METABOLISMEDE L’ACIDE URIQUE Année Universitaire Licence 3/ Semestre 6 P r Papa Madieye GUEYE

I- Introduction Définition: Acide urique = produit final du catabolisme des bases puriques chez l’homme. Métabolisme de l’acide urique: ensemble des étapes de formation, répartition et d’élimination hors de l’organisme, Intérêt:  Anomalies du métabolisme: primaires ou secondaires par surproduction ou défaut d ’élimination  Surveillance de femmes enceintes hypertendues (urgence)  Surveillance traitement anticancéreux

II- Structures 67 N 5 1 N1 N 8 (noyau purine) 2 4 N9N9 N3N3 NH O 2 N N N HN NH 2 H NH N N N adénine (A) guanine (G)

II- Structures O Équilibre énol-cétone NH HN O O NH O N HN - O urate ONH NH acide urique= 2;6;8 tri-oxypurine

Purinosynthèse de Novo Couteuse en énergie

III Catabolisme Acides nucléiques & Nucléotides 1) Catabolisme des acides nucléiques Acides nucléiques Hydrolyse acide /enzymatique (exo-, endo-, Dnases, Rnases nucléases) Nucléotides Phosphatase Acide Phosphorique Nucléosides Nucléosidase Base azotéeOse

Récupération des bases puriques Purinosynthèse de Novo 80 % Nucléotides endogènes 20 % Nucléotides alimentation Nucléotides Acide Urique

phosphoribosylamine (PRA) glutamyl phosphoribosyl amino transferase (GPRAT)

Purinosynthèse de Novo Glutamate -O-O NH 2 O O OPO-OPO- - O P O CH 2 O Glutamine O - O P O CH 2 - O O OPO-OPO- O-O- +PP i HO O OH PRPP glutamyl Aminotransférase (PAT) HO OH 5’-phosphoribosylamine PRPP - AMP GMP O C6C6 HN 1 HC 2 O 5 C4 C5 C4 C 3N3N N 7 8 CH 9 N Inosinate (IMP) Glycine N 5, N 10 -méthylène- tétrahydrofolate Glutamine Bicarbonate Aspartate N 10 -formyl- tétrahydrofolate -O-O O POCH 2 - O HO OH

-2) Catabolisme et récupération des nucléotides Pur (essentiellement hépatique) AMP désaminase Adénosine kinase 5’-nucléotidase 5’-nucléotidase HGPRTase Pi HGPRTase Pi ADAADA Adénosine InosineGuanosine APRTase PRPP Purine Nucléoside Phosphorylase Ribose PNP Ribose PRPP O2O2 NAD + NADHNADH H OH O H2O2O2.H2O2O2. 2 NH 3 Guanase Xanthine oxydase - Allopurinol O2O2 NAD + O NADH H2O2O2.H2O2O2. H2NH2N NH HN Uricase Allantoïne (primates, reptiles) O NH C O CH O O NH O 2H 2 O+ O 2 H 2 O 2 + CO 2 NH Acide urique Xanthine Adénine Hypoxanthine Guanine IMP AMPGMP

H.G.P.R.T.H.G.P.R.T. Guanine GMPGMP 5 ’PRPP P ~ P Hypoxanthine 5 ’PRPPP ~ P IMP -Les bases pyrimidiques ne sont pas recyclées malgré des besoins identiques => Biosynthèse «de novo» des Pyr >>> Pur -La biosynthèse des Pyr est activée par les Pur mais pas l’inverse -Le recyclage des bases Pur est intense dans les tissus à renouvellement rapide: Lc, érythroblastes, fibroblastes, hépatocytes -Le recyclage génère une importante économie d’énergie: synthèse « de novo » d’AMP consomme 7 liaisons riches en énergie, et 8 pour celle de GMP, tandis que le recyclage seulement 2.

IV- Répartition et Elimination de l’acide Urique IV.1 Répartition Sang : AUss forme libreou urate monosodique Sang : AUurate monosodique car pH sanguinest compris entre 7;38 et 7,42 ; largement > pka (5,75) Sang : faible proportion d’AU liée aux protéines,

IV- Répartition et Elimination de l’acide Urique 2) Elimination 2 mécanismes principaux Uricolyse : 20 à 25 % de l’AU déversés / sécrétions digestives: bactéries intestinales: uricase: allantoïne (fèces) Elimination rénale: principale voie d’élimination de l’AU, Ionisation de l’AU est fonctiondu pH du milieu Si urines très acides:risques de cristallisation

Elimination acide urique REIN(2/3) INTESTIN(1/3) 2) Elimination

 La filtration glomérulaire L’acide urique : peu lié aux protéines plasmatiques, il est donc facilement disponible pour la filtration  95% est filtré  Réabsorption tubulaire  URAT1 Urate transporteur Codé par le gène SLC22A11 (Solute Locus Carrier) Echange acide urique avec un anion: Chlore Anion inorganique: Lactate, butyrate, pyrazynoate, nicotinate 2) Elimination

 GLUT-9 : gène SLC2A9 Mécanisme Rôle principal : réguler le taux sanguin d’acide urique. deux formes : GLUT-9S niveau apical de la cellule tubulaire( rôle dans la réabsorption de l’acide urique ) GLUT-9L niveau de la partie basolatérale de la cellule, par lequel l’acide urique réabsorbé quitte la cellule. SLC2A9 est inhibé par la benzbromarone, agent uricosurique 2) Elimination

 NPT-1 co-transporteurs-sodium/phosphate  MRP-4 Protéine multi résistance pompe à efflux ATP-dépendante pour l’urate  ABCG2 ATP binding cassette transporter transporteur sécréteur d’urate dans le tubule proximal.  être inhibée par produit hyperuricémiant, (pyrazinamide 2) Elimination

Elimination digestive  Uricolyse au niveau intestinal par des bactéries pourvues d’uricase : Dégradation acide urique en allantoïne  Au niveau des leucocytes : Uricolyse également possible dans les leucocytes qui possèdent une peroxydase capable de dégrader l’acide urique 2) Elimination

V- Exploration du métabolisme de l’acide urique  V.1 Prélèvements Sérum, plasma héparinate de lithium, Urines de 24 h Conservation : semaine à 4 C Collecter les urines de 24 h

V- Exploration du métabolisme de l’acide urique  V.2 Méthodes de dosage Méthodes nonenzymatiques: Méthode de Denis etFolin Méthodesenzymatiques: uricase (urate oxydase)/ peroxydase ou peroxydase

V- Exploration du métabolisme de l’acide urique  Méthode de Denis et Folin  Déprotéinisation/ acide trichloroacétique  réduction du réactif phosphotungstique en milieu alcalinisé par carbonate de sodium  Coloration bleue: 650 < λ < 700 nm  Interférences : caféine, acide ascorbique, salicylés

 Méthode à l’uricase elle utilise l’uricase qui hydrolyse l’AU en allantoïne de carbone avec production concomitante de peroxyde d’hydrogène. Le peroxyde d’hydrogène libéré dosé par péroxydase en présence d’un accepteur d’électrons (amino -4-antipyrine) et d’unchromophore dont le couplage fournit le produit final de la réaction, unequinonéine colorée ; Intensité mesurée à 560nm.

V- Exploration du métabolisme de l’acide urique  Méthode à l’uricase uricase → Acide urique +O 2 +2H 2 O Allantoine + CO 2 + H 2 O 2 peroxydase 2H 2 O 2 + H+ +TOOS + Amino4Phenazone → Quinonéimine + 4H 2 O TOOS= acide hydroxy- 2 [N-éthylN-(m-tolyl)-amino] 3propanesulfonique-1

V- Exploration du métabolisme de l’acide urique  Valeurs usuelles  Sang : Homme : mg/L (220 – 420 umol/L Femme mg/l(165 – 330) umol/L  Urines de 24 Heures : mg/24h

A. Hyperuricémies : 2 mécanismes -A.1. Diminution de l’élimination rénale 75% -Primaire idiopathique -Secondaire : Réduction de la masse rénale fonctionnelle (maladie rénale chronique) Insuffisances glomérulaires, réduction de la filtration glomérulaire. Réduction de la clairance de l’acide urique: hypertension; hyperparathyroïdies, SIADH, syndrome de Down, néphropathie toxique (Plomb), sarcoïdose, diminution iatrogène de la secrétion tubulaire distale (diurétiques: furosémide ou laxilix; salicylates à faible dose,)… VI Anomalies du métabolisme des bases puriques

- A.2. Excès de formation 25% Uricémie et uricurie augmentées. Non expliqué par les seuls apports exogènes: a) Secondaire 10% : grands renouvellements tissulaires - Psoriasis, -Cancers, -Maladie de Gaucher; -Glycogénose de type I ou maladie de von Gierke, -Chimiothérapie A. Hyperuricémies : 2 mécanismes VI Anomalies du métabolisme des bases puriques

a) hyperuricémies secondaires Production augmentée de ribose 5’P par déficit de la glucose 6 phosphatase Maladie de Von Gierke  Maladie héréditaire  Foie essentiellement touché (reins et intestins plus légèrement)  Retrouvé dans la glycogénose de type I 27

Maladie de Von Gierke  Mutation du gène de l’enzyme  Accumulation du glucose 6 phosphate  Redirection vers la voie des pentoses phosphates  Surproduction de ribose 5 phosphate et donc de purines et d’acide urique 28 a) hyperuricémies secondaires Production augmentée de ribose 5’P par déficit de la glucose 6 phosphatase

Les hémopathies malignes - hyperuricémie, pouvant être très élevée risque - de microlithiase tubulaireet d’anurie agents -favorisants : cytolytiques, radiothérapie Les affections rénales -insuffisance rénale chronique -néphropathie gravidique a) hyperuricémies secondaires

Les hyperuricémies d’origine iatrogénique et toxique: -certains diurétiques -salicylés, β-bloquants, indométhacine - intoxication alcoolique aiguë a) hyperuricémies secondaires

Pied gouteux avec tophus

augmentation de la synthèse de novo des purines, maladies héréditaires affectant surtout les hommes (95%) -Goutte familiale de l’adulte *Mutation du gène 5’PRPP synthétase  site catalytique hyperactif ou site de régulation insensible au rétrocontrôle inhibiteur, de transmission liée à l’X *Les enfants mâles et les hommes jeunes développent une hyperuricémie avec urolithiase et goutte. *Mutation du gène 5 ’PRPP glutamyl-aminotfase devenu insensible aux rétro- inhibitions AMP, GMP et IMP. b) hyperuricémies primitives

-Goutte primaire de l ’enfant :maladie de Lesh Nyhan Déficit sévère en HGPRT lié au chromosome X Voie de récupération des bases puriques insuffisante Concentrationsinsuffisantes en acides guanylique, inosinique lèvée d’inhibition de la PAT production exagérée primaire de bases puriques. Clinique: garçon, mouvements anormaux (choréoathétose), tophus, retard mental++, automutilation. Diagnostic biochimique : hyperuricémie élevée, déficit de l’activité HGPRT sur lysat de globules rouges, leucocytes, cellules amniotiques (diag prénatal). b) hyperuricémies primitives

Déficit sévère en HGPRT lié au chromosome X Goutte primaire de l ’enfant maladie de Lesh Nyhan

31/05/ Goutte primaire de l ’enfant maladie de Lesh Nyhan

symptômes révélateurs : calculs rénaux, la néphropathie de l'acide urique et l'obstruction rénale  symptômes neurologiques absents, légers ou modérés  Jamais de comportement d’automutilation  Goutte sévère de déclaration précoce (20 ans) Déficit partiel en HGPRT lié au chromosome X (syndrome de Kelley- Seegmiller)

 maladie rare autosomique récessive, causé par des mutations au niveau du gène APRT (16q24)  formation et surexcrétion de 2,8-dihydroxyadénine (2,8-DHA) dans l'urine causant: calculs à répétition insuffisance rénale 37 Déficit en Adénine phosphorybosyl transférase

2,8-DHA Déficit en Adénine phosphorybosyl transférase

Hyperuricémies primitives Clinique -NN normal à la naissance, mais en qques mois apparaît un retard de développement et hypotonie -atteinte neurologique -retard mental important -comportement : tendance compulsive à l’automutilation -lithiase rénale puis signes de goutte sévère Biochimie: hyperuricémie et hyperuraturie Génétique : atteinte du gène HPRT1 (chromosome X) -transmission sur le mode récessif lié au sexe -nombreuses mutations et délétions dans le gène

B. Hypouricémies - uricémie < inférieure à 120 μmol/l -anomalie biologique de découverte souvent fortuite - permanente ou transitoire - faible prévalence - plusieurs étiologies

Diminution de la production d’acide urique génétiques (héréditaires) -Xanthinurie par déficit en XO (autosomique récessive) le plus souvent asymptomatique hypouricémie importante, Hypouraturie excrétion urinaire élevée de xanthine et hypoxanthine risque de lithiase xanthinurique diagnostic : mesure activité XO dans un fragment de biopsie hépatique ou intestinale B. Hypouricémies

Anomalies du métabolisme des purines Diminution de la production d’acide urique génétiques (héréditaires) -Déficit combiné enxanthine oxydase et sulfite oxydase. lié à la carence d’un cofacteur commun à molybdène. encéphalopathie (convulsions néonatales). luxation du cristallin - Déficit en PRPP synthétase (rare) Déficit en PNP (purine nucléoside phosphorylase) B. Hypouricémies

Anomalies du métabolisme des purines Diminution de la production d’acide urique acquises : -secondaire au traitement par l’allopurinol; cause la plus fréquente des hypouricémies par inhibition de l’activité de la XO -secondaire à une insuffisance hépatocellulaire grave Défaut de la réabsorption rénale de l’acide urique -tubulopathies proximales -anomalie du transport de l’acide urique B. Hypouricémies

Bases du traitement Mesures hygiéno-diététiques: diminution la ration carnée favoriser l’élimination urinaire: eau alcaline Médicaments: colchicine, allopurinol inhibition compétitive de la xanthine oxydase

Déficits immunitaires Déficit en adénosine désaminase (ADA) assure la conversion adénosine en inosine infections récurrentes dès les premières semaines ou mois Enzymopathie associée à une immunodéficience combinée sévère atteignant à la fois l’immunité humorale (lymphocytes B) et l’immunité cellulaire (lymphocytes T)

Objectifs 1)Citer 4 indications du dosage de l’acide urique en biologie humaine 2)Décrire le processus de récupération des bases puriques 3)Décrire les mécanismes d’élimination de l’acide urique chez l’homme 4)À l’aide d’un schéma, décrire la régulation du métabolisme de l’acide urique 5)Décrire une méthode d’exploration du métabolisme de l’acide urique 6)Décrire les conséquences des déficits enzymatiques du métabolisme de l’acide urique