核酸是存在于所有生物细胞中的生物大分子，是重要的遗传物质，机体的遗传信息以密码的形式编码于其上。核酸有两类，分别为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）和核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）。核酸的基本结构单位是核苷酸，核苷酸由核苷和磷酸组成，核苷又由碱基和戊糖组成。碱基是含氮的杂环化合物，通过X光衍射分析法已经证明它们的三维空间结构接近平面但稍有挠折。碱基可分为嘌呤碱（purine）和嘧啶碱（pyrimidine）两类，它们分别属于机体中的嘌呤衍生物和嘧啶衍生物（图2-1）。

核苷酸中的嘌呤碱主要包括鸟嘌呤（guanine，G）和腺嘌呤（adenine，A），嘧啶碱主要包括胞嘧啶（cytosine，C）、尿嘧啶（uracil，U）和胸腺嘧啶（thymine，T）。由于高尿酸血症的成因主要与嘌呤代谢有关，因此本章将重点介绍嘌呤的合成与分解代谢。

嘌呤，分子式为C ₅ H ₄ N ₄，无色晶体，在人体内主要以嘌呤碱的形式存在（图2-2）。

嘌呤在人体中具有重要的生理功能：

嘌呤碱最重要的生理功能是构成嘌呤核苷酸，它与嘧啶核苷酸共同组成核酸分子的基本结构单位，是人体内重要的遗传物质。

嘌呤碱是形成腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）、鸟苷三磷酸（guanosine triphosphate，GTP）、胞苷三磷酸（cytidine triphosphate，CTP）等能量物质的主要单位，它们为细胞的各种生理活动提供能量。

嘌呤碱可形成环腺苷酸（cyclic adenylic acid，cAMP）、环鸟苷酸（cyclic guanylic acid，cGMP）等第二信使物质，它们在调控细胞的信号转导过程中起关键作用。

这些辅酶在机体的糖、脂肪及蛋白质等重要物质代谢中起关键作用。

人体中的嘌呤来源主要有两个，一个是从食物中摄取，另一个则是人体的细胞自身合成。

根据饮食中嘌呤的含量，可以把食物分成高嘌呤类、中嘌呤类和低嘌呤类。

每100g食物中的嘌呤含量为150～1000mg，如动物的脑、心、肝、肾，沙丁鱼，蚌蛤等。

每100g食物中的嘌呤含量为25～150mg，如豆腐、蘑菇、牛肉、鳝鱼等。

每100g食物中的嘌呤含量小于25mg，如大米、鸡蛋、牛奶、苹果、白菜等。

食物中的嘌呤多以核蛋白的形式存在，食物摄入人体后首先由胃酸将核蛋白水解成核酸和蛋白质。随后进入小肠的核酸在各种水解酶的作用下形成核苷酸和其他水解产物，除了小部分被细胞吸收外，它们中的绝大部分都在肠黏膜细胞中进一步分解为戊糖、碱基（嘌呤或嘧啶），这些碱基主要被分解排出体外。因此食物来源的嘌呤很少能被机体利用，在机体中发挥生理作用的嘌呤主要是由人体细胞自行合成的。

嘌呤核苷酸的合成主要有两条途径，一是利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳、一碳单位等简单前体物质，通过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸，称为从头合成途径（de novo synthesis）。肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠黏膜和胸腺，嘌呤合成部位在细胞质中。另外机体还可利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径（salvage pathway），这是某些因缺乏磷酸核糖酰胺转移酶而不能从头合成核苷酸的组织合成核苷酸的主要方式，如脑、骨髓、脾等。由合成嘌呤的量来看，从头合成是体内合成嘌呤的主要途径。

通过同位素示踪实验已经证实嘌呤碱的前身物均为简单物质。图2-3表示嘌呤环合成的各元素来源，例如氨基酸、二氧化碳及甲酰基（来自四氢叶酸）等。目前对嘌呤碱的生物合成已经了解的比较清楚。需要特别注意的是，生物体不是先合成嘌呤碱基，再与核糖及磷酸结合，而是以5-磷酸核糖焦磷酸为基础，经过一系列酶促反应，首先生成次黄嘌呤核苷酸（inosine monophosphate，IMP），然后再转变为其他的嘌呤核苷酸。下面将详细介绍嘌呤核苷酸的合成过程。

从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。嘌呤核苷酸的从头合成是从5-磷酸核糖焦磷酸（phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP）开始的，经过一系列酶促反应，首先形成IMP，再通过不同途径生成腺嘌呤核苷酸（adenosine monophosphate，AMP）或鸟嘌呤核苷酸（guanine monophosphate，GMP）。

次黄嘌呤核苷酸的合成共有11个反应。首先5-磷酸核糖在磷酸戊糖焦磷酸激酶催化下，与ATP反应生成5-磷酸核糖焦磷酸。之后5-磷酸核糖焦磷酸和谷氨酰胺在磷酸核糖酰胺转移酶的催化下形成5-磷酸核糖胺、谷氨酸和无机焦磷酸盐。随后，在有ATP供能的情况下，甘氨酰胺核苷酸合成酶催化5-磷酸核糖胺和甘氨酸生成甘氨酰胺核苷酸。甘氨酰胺核苷酸可在甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶的作用，获得由N _10-甲酰四氢叶酸提供的甲酰基，形成甲酰甘氨酰胺核苷酸。甲酰甘氨酰胺核苷酸与谷氨酰胺在有ATP存在时，可进一步生成甲酰甘氨脒核苷酸，这一反应是由甲酰甘氨脒核苷酸合成酶催化的。甲酰甘氨脒核苷酸经氨基咪唑核苷酸合成酶的作用转变为5-氨基咪唑核苷酸，该反应可被M ^g2+和K ⁺激活，同时需有ATP的存在。5-氨基咪唑核苷酸可与CO ₂ 在氨基咪唑核苷酸羧化酶的作用下5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸。在有ATP存在的条件下，5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸可与天冬氨酸合成5-氨基咪唑-4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸，这一反应由氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶催化。而在腺苷酸琥珀酸裂解酶的催化下，5-氨基咪唑-4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸可脱去一份子延胡索酸，形成5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸。之后由N ₁₀-甲酰四氢叶酸提供的甲酰基，5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸形成5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸，催化这一反应的是氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶。最后在次黄嘌呤核苷酸合成酶的催化下，5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸脱水环化，形成次黄嘌呤核苷酸。这一反应可总结如图2-4所示，其中⑧~ 反应可逆。

次黄嘌呤核苷酸在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，与天冬氨酸合成腺苷酸代琥珀酸，这一过程需GTP水解供能。随后在腺苷酸代琥珀酸裂解酶的作用下，腺苷酸琥珀酸分解成为腺嘌呤核苷酸和延胡索酸（图2-5）。

次黄嘌呤核苷酸经氧化可形成黄嘌呤核苷酸，这一反应由次黄嘌呤核苷酸脱氢酶催化，同时需要NAD ⁺作为辅酶和K ⁺激活。在ATP供能的情况下，黄嘌呤核苷酸可被鸟嘌呤核苷酸合成酶催化氨基化，形成鸟嘌呤核苷酸（图2-6）。在不同的生物中，氨基供体是不同的，其中动物细胞是以谷氨酰胺的酰胺基作为氨基供体，而细菌是直接以氨作为氨基供体。

生物体内，除了能以简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸以外，尚能利用体内游离的碱基和核苷生成相应的核苷酸，这一过程称为补救合成。腺嘌呤磷酸核糖转移酶可催化腺嘌呤与5-磷酸核糖焦磷酸形成腺嘌呤核苷酸，次黄嘌呤（鸟嘌呤）磷酸核糖转移酶可催化次黄嘌呤（鸟嘌呤）与5-磷酸核糖焦磷酸形成次黄嘌呤（鸟嘌呤）核苷酸。

嘌呤核苷酸补救合成是一种次要途径，其生理意义一方面在于可以节省能量及减少氨基酸的消耗，另一方面对某些缺乏主要合成途径的组织，如人的白细胞、血小板、脑、骨髓、脾等组织，因为细胞内缺乏PRPP酰胺转移酶，不能通过从头合成途径合成嘌呤核苷酸，因此，只能通过补救合成途径合成核苷酸来满足组织的需要。人体内若缺乏补救合成途径也会导致严重的遗传疾病，例如莱施-奈恩综合征（Lesch-Nyhan syndrome）就是X-染色体连锁的遗传代谢病，患者先天缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶。这种缺陷是伴性的隐性遗传性状，多见于男性。由于鸟嘌呤和次黄嘌呤的补救合成途径的障碍，会导致体内大量累积尿酸，引起肾结石和痛风，更为严重的后果是表现为精神异常，如脑发育不全、智力低下、攻击和破坏性行为，常咬伤自己的嘴唇、手和足趾，并对肢体自残，故也称自毁容貌征。但出现神经系统症状的发病机制目前还不清楚。

嘌呤核苷酸从头合成是体内合成嘌呤核苷酸的主要来源，但这个过程要消耗氨基酸等原料及大量ATP。机体对其合成速度有着精细的调节，既要满足合成核酸对核苷酸的需求，又不会“供过于求”，以节省营养物质和能量的消耗。调节的模式和大多数内分泌激素的调节模式相同，是反馈调节（图2-7）。

嘌呤核苷酸的从头合成主要受其两个终产物鸟嘌呤和腺嘌呤的调控，有三个主要的反应控制点。第一个调控点就是合成反应的第一步骤，即由磷酸核糖酰胺转移酶催化5-磷酸核糖形成5-磷酸核糖胺，该酶是一种变构酶，它的活性可以被IMP、AMP、GMP抑制，因此无论哪一种产物过量累积都会导致嘌呤核苷酸从头合成的第一步就受到抑制。另外两个调控点则存在于次黄嘌呤核苷酸形成后分支途径的第一步反应中。若体内AMP过量累积，则会抑制AMP的合成而不影响GMP的合成，反之过量的GMP也抑制自身的合成，而不影响AMP的形成。

生物体内存在的磷酸单酯酶或核苷酸酶可以催化核苷酸水解生成核苷。磷酸单酯酶是非特异性的，它可作用于任何种类核苷酸，无论磷酸基在2′、3′或5′的任何位置都可以被水解。还有一些磷酸单酯酶是特异性水解3′-核苷酸或5′-核苷酸，因此又被称为3′-核苷酸酶或5′-核苷酸酶。核苷可进一步分解，有两类酶可催化这一过程，其中核苷磷酸化酶催化核苷生成含氮碱和戊糖-1-磷酸，而核苷水解酶则催化核苷生成含氮碱和戊糖。核苷的水解产物嘌呤碱或嘧啶碱可以进一步降解。

嘌呤碱在不同生物体内的代谢是不同的。人和灵长类等动物是以尿酸作为嘌呤碱的代谢终产物，而其他许多生物能进一步分解尿酸，最终分解为二氧化碳和氨。腺嘌呤的水解是在各种脱氨酶的作用下进行的，腺苷脱氨酶（adenosine deaminase，ADA）将AMP脱氨生成次黄嘌呤，后者在黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XO）的作用下氧化成黄嘌呤，在同一酶作用下黄嘌呤最终分解为尿酸；GMP生成鸟嘌呤，后者转变成黄嘌呤，最后也生成尿酸，排出体外。嘌呤核苷酸分解的具体途径如图2-8所示。

体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏中进行。正常生理情况下，嘌呤合成与分解处于相对平衡状态，所以尿酸的生成与排泄也较恒定。正常人血浆中尿酸浓度约120～360μmol/L（2～6mg/dl）。男性平均为270μmol/L（4.5mg/dl），女性平均为210μmol/L（3.5mg/dl）左右。当进食高嘌呤饮食、体内核酸大量分解（如白血病、恶性肿瘤等）或肾疾病导致尿酸排泄障碍时，血中尿酸水平升高超过480μmol/L（8mg/dl），尿酸盐结晶可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，而导致关节炎、尿路结石及肾疾患，称为痛风。痛风多见于成年男性，其发病机制尚未阐明。临床上常用别嘌醇（allopurinol）治疗痛风。别嘌醇与次黄嘌呤结构类似，只是分子中N ₈与C ₂互换了位置，故可抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成（图2-9）。同时，别嘌醇在体内经代谢转变，与PRPP生成别嘌呤核苷酸，不仅消耗了PRPP，使其含量下降，而且还能反馈抑制PRPP酰胺转移酶，阻断嘌呤核苷酸的从头合成。

正常人体内尿酸总量（尿酸池）平均约为1200mg，其中60%参与代谢。健康人体每天产生尿酸约700mg，其中80%为内源性生成，20%来源于富含嘌呤的食物。尿酸的排泄主要通过肾脏和肾外途径。人体产生的尿酸1/3由胆道、胃及小肠排出体外，进入消化道的尿酸被大肠杆菌酶解破坏，最后从粪便排出，因此这一过程叫尿酸的酶解；另2/3经肾脏随尿排出。

尿酸主要在肾脏排泄，以往研究主要集中于肾脏对尿酸的滤过、重吸收及分泌机制，而对其在肠道的分解代谢情况鲜有报道。

尿酸的生成有20%来源于食物等外源性嘌呤，在绝大多数人中，内源性嘌呤代谢大致相同的情况下，20%的食物外源性嘌呤的摄入显得尤为重要。肠道菌群与高尿酸血症发病有一定关系。高尿酸血症患者存在菌群失调现象，主要表现为乳酸杆菌及双歧杆菌数量减少，而总需氧菌及大肠杆菌、拟杆菌数量增加。说明高尿酸血症可能与菌群失调、乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌减少有关。高尿酸血症患者肠道菌群分解的尿酸量与乳酸杆菌及双歧杆菌含量呈正相关，而与其他菌株相关性不明显。有研究表明乳酸杆菌及双歧杆菌均具有降低尿酸作用，随着乳酸杆菌及双歧杆菌数量减少，菌群尿酸处理能力下降，这可能是促进高尿酸血症发生的原因之一。口服益生菌治疗尿酸代谢紊乱作为治疗高尿酸血症的新方法具有广泛前景。

有研究表明三磷酸腺苷结合转运蛋白G超家族成员2（ATP-binding cassette superfamily G member 2，ABCG2）与尿酸肠道排泄有关。 ABCG2是ATP结合盒（ATP-binding cassette，ABC）转运体家族成员，定位于人类染色体4q22-q23，大小为67 171bp，编码含有655个氨基酸残基的ABCG2蛋白。ABCG2蛋白由6个跨膜螺旋结构域及1个单独的ATP结合域组成，主要表达于人体胎盘组织，在脑、前列腺、小肠、睾丸、卵巢和肝中也有分布。ABCG2蛋白在肾近端小管刷状缘膜中表达，在尿酸盐的顶端分泌中发挥重要作用。此外，ABCG2蛋白还在小肠及肝脏的上皮细胞顶端膜中大量表达提示其在尿酸的肾外排泄中可能也有一定的功能。Hosomi等通过氧嗪酸钾所致的高尿酸血症小鼠模型，计算其体内肾、肠和肝等部位内源性[ ¹⁴ C]标记尿酸的清除率，证实肾是尿酸排泄的主要器官，肠道次之。之后在大鼠的肠闭环循环实验中分别加入0.1μmol/L和10μmol/L ABCG2转运蛋白抑制剂依克立达，结果表明，抑制剂组肠尿酸清除率分别是正常组的55%和34%。Sakurai等研究发现，在高尿酸血症患者及 ABCG2基因敲除的大鼠中，ABCG2蛋白的低表达对肾脏尿酸排泄的影响较小，但明显减少了通过肠道排泄的尿酸，提示ABCG2可能主要通过调控肠道尿酸的排泄来调节血尿酸水平。

肾脏对尿酸的转运排泄主要经过①肾小球100%滤过；②近端肾小管S1段98%重吸收；③近端肾小管S2段50%分泌；④近端肾小管S3段分泌后再吸收。4个步骤，称为“4 components假说”，用于解释高尿酸血症及低尿酸血症的病理生理机制。

近些年来随着分子生物学技术的发展，位于肾小管的尿酸转运分子陆续被发现。在过去数年中，包括全基因组关联研究（genome-wide association study，GWAS）及meta分析在内的大量研究发现了许多与高尿酸血症相关的新基因，这些基因协同作用，通过影响尿酸在肾小管中的重吸收和分泌（图2-10），影响血尿酸的水平。下面详细介绍参与尿酸肾脏排泄转运蛋白，主要包括3大类：

位于近端肾小管上皮细胞的管腔面，是尿酸重吸收的重要转运子，由 SLC22A12（URAT1）基因编码，属于有机阴离子转运子家族，细胞内的阴离子如Cl ^-、乳酸、烟酸等需要通过URAT1排出细胞外，尿酸则由URAT1由管腔转运到细胞内。氯沙坦和苯溴马隆通过抑制URAT1对尿酸的重吸收，促进尿酸排泄。而吡嗪酰胺则促进URAT1对尿酸的重吸收。 SLC22A12的基因突变，可导致家族性的低尿酸血症，这些患者的血尿酸水平可低至60μmol/L，尿酸排泄分数达到100%，通常没有临床症状，但是容易发生运动相关的急性肾衰竭。也有一些研究发现 SLC22A12的某些单核苷酸多态性和人群中的高尿酸血症有关。研究发现URAT1和Na（+）/H（+）交换调节因子3（NHE-RF3）有相互作用，提示尿酸转运和钠的重吸收密切相关。

OAT4由 SLC22A11基因编码，位于近端肾小管管腔侧膜，是多种阴离子的转运子，将阴离子转运到肾小管管腔内，尿酸作为交换重吸收入细胞内。肾小管上皮细胞内的二甲酸亚己基酯可促进尿酸重吸收。噻嗪类利尿剂对该转运子也有促进作用。OAT10由 SLC22A13基因编码，位于近端肾小管管腔侧膜刷状缘，同样是将阴离子转运到肾小管管腔内，尿酸作为交换重吸收入细胞内，但是OAT10和烟酸的亲和力较高。

OAT1由 SLC22A6基因编码，OAT3由 SLC22A8基因编码，位于近端肾小管基底侧膜，和OAT4表达在同一个细胞。是二甲酸亚己基酯和尿酸的转运子，将尿酸转运到肾小管细胞内，二甲酸亚己基酯分泌到肾间质内。基因敲除小鼠的研究提示OAT1和OAT3与尿酸的分泌有关。

SLC2A9基因对血尿酸水平的影响是通过其编码的葡萄糖转运体9（GLUT-9）实现的。传统上认为GLUT-9主要与糖代谢有关，但大量研究表明GLUT-9也参与调节肾小管转运尿酸，在近端小管尿酸盐的重吸收中起重要作用。GLUT-9存在着两种异构体，GLUT-9a和GLUT-9b。这两种异构体是由 SLC2A9选择性剪接造成的，在膜转运中表现出不同的特点。GLUT-9a分布于基底外侧膜，而GLUT-9b则分布于顶端膜。在人类肾脏中可同时检出GLUT-9a和GLUT-9b的mRNA和蛋白质，GLUT-9a在近端小管基底外侧膜表达可能与尿酸盐从近端小管中排出有关，GLUT-9b在顶端膜表达，提示其可能协助转运尿酸盐通过顶端膜进入近端小管上皮细胞（图2-10）。SLC2A9和尿酸的重吸收有关，研究显示 SLC2A9基因影响人群的血尿酸水平，氯沙坦和苯溴马隆可抑制SLC2A9重吸收尿酸的作用。

位于近端肾小管上皮细胞管腔侧，负责尿酸从细胞向管腔内分泌。

表达于近端肾小管上皮细胞管腔侧，同样负责尿酸从细胞向管腔内分泌，在肠道排泄中已介绍，不再赘述。

经过基因组学的研究，位于近端肾小管细胞的钠/磷共转运子（sodium/phosphate cotransporter4，NPT4）和近端肾小管对尿酸的排泄有关。

PDZK1分子是位于肾小管上皮细胞刷状缘的一个骨架蛋白，它和许多基因蛋白产物（如ABCG2、SLC22A13）相互作用。PDZK1作为细胞骨架蛋白有重要的调节功能，研究发现，其可能为调控尿酸排泄的重要蛋白，PDZK1表达降低从而影响尿酸排泄，进而引起高尿酸血症和痛风。

总之，近年来随着人群基因组学研究的进展，越来越多的转运子或调节尿酸转运子功能的蛋白被逐渐发现，表明尿酸在人类近端肾小管的转运十分复杂，和很多的离子转运相关联，特别是钠的转运，提示肾小管对尿酸的调节很可能和许多离子的重吸收过程相关。肾脏受损时，即使不影响肾小球滤过功能，肾小管间质的损伤也可导致尿酸排泄分数的改变，最终影响血尿酸的水平。

过去尿酸曾被认为是一种没有任何生理价值的嘌呤代谢终产物，过高浓度的尿酸在肾脏及关节处沉积，可导致肾结石和痛风的发生，也可引起高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病。但现有研究表明，尿酸是主要的内源性水溶性抗氧化剂之一，其抗氧化作用类似维生素C，当机体尿酸水平增高时，可能是机体试图通过增加内源性抗氧化剂来清除自由基毒性作用，保护DNA及抗脂质过氧化等。人类在进化过程中经过基因突变的自然选择，尿酸氧化酶基因失去了编码尿酸氧化酶的功能，使尿酸成为嘌呤代谢的终产物，在正常人体内维持较高水平的尿酸，理论认为，这种突变体现了适者生存的优势。尿酸生理功能如下：

国内外研究者研究了尿酸对自由基的清除能力。Ames等人报道，尿酸具有抗自由基作用，可部分代替维生素C、维生素E抗氧化功能，尿酸在体内含量远远超过维生素C、维生素E或谷胱甘肽（GSH），又是体内内源性的产物，在生理pH范围内能有效发挥作用。所以绝不可低估尿酸抗自由基的作用。已发现尿酸能清除单线态氧，暴露在单线态氧中5分钟，55%尿酸和20%维生素C受到破坏，脱氧尿嘧啶核苷大约10%受损，而其他脱氧核苷几乎不与之作用，说明尿酸和维生素C比脱氧核苷等更容易被单线态氧、羟自由基等氧化，所以尿酸可以降低自由基对脱氧核苷等重要物质的损害作用。尿酸能够在氧化剂与生物分子反应之前，使氧化剂以非活性状态通过电子传递，同时形成尿酸盐自由基，尿酸盐自由基可以被维生素C清除。因此，尿酸盐与维生素C在血浆中相互作用发挥抗氧化剂的作用，保护机体更重要的细胞组分不被自由基损伤。尿酸对过氧化亚硝酸盐具有非常强的清除作用。研究表明，在动物模型中尿酸作为过氧化亚硝酸盐的一种有效的清除剂，能治疗由ONOO ^- 导致的实验性变应性脑脊髓炎（experimental allergic encephalomyelitis，EAE）。另外一些研究发现尿酸具有潜在抑制体内过氧化亚硝酸盐介导的多发性硬化（multiple sclerosis，MS）及其他神经疾病的作用。MS存在着自由基产生过多，氧化应激程度增强，髓鞘膜磷脂的脂质过氧化及由此引起的髓鞘变性和破坏，尿酸能维持血-中枢神经系统屏障的完整性，阻止炎性细胞侵入中枢神经系统，从而明显减轻MS的严重程度。他们发现血尿酸水平与人类MS发病率呈负相关，MS病人血尿酸较低，高尿酸血症病人很少发生此病。

研究表明，在黄嘌呤氧化酶体系中，尿酸能够保护DNA免受超氧化物介导的损伤。尿酸与超氧化物反应的能力归因于尿酸盐自由基的活性，尿酸只有被一些特定的活性氧如羟基、次氯酸或过氧化物等氧化才能产生尿酸盐自由基。目前已证实尿酸具有清除自由基的作用，Blemings等研究表明尿酸保护DNA免受羟基介导的损伤是通过Fenton化学反应来完成的，这个结果与观察到的尿酸保护DNA不受其他自由基介导的损伤结果是一致的。尿酸具有保护DNA的能力主要是因为那些自由基在氧化DNA以前就被尿酸清除了。

Blemings等还研究发现2.5mmol/L尿酸可增加脂质过氧化反应，这与文献报道的高浓度尿酸可有短时的脂质过氧化作用相一致。这可能是由于尿酸分解产物中的自由基如尿酸盐自由基，它可与活性氮发生反应产生一种很强的降解剂。但导致脂质过氧化反应增加的2.5mmol/L的尿酸超越了禽类的正常血尿酸值，因此，在体内不具备尿酸的过氧化反应条件。

最近还发现尿酸是免疫系统内源性的“危险信号”，它来自受损及衰老的细胞，这些细胞释放的晶体尿酸而不是可溶性尿酸，刺激树突状细胞及T细胞成熟。尿酸与抗原一起体内注射，能增强T细胞的CD8分子的表达，清除尿酸后能抑制由抗原介导的细胞免疫应答。

由于人体内缺乏尿酸氧化酶，尿酸不能像其他哺乳动物一样转变为尿囊素，因此，有研究者认为，灵长类动物在进化过程中的尿酸氧化酶基因突变可能形成了一种进化上的优势，使得人类在低盐饮食的情况下，仍然能依靠高尿酸来维持血压。低钠摄入可提高近曲小管尿酸的重吸收进而使血尿酸浓度升高；高盐饮食则有相反的效果。通过短期提高饮食中的钠可使血尿酸水平发生直接改变，这主要依赖于钠的敏感性。对大鼠的研究发现，在低钠营养水平下，较高的尿酸水平能通过肾素依赖性机制快速增加血压。

尿酸可能有助于延长寿命。延长人类寿命的一个重要因素就是保护机体免受活性氧损伤的进化机制，该机制包括抗氧化剂结合物如：维生素A、维生素C、维生素E，尿酸被认为是另一种抗氧化剂。人体内血尿酸浓度（300μmol/L）大约是维生素C（50μmol/L）的6倍。血中尿酸含量的增加，被认为是在60亿年进化过程中形成的，它与寿命的增高相一致。如猴有不恒定的尿酸氧化酶，尿酸含量高于有尿酸氧化酶的猿猴类，低于长寿命的类人猿，因为类人猿已经进化失去尿酸氧化酶。人类的寿命较长，癌的发病率较低可能与人类的尿酸盐水平高于类人猿有关。

尿酸过高会给人类带来一些健康问题，导致肾结石、痛风，引发高血压等心血管疾病。但是，另一方面，尿酸对人体有一定的益处。正常浓度水平的尿酸除了抗氧化作用之外，还具有抗衰老、抗癌，具有免疫促进功能及维持血压的作用，有利于人类智力和体力的增加，有利于增强人体抵御疾病的能力，有利于人类寿命的延长。因此，尿酸是一把双刃剑，浓度太高会引起痛风等有害作用，而浓度太低会导致机体的氧化应激增加，因此，我们应该严格控制体内血尿酸水平。

尿酸的代谢受遗传因素和环境因素共同作用，尿酸的生成和排泄也与性别、年龄、生活习惯等因素密切相关。

与男性相比，女性高尿酸血症的发生率较低，而绝经后女性发病率则与男性相近，提示尿酸的代谢与雌激素水平关系密切。儿童尿酸浓度约180～240μmol/L（3～4mg/dl），男性从青春期开始尿酸浓度开始升高，而女性直至绝经后尿酸浓度维持在较低水平，绝经后逐渐上升，达到与男性相近水平。据文献报道，血尿酸浓度与雌二醇水平呈负相关，雌激素可增加尿酸清除率，促进尿酸排泄，降低血尿酸水平。男性及绝经后女性痛风患者血清促卵泡激素（follicle-stimulating hormone，FSH）、促黄体素（lutropin，LH）、雌二醇值较高。另一方面，尿酸盐结晶引起的炎症反应和痛风发作频率也存在性别差异。女性体内与血浆蛋白结合的尿酸比率在排卵期和黄体期增加，提示受雌激素影响较大，雌二醇可直接抑制白细胞对尿酸盐结晶的吞噬作用，从而减少痛风发作。

血清尿酸水平受年龄影响，伴随年龄的增加，尿酸清除率降低，尿酸排泄减少，高尿酸血症发病率明显增加。随着饮食结构的变化和生活方式的改变，高尿酸血症的发生逐渐呈现年轻化趋势。

通过食物摄入的嘌呤实际上很少能够参与核酸合成而被机体利用，几乎最终都代谢生成尿酸。所以，大量摄入高嘌呤含量的食物可增加血尿酸水平。人体平均每日摄入的嘌呤量为150～200mg，严格限制嘌呤摄取的饮食疗法可降低血清尿酸值60μmol/L（1mg/dl）左右，减少尿酸排泄约200mg/d（1.2mmol/L每天）。嘌呤是水溶性分子，所以煮、焯等烹饪方法可以减少食物内约30%～40%的嘌呤含量。众所周知，饮酒是增加血尿酸水平、诱发痛风发作的重要因素，其机制在1965年被首次报道：酒精大量摄取可增加血中乳酸浓度，抑制尿酸在肾脏的排泄。尤其是啤酒内含有嘌呤，较其他酒类更易增加血尿酸值。水分摄取不足可导致尿中尿酸排泄减少，血清尿酸值增加，且尿量减少可引起尿中尿酸浓度增加，更易产生尿酸结石。所以，为保证每日2L以上的尿量，摄取充足的水分十分必要。由于尿酸结石的生成与尿pH值关系密切，为保持尿pH值在6.2～6.9，尽量摄取蔬菜等碱性食物尤为重要。此外，过量摄入糖类、脂肪和热卡等均可导致体内尿酸水平的增高。

剧烈运动可引起血尿酸值升高，主要有肾脏的尿酸排泄降低和尿酸合成增加两方面原因。血清尿酸值的上升与运动强度有关，超过60%高峰摄氧量的运动可导致一过性的血清尿酸值升高，而30%～40%高峰摄氧量的运动则无明显影响。当运动强度超过厌氧性代谢阈值（anaerobic threshold，AT）时为无氧运动，此时糖原分解，ATP大量消耗，骨骼肌所需的ATP生成不足，导致肌源性高尿酸血症。同时，无氧运动产生大量乳酸，抑制尿酸在肾脏的排泄。

尿酸在肾脏的排泄经历肾小球滤过、近端肾小管重吸收、分泌和分泌后重吸收四个过程，影响上述过程的药物均可影响尿酸排泄。例如阿司匹林对尿酸排泄的影响与剂量呈相反关系，小剂量阿司匹林以抑制肾小管排泄尿酸为主，可产生高尿酸血症；大剂量阿司匹林则明显抑制尿酸重吸收作用，总效应使尿酸排泄量增多，可用于治疗高尿酸血症。