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Ácido úrico

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El ácido úrico es un compuesto heterocíclico de carbono , nitrógeno , oxígeno e hidrógeno con la fórmula C₅H₄N₄O₃ . Forma iones y sales conocidos como uratos y uratos ácidos , como el urato ácido amónico. El ácido úrico es un producto de la degradación metabólica de los nucleótidos de purina y es un componente normal de la orina. [1 ] Las altas concentraciones de ácido úrico en sangre pueden provocar gota y se asocian con otras afecciones médicas, como la diabetes y la formación de cálculos renales de urato ácido amónico .

Química

El ácido úrico fue aislado por primera vez de cálculos renales en 1776 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele . [ 2 ] En 1882, el químico ucraniano Ivan Horbaczewski sintetizó por primera vez ácido úrico fundiendo urea con glicina . [ 3 ]

El ácido úrico muestra tautomería lactama-lactima . [ 4 ] El ácido úrico cristaliza en la forma lactama, [ 5 ] y la química computacional también indica que ese tautómero es el más estable. [ 6 ] El ácido úrico es un ácido diprótico con p K a1  =  5,4 y p K a2  =  10,3. [ 7 ] A pH fisiológico, el urato predomina en la solución.

Lactama, una forma tautomérica estable del ácido úrico.
El ion urato es una base conjugada del ácido úrico.

Bioquímica

La enzima xantina oxidasa (XO) cataliza la formación de ácido úrico a partir de xantina e hipoxantina . La XO, presente en mamíferos, funciona principalmente como deshidrogenasa y raramente como oxidasa, a pesar de su nombre. [ 8 ] La xantina, a su vez, se produce a partir de otras purinas . La xantina oxidasa es una enzima grande cuyo sitio activo consta del metal molibdeno unido a azufre y oxígeno. [ 9 ] El ácido úrico se libera en condiciones hipóxicas (baja saturación de oxígeno). [ 10 ]

Solubilidad en agua

En general, la solubilidad en agua del ácido úrico y sus sales de metales alcalinos y alcalinotérreos es bastante baja. Todas estas sales presentan mayor solubilidad en agua caliente que en agua fría, lo que facilita su recristalización. Esta baja solubilidad es relevante para la etiología de la gota. La solubilidad del ácido y sus sales en etanol también es muy baja o prácticamente nula.

Las cifras indicadas muestran la masa de agua necesaria para disolver una unidad de masa del compuesto indicado. Cuanto menor sea el número, mayor será la solubilidad de la sustancia en dicho disolvente. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

En condiciones de una dieta normal con bajos niveles de fructosa consumida, la producción de ácido úrico es insignificante. [ 14 ] [ 15 ] Cuando el consumo de fructosa es excesivo, los niveles de ácido úrico pueden aumentar a través de una vía de fructocinasa no regulada que consume ATP y convierte la fructosa en fructosa-1-fosfato , lo que lleva a la degradación del AMP en ácido úrico. [ 16 ] Otros factores que posiblemente contribuyen a un mayor riesgo de hiperuricemia incluyen el consumo de alcohol, la obesidad, el sexo masculino y el envejecimiento. [ 14 ]

Diversidad genética y fisiológica

Primates

En los homínidos, el ácido úrico (en realidad, el ion hidrogenourato) es el producto final de oxidación (descomposición) del metabolismo de las purinas y se excreta en la orina, mientras que en la mayoría de los demás mamíferos , la enzima uricasa oxida aún más el ácido úrico a alantoína . [ 17 ] La pérdida de uricasa en primates superiores es paralela a la pérdida similar de la capacidad de sintetizar la vitamina soluble vitamina C (ácido ascórbico), lo que sugiere que el urato puede sustituir parcialmente al ascorbato en dichas especies. [ 18 ] Tanto el ácido úrico como el ácido ascórbico son agentes reductores fuertes ( donadores de electrones ) y potentes antioxidantes . En los humanos, más de la mitad de la capacidad antioxidante del plasma sanguíneo proviene del ion hidrogenourato. [ 19 ]

Estudios genéticos de más primates han encontrado que la pérdida de la actividad de la uricasa no ocurrió al mismo tiempo que la pérdida de la actividad de la L-gulonolactona oxidasa (GLUO) (síntesis de vitamina C), con aproximadamente 30 millones de años entre ambos eventos, lo que sugiere que uno no condujo inmediatamente al otro. Más específicamente, la pérdida de la uricasa ocurrió en homínidos, mientras que la pérdida de GLUO también afectó a los monos. En cambio, se hipotetizó que el aumento en los niveles de ácido úrico en sangre era beneficioso para los simios, ya que promueve la conversión de fructosa en triglicéridos , lo que les permite almacenar energía por más tiempo. [ 20 ] En 2025, se confirmó que cuando las células hepáticas humanas se hacen producir una uricasa ancestral a través de CRISPR , no producen más triglicéridos al absorber fructosa. [ 21 ]

Humanos

El rango normal de concentración de ácido úrico (o ion hidrogenourato) en sangre humana es de 25 a 80  mg/L para hombres y de 15 a 60  mg/L para mujeres [ 22 ] (pero véase más abajo para valores ligeramente diferentes). Un individuo puede tener valores séricos de hasta 96  mg/L y no tener gota. [ 23 ] En los seres humanos, aproximadamente el 70% de la eliminación diaria de ácido úrico se produce a través de los riñones, y en el 5-25% de los seres humanos, la excreción renal deficiente conduce a la hiperuricemia . [ 24 ] La excreción normal de ácido úrico en la orina es de 270 a 360  mg por día (concentración de 270 a 360  mg/L si se produce un litro de orina por día, superior a la solubilidad del ácido úrico porque se encuentra en forma de uratos ácidos disueltos), aproximadamente el 1% de la excreción diaria de urea . [ 25 ]

Perros

El dálmata tiene un defecto genético en la absorción de ácido úrico por el hígado y los riñones , lo que resulta en una menor conversión a alantoína , por lo que esta raza excreta ácido úrico, y no alantoína, en la orina. [ 26 ]

Aves, reptiles y mamíferos del desierto

En aves y reptiles , y en algunos mamíferos del desierto (como la rata canguro ), el ácido úrico también es el producto final del metabolismo de las purinas, pero se excreta en las heces como una masa seca. Esto implica una vía metabólica compleja que es energéticamente costosa en comparación con el procesamiento de otros desechos nitrogenados como la urea (del ciclo de la urea ) o el amoníaco , pero tiene las ventajas de reducir la pérdida de agua y prevenir la deshidratación. [ 27 ]

Invertebrados

Platynereis dumerilii , un gusano poliqueto marino , utiliza ácido úrico como feromona sexual . La hembra de esta especie libera ácido úrico en el agua durante el apareamiento , lo que induce a los machos a liberar esperma. [ 28 ]

bacterias

El metabolismo del ácido úrico se lleva a cabo en el intestino humano por aproximadamente una quinta parte de las especies bacterianas pertenecientes a cuatro de los seis filos principales. Este metabolismo es anaeróbico e involucra enzimas como la amoníaco liasa, la peptidasa, la carbamoiltransferasa y la oxidorreductasa, aún no caracterizadas. Como resultado, el ácido úrico se convierte en xantina o lactato y ácidos grasos de cadena corta como el acetato y el butirato . [ 29 ] Estudios con radioisótopos sugieren que en personas sanas se elimina aproximadamente un tercio del ácido úrico en el intestino, mientras que en personas con enfermedad renal esta cantidad asciende a aproximadamente dos tercios. [ 30 ] En modelos de ratones con deficiencia de uricasa, estas bacterias compensan la pérdida de uricasa y mantienen bajo control el aumento de los niveles de urato. La eliminación de estas bacterias agrava la hiperuricemia en estos ratones, lo que lleva a los investigadores a plantear la posibilidad de que "los antibióticos dirigidos a las bacterias anaeróbicas, que eliminarían la microbiota intestinal, aumenten el riesgo de desarrollar gota en humanos". [ 29 ]

Genética

Aunque alimentos como la carne y los mariscos pueden elevar los niveles de urato sérico, la variación genética es un factor mucho más importante en la elevación del urato sérico. [ 31 ] [ 32 ] Una proporción de personas presenta mutaciones en las proteínas transportadoras de urato responsables de la excreción de ácido úrico por los riñones. Hasta el momento, se han identificado variantes de varios genes vinculados al urato sérico: SLC2A9 ; ABCG2 ; SLC17A1 ; SLC22A11 ; SLC22A12 ; SLC16A9 ; GCKR ; LRRC16A ; y PDZK1 . [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] Se sabe que GLUT9, codificado por el gen SLC2A9 , transporta tanto ácido úrico como fructosa . [ 24 ] [ 36 ] [ 37 ]

La hiperuricemia miogénica , como resultado del ciclo de nucleótidos de purina que se activa cuando las reservas de ATP en las células musculares son bajas, es una característica fisiopatológica común de las glucogenosis , como la GSD-III , que es una miopatía metabólica que afecta la capacidad de producción de ATP (energía) para las células musculares. [ 38 ] En estas miopatías metabólicas, la hiperuricemia miogénica es inducida por el ejercicio; la inosina, la hipoxantina y el ácido úrico aumentan en el plasma después del ejercicio y disminuyen durante las horas de reposo. [ 38 ] El exceso de AMP (monofosfato de adenosina) se convierte en ácido úrico. [ 38 ]

AMP → IMP → Inosina → Hipoxantina → Xantina → Ácido úrico [ 38 ]

Importancia clínica e investigación

En el plasma sanguíneo humano , el rango de referencia del ácido úrico suele ser de 3,4 a 7,2  mg por 100  mL (200 a 430  μmol/L) para los hombres y de 2,4 a 6,1  mg por 100  mL para las mujeres (140 a 360  μmol/L). [ 39 ] Las concentraciones de ácido úrico en el plasma sanguíneo por encima y por debajo del rango normal se conocen, respectivamente, como hiperuricemia e hipouricemia . Del mismo modo, las concentraciones de ácido úrico en la orina por encima y por debajo de lo normal se conocen como hiperuricosuria e hipouricosuria. Los niveles de ácido úrico en la saliva pueden estar asociados con los niveles de ácido úrico en sangre. [ 40 ]

ácido úrico alto

La hiperuricemia (niveles elevados de ácido úrico), que induce la gota , tiene varios orígenes potenciales:

Gota

Una encuesta realizada en Estados Unidos en 2011 indicó que el 3,9% de la población tenía gota, mientras que el 21,4% tenía hiperuricemia sin presentar síntomas. [ 48 ]

El exceso de ácido úrico en sangre (urato sérico) puede inducir gota , [ 49 ] una afección dolorosa resultante de cristales de ácido úrico en forma de aguja llamados cristales de urato monosódico [ 50 ] que precipitan en articulaciones , capilares , piel y otros tejidos. [ 51 ] La gota puede ocurrir cuando los niveles de ácido úrico sérico son tan bajos como 6  mg por 100  mL (357  μmol/L), pero un individuo puede tener valores séricos tan altos como 9,6  mg por 100  mL (565  μmol/L) y no tener gota. [ 23 ]

En los seres humanos, las purinas se metabolizan en ácido úrico, que luego se excreta en la orina. El consumo de grandes cantidades de algunos tipos de alimentos ricos en purinas, en particular carne y mariscos, aumenta el riesgo de gota. [ 52 ] Los alimentos ricos en purinas incluyen hígado, riñón y mollejas , y ciertos tipos de mariscos, como anchoas, arenques, sardinas, mejillones, vieiras, trucha, eglefino, caballa y atún. [ 53 ] Sin embargo, la ingesta moderada de vegetales ricos en purinas no se asocia con un mayor riesgo de gota. [ 52 ]

Un tratamiento para la gota en el siglo XIX era la administración de sales de litio ; [ 54 ] el urato de litio es más soluble. Hoy en día, la inflamación durante los ataques se trata más comúnmente con AINE , colchicina o corticosteroides , y los niveles de urato se controlan con alopurinol . [ 55 ] El alopurinol, que inhibe débilmente la xantina oxidasa, es un análogo de la hipoxantina que es hidroxilado por la xantina oxidorreductasa en la posición 2 para dar oxipurinol. [ 56 ]

Síndrome de lisis tumoral

El síndrome de lisis tumoral , una urgencia médica que puede derivarse de cánceres hematológicos , produce niveles elevados de ácido úrico en sangre cuando las células tumorales liberan su contenido, ya sea de forma espontánea o tras la quimioterapia . [ 46 ] El síndrome de lisis tumoral puede provocar una lesión renal aguda cuando se depositan cristales de ácido úrico en los riñones. [ 46 ] El tratamiento incluye la hiperhidratación para diluir y excretar el ácido úrico a través de la orina , la administración de rasburicasa para reducir los niveles de ácido úrico poco soluble en sangre o el uso de alopurinol para inhibir el catabolismo de las purinas y evitar que aumenten los niveles de ácido úrico. [ 46 ]  

Síndrome de Lesch-Nyhan

El síndrome de Lesch-Nyhan , un trastorno hereditario poco frecuente, también se asocia con niveles elevados de ácido úrico en suero. [ 57 ] En este síndrome se observan espasticidad, movimientos involuntarios y retraso cognitivo, así como manifestaciones de gota. [ 58 ]

Enfermedad cardiovascular

La hiperuricemia se asocia con un aumento de los factores de riesgo de enfermedad cardiovascular . [ 59 ] También es posible que los niveles altos de ácido úrico tengan un papel causal en el desarrollo de la enfermedad cardiovascular aterosclerótica, pero esto es controvertido y los datos son contradictorios. [ 60 ]

Formación de cálculos de ácido úrico

Comparación de diferentes tipos de cristales urinarios.

Los cálculos renales pueden formarse a través de depósitos de microcristales de urato de sodio. [ 61 ]

Los niveles elevados de ácido úrico en sangre pueden provocar la formación de un tipo de cálculos renales cuando el urato cristaliza en el riñón. Estos cálculos de ácido úrico son radiolúcidos , por lo que no se observan en una radiografía simple de abdomen . [ 62 ] Los cristales de ácido úrico también pueden favorecer la formación de cálculos de oxalato de calcio , actuando como "cristales semilla". [ 63 ]

Diabetes

La hiperuricemia se asocia con componentes del síndrome metabólico , incluso en niños. [ 64 ] [ 65 ]

Ácido úrico bajo

Los niveles bajos de ácido úrico ( hipouricemia ) pueden tener numerosas causas. Una ingesta baja de zinc en la dieta provoca niveles más bajos de ácido úrico. Este efecto puede ser aún más pronunciado en mujeres que toman anticonceptivos orales. [ 66 ] El sevelamer , un fármaco indicado para la prevención de la hiperfosfatemia en personas con insuficiencia renal crónica , puede reducir significativamente el ácido úrico sérico. [ 67 ]

Esclerosis múltiple

Un metaanálisis de 10 estudios de casos y controles encontró que los niveles de ácido úrico sérico de los pacientes con esclerosis múltiple eran significativamente más bajos en comparación con los de los controles sanos, lo que posiblemente indique un biomarcador diagnóstico para la esclerosis múltiple. [ 68 ]

Normalización del ácido úrico bajo

Corregir los niveles bajos o deficientes de zinc puede ayudar a elevar el ácido úrico sérico . [ 69 ]

Véase también

Referencias

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  • Análisis de sangre para detectar ácido úrico – MedlinePlus