物治療后,隨著尿酸水平的降低,各炎癥因子也趨于正常。尿酸濃度過高可以引起人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)中核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-kB)的表達(dá)量大幅度增加。與此同時(shí),NF-kB下游誘導(dǎo)的一系列炎癥因子腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)、細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)等在尿酸的作用下表達(dá)量也明顯上升。尿酸過多也會(huì)使白介素1β(IL-1β)升高、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體3(NALP3)水平下降。NOD樣受體蛋白3(NALP3)是胞質(zhì)內(nèi)的危險(xiǎn)信號(hào)感受器,可以調(diào)節(jié)IL-1β和IL-18的成熟與釋放,具有調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥反應(yīng)的作用。尿酸濃度過高會(huì)使IL-1β升高,而當(dāng)IL-1β被NLRP3炎性體激活后能進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。
痛風(fēng)的產(chǎn)生也和飼養(yǎng)條件環(huán)境等密切相關(guān),受飼養(yǎng)方式、年齡、品種、性別等因素的影響。也有研究認(rèn)為痛風(fēng)的發(fā)生是環(huán)境與基因相互作用的結(jié)果。
