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尿酸(にょうさん、uric acid)は、分子式 C5H4N4O3分子量 168 の有機化合物である。

尿酸
識別情報
CAS登録番号 69-93-2 チェック
PubChem 1175
ChemSpider 1142 チェック
UNII 268B43MJ25 チェック
EC番号 200-720-7
KEGG C00366 チェック
ChEMBL CHEMBL792
特性
化学式 C5H4N4O3
モル質量 168g/mol
外観 白色結晶
密度 1.87
融点

熱すると分解

沸点

N/A

への溶解度 僅か
酸解離定数 pKa 5.8
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

目次

代謝経路編集

尿酸は、キサンチンヒポキサンチンのようなオキシプリンからキサンチンオキシダーゼ(キサンチンデヒドロゲナーゼ)によって合成される。ヒトや他の霊長類の多くでは、尿酸はプリン代謝の酸化最終生成物である。その他のほとんどの哺乳動物では、尿酸オキシダーゼEC 1.7.3.3)によって尿酸はさらにアラントインまで酸化される[2]

尿酸は鳥類と爬虫類の多くの種で窒素代謝の最終生成物であり、それらの種では固体の尿として排出される。

霊長類進化史と尿酸、ビタミンCとの関係編集

霊長類のヒト上科では尿酸オキシダーゼが欠損すると共に、霊長類の直鼻猿亜目ではアスコルビン酸ビタミンC)合成も欠損している[3]。これは尿酸が抗酸化物質として部分的にアスコルビン酸の代用となるためである[3]。尿酸とアスコルビン酸は強力な抗酸化物質還元剤および酸化防止剤)である。ヒトでは、血漿中の約半分の抗酸化物質は尿酸から来ている[4][5]

なお、霊長類の進化は約6500万年前、白亜紀末期頃に始まったと考えられている[6]

霊長類でL-グロノラクトンオキシダーゼ(ビタミンC合成酵素)の活性が失われたのは約6300万年前であり、直鼻猿亜目(酵素活性なし)と曲鼻猿亜目(酵素活性あり)の分岐が起こったのとほぼ同時である。ビタミンC合成能力を失った直鼻猿亜目にはメガネザル下目真猿下目サル類人猿ヒト)を含んでいる。ビタミンC合成能力を有する曲鼻猿亜目には、キツネザルなどが含まれる[7]

霊長類狭鼻下目であるヒト上科オナガザル上科から分岐したのは、2800万年から2400万年前頃であると推定されている[8][9]。5種のヒト上科(テナガザルオランウータンチンパンジーゴリラヒト)の肝臓から尿酸オキシダーゼ活性は検出されなかったが、ヒト上科以外の旧世界のサルと新世界のサルでは尿酸オキシダーゼ活性が検出された。ヒト上科の共通の祖先が旧世界のサルから分枝した際に、尿酸オキシダーゼ活性が消失したものと推定される[10]。尿酸オキシダーゼ活性の消失の意味付けは、尿酸が抗酸化物質として部分的にビタミンCの代用となるためである[3]。しかし、ヒトを含むヒト上科では、尿酸オキシダーゼ活性の消失により難溶性物質である尿酸をより無害なアラントインに分解できなくなっている。尿酸が体内に蓄積すると結晶化して関節に析出して痛風発作を誘発する[11]

生体における尿酸編集

排泄物としての尿酸編集

尿酸は、鳥類爬虫類の多くの種でタンパク質代謝における最終産物である窒素化合物で、それらの生物から排泄物として体外に出される。

一方、をはじめとする哺乳類両生類軟骨魚類の場合には尿中の主要な窒素化合物は尿素硬骨魚類の場合はアンモニアである[12][13][14][信頼性要検証]

これは尿酸は尿素に比べ濃縮が可能であり、体内に一時的に保持するにあたって水分をあまり必要としないためで、乾燥への適応だと考えられる。また、硬い(閉鎖卵)を有する卵生の動物では、尿を殻の外に排泄できないため、アンモニアでは有害であり、尿素では浸透圧が高くなりすぎ、水にわずかしか溶けない尿酸の形で貯蔵することにより有害性と浸透圧の両方の問題を解決している[15][信頼性要検証](哺乳類でもカモノハシのように原始的な卵生の種は、卵の状態では尿酸の形で排出している)。尿酸は非水溶性であるため、鳥類や爬虫類のの白い部分は、糞ではなく尿である。

痛風の原因物質編集

 
関節液の尿酸塩の針状結晶
 
痛風により親指のMP関節にできた関節炎
 
耳介にできた痛風結節

ヒトではURAT1と呼ばれる尿酸トランスポーターにより近位尿細管で多く(約80%)が尿中から回収される。ヒトの血液中では尿酸濃度は3.6から8.3mg/dLである。菜食主義者は尿酸値が低いという報告がある[16]。血中の尿酸濃度が高くなる病気に高尿酸血症がある。尿酸は、水への溶解度が低いことから、低体温箇所で結晶化しやすくなり、これが痛風などにも関連する[17]。痛風発作は尿酸ナトリウムの針状結晶によって引き起こされる[18]。X線回折法により痛風患者より得られた針状結晶は尿酸水素ナトリウムの結晶であることが確認された[19]。血液中の尿酸濃度はUAという略号で表されることが多い。

過剰な尿酸は、血管に炎症をもたらすことが近年の研究で判明しており、高尿酸血症は放置すべきではないとの論調が主流を占めつつある[20]。また高インスリン血症メタボリックシンドロームは血中尿酸値を上昇させ、悪影響を来すことも研究がすすみつつある。

活性酸素と尿酸は、互いを打ち消しあう作用を持ち、どちらかが多すぎても少なすぎても、酸化ストレスや炎症をきたすことが示唆されている[21]。そのため、低尿酸血症も高尿酸血症も医療の介入が必要であると考えられている。

1日に体内で産生される尿酸は約700mgで、その約1/3は食事由来である[22]。尿酸の排泄の約2/3は腎臓を経て尿に、約1/3が腸管から排泄される[23]。腎臓は尿酸の90%を再吸収し、約10%を尿に排泄する[24]。 腸内のプリン体腸内細菌に取り込まれDNA合成に利用され腸管内のプリン体が減少する可能性が指摘されている。ヒトにラクトバチルスガセリPA-3を含むヨーグルトを連日摂取させたところ血清尿酸値の低下が認められた。これは菌体がプリン体を取り込むことによるヒトの体内への吸収抑制によるものであることが推察された[22]

血液検査の参考基準値
項目 被験者のタイプ 下限値 上限値 単位 備考
尿酸[25] 0.18[26] 0.48[26] mmol/L
女性 2.0[27] 7.0[27] mg/dL
男性 2.1 [27] 8.5[27] mg/dL

抗酸化物質としての尿酸編集

尿酸はビタミンCよりもはるかに強力な抗酸化物質であり、体内に一定量存在することには大きな意義がある[28][29][信頼性要検証]。ヒトの血中に最も高濃度で存在する抗酸化物質は尿酸であり[30] 、ヒト血清中の抗酸化物質全体の約半分を占める[4]。尿酸は、運動ストレス時の抗酸化物質として作用する報告がある[31]。また、ショウジョウバエにおいて酸化傷害に対する防御機構として尿酸合成が亢進している可能性を示唆する報告もある[28][信頼性要検証]

尿酸塩の溶解度編集

尿酸塩の溶解度 (1gの化合物の溶解に必要な水のg数)
化合物 冷水 沸騰水
尿酸 15,000 2,000
尿酸水素アンモニウム 1,600
尿酸水素リチウム 370 39
尿酸水素ナトリウム 1,175 124
尿酸水素カリウム 790 75
二尿酸二水素マグネシウム 3,750 160
二尿酸二水素カルシウム 603 276
尿酸二ナトリウム 77
尿酸二カリウム 44 35
尿酸カルシウム 1,500 1,440
尿酸ストロンチウム 4,300 1,790
尿酸バリウム 7,900 2,700

表に示されている数値は、示されている化合物の単位質量を溶解するのに必要な水の質量を示している。数値が低いほど、水に化合物が溶けやすくなる[32][33][34]。表から計算できるように尿酸の冷水での溶解度は7mg/dLである。

飽和尿酸ナトリウム水溶液のpHに応じた結晶析出の実験では、血漿と同じpH7.4では尿酸ナトリウムの針状結晶が析出し、㏗5.0では針状結晶が消失し尿酸ナトリウムと尿酸が半々の大型の板状結晶が析出した。㏗5.0未満では純粋な尿酸の小型の板状結晶が析出した。尿酸ナトリウムの針状結晶の病原性が高いことから、尿酸ナトリウムの溶解度を考慮すると尿pHは6.5を大幅に超えないことが望ましいと指摘されている[35]。尿中での尿酸の溶解度はpH5.5前後で最も高く、尿酸塩の形で溶解し50mg/dLを超える溶解度を示す。pHが低い場合には尿酸が結晶しやすく、pHが高い場合には尿酸ナトリウムが結晶しやすくなる[36]

脚注編集

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  1. ^ "Uric Acid." Biological Magnetic Resonance Data Bank. Indicator Information Archived 2008年3月5日, at the Wayback Machine. Retrieved on 18 February 2008.
  2. ^ Purine and Pyrimidine Metabolism(Eccles Health Sciences Library, Last modified 12/4/1997)
  3. ^ a b c Peter Proctor Similar Functions of Uric Acid and Ascorbate in ManSimilar Functions of Uric Acid and Ascorbate in Man Nature vol 228, 1970, p868.
  4. ^ a b Becker BF (June 1993). “Towards the physiological function of uric acid”. Free Radic. Biol. Med. 14 (6): 615–31. doi:10.1016/0891-5849(93)90143-I. PMID 8325534. 
  5. ^ 血漿からタンパク質を除いたORAC-AS値として半分を占める。Ninfali P et al (Nov 1998). “Variability of oxygen radical absorbance capacity (ORAC) in different animal species”. Free Radical Research 29 (5): 399-408. doi:10.1080/10715769800300441. PMID 9925032. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9925032 2017年8月19日閲覧。. 
  6. ^ 高井正成 霊長類の進化とその系統樹 (霊長類の進化を探る)
  7. ^ Pollock JI, Mullin RJ (May 1987). “Vitamin C biosynthesis in prosimians: evidence for the anthropoid affinity of Tarsius”. Am. J. Phys. Anthropol. 73 (1): 65–70. doi:10.1002/ajpa.1330730106. PMID 3113259. 
  8. ^ サルとヒトとの進化の分岐、定説より最近か ミシガン大 AFPBB News 2010年07月16日
  9. ^ Nature2010年7月15日号
  10. ^ Friedman TB, Polanco GE, Appold JC, Mayle JE (1985). “On the loss of uricolytic activity during primate evolution--I. Silencing of urate oxidase in a hominoid ancestor”. Comp. Biochem. Physiol., B 81 (3): 653?9. PMID 3928241. 
  11. ^ 高木和貴、上田孝典「尿酸分解酵素PEG化ウリカーゼの適応と意義」『高尿酸血症と痛風』18(2),2010,pp41-46、メディカルレビュー社
  12. ^ にょうそ【尿素】の意味 - 国語辞書(goo辞書)
  13. ^ 有馬四郎「兩棲類の發生初期の代謝終産物について : I.蛙尿の化學成分について」『動物学雑誌』61(9),1952-09-15,pp275-277 NAID 110002880447
  14. ^ 多様な生物たち(5) 更新日:2006/12/08
  15. ^ げのむトーク(31-40)
  16. ^ Kuo CS, Lai NS, Ho LT et al. "Insulin sensitivity in Chinese ovo-lactovegetarians compared with omnivores" Eur J Clin Nutr 58(2), 2004 Feb, pp312-6. PMID 14749752
  17. ^ 有病者の歯科治療20.痛風 信州大学医学部歯科口腔外科レジデント勉強会 2000.6.14 上原
  18. ^ 金子 希代子、山辺 智代、藤森 新、「尿酸塩結晶生成に及ぼす溶液中のタンパク質とpHの影響 - フローサイトメーターを用いた検討」、『痛風と核酸代謝』2001 年 25 巻 2 号 p. 121-128 DOI https://doi.org/10.6032/gnam1999.25.2_121
  19. ^ 後藤 武史ほか「X線回折法による痛風結節内容物の結晶学的同定」、『整形外科と災害外科』32 巻 (1984) 3 号、p. 755-758 https://doi.org/10.5035/nishiseisai.32.755
  20. ^ 高尿酸血症・痛風の治療ガイドライン
  21. ^ 久留一郎 ほか, Hypertension Frontier 2001; Vol..4: 59-71.
  22. ^ a b 山田 成臣、「乳酸菌摂取が尿酸値へ及ぼす影響」、『ミルクサイエンス』、2016年 65 巻 3 号 235-239、 DOI https://doi.org/10.11465/milk.65.235
  23. ^ 長谷川 弘ほか、「尿酸産生抑制薬が尿酸の腸管排泄に与える影響」、『痛風と核酸代謝』、2017年 41 巻 1 号 53-、DOI https://doi.org/10.6032/gnam.41.53
  24. ^ 櫻井 裕之、「尿酸は善玉か悪玉か」、『痛風と核酸代謝』 2017年 41 巻 2 号 233- DOI https://doi.org/10.6032/gnam.41.233
  25. ^ Normal Reference Range Table Archived 2011年12月25日, at the Wayback Machine. from The University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas. Used in Interactive Case Study Companion to Pathologic basis of disease.
  26. ^ a b Last page of Deepak A. Rao; Le, Tao; Bhushan, Vikas (2007). First Aid for the USMLE Step 1 2008 (First Aid for the Usmle Step 1). McGraw-Hill Medical. ISBN 0-07-149868-0. 
  27. ^ a b c d Blood Test Results - Normal Ranges Bloodbook.Com
  28. ^ a b 根岸、友恵、鈴木利典、濱武有子、藤原 大「酸化傷害に対する内在性防御物質としての尿酸の役割」 研究期間2007年度~2008年度 (科学研究費助成事業データベース)
  29. ^ 痛風遺伝子の発見 ~痛風の主要病因遺伝子の同定は世界初:尿酸排泄トランスポーターABCG2~ [PRESS RELEASE] 2009年10月30日 東京大学医学部附属病院
  30. ^ Glantzounis G, Tsimoyiannis E, Kappas A, Galaris D (2005). “Uric acid and oxidative stress”. Curr Pharm Des 11 (32): 4145 – 51. doi:10.2174/138161205774913255. PMID 16375736. 
  31. ^ 三上俊夫「152.尿酸は運動ストレス時の抗酸化物質として作用する」『体力科學』49(6),2000-12-01,p742 NAID 110001949422
  32. ^ CRC Handbook of Chemistry and Physics (62nd ed.). 
  33. ^ Merck Index (9th ed.). 
  34. ^ McCrudden, Francis H.. Uric acid. p. 58. 
  35. ^ 清水 徹ほか、「尿酸の溶解性と高尿酸尿症における尿pHの調節について」、『尿酸』1982年 5巻 1号 p. 50-61、DOI https://doi.org/10.14867/gnam1977.5.1_50
  36. ^ 清水 徹ほか、「尿酸の溶解性と高尿酸尿症における尿pHの調節について(第3報) 」、『尿酸』1987年 11 巻 1 号 7-12 DOI https://doi.org/10.14867/gnam1977.11.1_7

関連項目編集