Acid Β-hidroxibutiric
| Acid Β-hidroxibutiric | |
|---|---|
 | |
| Numele IUPAC | |
| Acid 3-hidroxibutanoic | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | C 4 H 8 O 3 |
| Masa moleculară ( u ) | 104.1 |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 206-099-9 și 210-908-0 |
| PubChem | 441 |
| ZÂMBETE | CC(CC(=O)O)O |
| Informații de siguranță | |
Acidul Β-hidroxibutiric , cunoscut și sub numele de acid 3-hidroxibutiric , este un acid carboxilic , un compus organic beta-hidroxi acid (are o grupare hidroxi pe carbonul 3 sau carbonul β). Formula sa chimică este CH 3 CH (OH) CH 2 CO 2 H. Baza sa conjugată este β-hidroxibutirat , cunoscut și sub numele de 3-hidroxibutirat . Acidul Β-hidroxibutiric este un compus chiral cu doi enantiomeri : acidul D-β-hidroxibutiric și acidul L-β-hidroxibutiric. Derivații săi oxidați și polimerici sunt distribuiți pe scară largă în natură. La om, acidul D-β-hidroxibutiric este unul dintre cei doi agoniști endogeni primari ai receptorului 2 al acidului hidroxicarboxilic (HCA 2 ), un receptor cuplat cu proteina G din familia G i / o (GPCR) [1] [2] .
Biosinteza
La om, D-β-hidroxibutiratul poate fi sintetizat în ficat prin metabolizarea acizilor grași (de exemplu din butirat ), β-hidroxi-β-metilbutiratului sau aminoacizilor cetogeni , printr-o serie de reacții care metabolizează acești compuși în acetoacetat , primul corp cetonic care este produs în timpul unei stări de post . Biosinteza D-β-hidroxibutiratului pornind de la acetoacetat este catalizată de enzima β-hidroxibutirat dehidrogenază .
Butiratul poate fi, de asemenea, metabolizat în D-β-hidroxibutirat printr-o a doua cale metabolică care nu necesită participarea acetatului ca intermediar metabolic. Iată în detaliu această cale metabolică [3] :
butirat → butiril-CoA → cotronil-CoA → β-hidroxibutiril-CoA → poli-β-hidroxibutirat → D-β- (D-β-hidroxibutiriloxi) -butirat → D-β-hidroxibutirat
Ultima reacție a acestei căi metabolice, caracterizată prin conversia D-β- (D-β-hidroxibutiriloxi) -butiratului în D-β-hidroxibutirat, este catalizată de enzima hidroxibutirat-dimer hidrolază [3] .
Ca și în cazul altor corpuri cetonice, concentrația de β-hidroxibutirat în plasma sanguină umană crește prin intermediul cetozei [4] . Un nivel ridicat de β-hidroxibutirat apare în mod natural, deoarece β-hidroxibutiratul este format din acetoacetat. Compusul poate fi utilizat ca sursă de energie din creier atunci când glicemia este scăzută [5] . La pacienții diabetici , nivelurile cetonice pot fi măsurate cu teste de urină sau sânge și cetoacidoză semnalată. Cea mai mare concentrație a acestui corp cetonic apare în timpul cetoacidozei alcoolice. Ketogeneza apare atunci când acidul oxaloacetic este epuizat în celulele hepatice, o afecțiune care poate fi creată prin aportul redus de carbohidrați (pentru dietă sau post), consumul prelungit și excesiv de alcool și / sau deficitul de insulină. Deoarece acidul oxaloacetic este crucial pentru intrarea acetil-CoA în ciclul Krebs , producția rapidă de acetil-CoA din oxidarea acidului gras în absența unui acid oxaloacetic suficient depășește capacitatea redusă a ciclului Krebs. CoA este deviat în producția corpului cetonic [6] .
Activitatea biologică
Acidul D-β-hidroxibutiric este, împreună, acidul butiric , unul dintre cei doi agoniști primari ai receptorului endogen 2 acid hidroxicarboxilic (HCA 2), un GPCR cuplat la proteinele G i / o [1] [2] [7] .
Acidul D-β-hidroxibutiric este capabil să traverseze bariera hematoencefalică către sistemul nervos central [8] . Nivelurile de acid β-hidroxibutiric cresc în ficat , inimă , mușchi , creier și alte țesuturi cu activitate fizică , restricție de calorii, post și diete ketogenice [8] . S-a constatat că acest compus acționează ca un inhibitor al histonei deacetilazei (HDAC) [8] . Prin inhibarea HDAC2 și HDAC3 , izoenzimele HDAC clasa I, acidul β-hidroxibutiric crește nivelul factorului neurotrofic cerebral (BDNF) și semnalizarea celulară a receptorilor tropomiozin kinazei B (TrkB) din hipocampus [8] . Mai mult, un studiu efectuat pe rozătoare a confirmat că exercițiul prelungit crește concentrațiile plasmatice de β-hidroxibutirat, ceea ce induce promotorii BDNF în hipocamp [8] . Aceste descoperiri pot avea relevanță clinică în tratamentul depresiei , anxietății și deficitelor cognitive [8] .
„Cetonele exogene se pot dovedi utile pentru mulți pacienți atât pentru a face față mai ușor postului intermitent și OMAD (o masă pe zi), cât și ca instrument pentru realizarea cetozei sau creșterea concentrației de cetone în sânge și beta-hidroxi de semnalizare . -Butirat, prin inhibarea histonei deacetilaza (importantă în prevenirea neoplasmelor și în patologiile neurologice și psihiatrice); ei obișnuiesc, de asemenea, creierul, inima și mușchii cu acest al patrulea combustibil al metabolismului nostru, care trebuie să fi fost important în timpul posturilor lungi din trecut, de la salvare până la ierni în stepe [9] . " [6]
La pacienții cu epileptie care urmează o dietă ketogenică, nivelurile sanguine de β-hidroxibutirat sunt legate în principal de gradul de control al convulsiilor. Pragul adecvat pentru a avea un efect anticonvulsivant optim este de aproximativ 4 mmol / L [10] .
Test de laborator
Concentrația de β-hidroxibutirat în plasmă este măsurată printr-un test care utilizează β-hidroxibutirat dehidrogenază , cu NAD + ca cofactor care acceptă electronii. Conversia β-hidroxibutiratului în acetoacetat, catalizată de această enzimă, reduce NAD + în NADH , generând o schimbare electrică; ordinea de mărime a acestei modificări poate fi apoi utilizată pentru a extrapola cantitatea de β-hidroxibutirat din probă.
Chimie industrială
Acidul Β-hidroxibutiric este precursorul poliesterilor, care sunt materiale plastice biodegradabile. Acest polimer, poli-β-hidroxibutirat , este, de asemenea, produs în mod natural de bacteriile Alcaligenes eutrophus [11] .
Β-hidroxibutiratul poate fi extras din poli-β-hidroxibutirat prin hidroliză acidă [12] .
Notă
- ^ A b (EN) Stefan Offermanns, Steven L. Colletti și Timothy W. Lovenberg, Uniunea Internațională de Farmacologie de Bază și Clinică. LXXXII: Nomenclatura și clasificarea receptorilor de acid hidroxi-carboxilic (GPR81, GPR109A și GPR109B) , în Revizuiri farmacologice , vol. 63, nr. 2, 1 iunie 2011, pp. 269-290, DOI : 10.1124 / pr.110.003301 . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ a b Receptorii acidului hidroxicarboxilic | Receptoare cuplate cu proteine G | IUPHAR / BPS Ghid pentru FARMACOLOGIE , la www.guidetopharmacology.org . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ a b CALEA KEGG: Metabolismul butanoatului - Calea de referință , la www.genome.jp . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ Beta-hidroxibutirat: gamă de referință, interpretare, colectare și panouri , 16 martie 2020. Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ OE Owen, AP Morgan și HG Kemp,Metabolismul creierului în timpul postului * , în Journal of Clinical Investigation , vol. 46, nr. 10, 1967-10, pp. 1589–1595. Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ a b Fabrizio Rapuzzi, Forța de hrănire. Evoluția și fiziologia unui super atlet , Ab Ovo Edizioni, 2020.
- ^ Acid β-D-hidroxibutiric | Pagina Ligand | IUPHAR / BPS Ghid pentru FARMACOLOGIE , la www.guidetopharmacology.org . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ a b c d e f Sama F Sleiman, Jeffrey Henry și Rami Al-Haddad, Exercițiul promovează expresia factorului neurotrofic derivat din creier (BDNF) prin acțiunea β-hidroxibutiratului corpului cetonic , în eLife , vol. 5, DOI : 10.7554 / eLife.15092 . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ David S. Ludwig, Walter C. Willett și Jeff S. Volek, Grăsimi dietetice: De la dușman la prieten? , în Știință , vol. 362, nr. 6416, 15 noiembrie 2018, pp. 764–770, DOI : 10.1126 / science.aau2096 . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ (EN) Donald L. Gilbert, Paula L. Pyzik și John M. Freeman, The Ketogenic Diet: Seizure Control Correlates Better With Seric β-hydroxybutyrate than With Urine Ketones: in Journal of Child Neurology, 2 iulie 2016, DOI : 10.1177 / 088307380001501203 . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ Yoshiharu Doi, Masao Kunioka și Yoshiyuki Nakamura, Studii de rezonanță magnetică nucleară pe copoliesteri bacterieni neobișnuiți de 3-hidroxibutirat și 4-hidroxibutirat , în Macromolecule , vol. 21, n. 9, 1 septembrie 1988, pp. 2722-2727, DOI : 10.1021 / ma00187a012 . Adus pe 21 octombrie 2020 .
- ^ (EN) http://orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV9P0483 , pe orgsyn.org. Adus pe 21 octombrie 2020 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre acidul β-hidroxibutiric
linkuri externe
- ( EN ) Acid β-hidroxibutiric , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
