ACIDUL METILMALONIC: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, SINTEZĂ, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Acidul metilmalonic este un compus organic a cărui formulă chimică este C ₄ H ₆ O ₄ sau HOOC-CH (CH ₃ ) -COOH. Este un acid dicarboxilic cunoscut și sub denumirea de acid 2-metilpropanedioic. Se găsește în corpul uman, deoarece este un derivat al metabolismului.

Acidul metilmalonic este un intermediar în metabolismul grăsimilor și proteinelor. Transformarea sa în corp în alt compus depinde de prezența unei enzime derivate din cobalamina sau vitamina B12.

Celulă umană vizualizată printr-un microscop fluorescent. În citoplasmă, se formează acid metilmalonic. Verde albăstrui: miez. Roșu: membrană. Marc Vidal. Sursa: Wikimedia Commons.

Când concentrația sa în serul din sânge ating valori ridicate, sunt suspectate probleme precum deficitul de vitamina B12 sau deficiența genetică a unor enzime. Din acest motiv, utilizarea sa cea mai relevantă este determinarea deficitului de vitamina B12.

Nivelurile ridicate de acid metilmalonic pot cauza probleme cu sistemul nervos și rinichii. Dacă nivelurile sunt excesiv de mari, apare o tulburare metabolică numită acidurie, pentru care nu a fost găsit un medicament curativ, deoarece a fost controlat doar într-o anumită măsură.

Cu toate acestea, oamenii de știință medicale studiază noi modalități de a trata aciduria cauzată de acidul metilmalonic.

Structura

Acidul metilmalonic este format dintr - un lanț principal de 3 atomi de carbon din care cel din centru a atașat o grupare metil -CH ₃ și atomii de carbon de capăt aparțin grupurilor -COOH. Prin urmare, este un acid dicarboxilic.

Structura moleculei de acid malonic sau acid 2-metilpropanedioic. Fvasconcellos 18:59, 26 mai 2007 (UTC). Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

- Acidul metilmalonic

- Acid 2-metilpropanedioic

- Acid 1,1-etanedicarboxilic

- MMA (Acid MetilMalonic)

Proprietăți

Stare fizică

Solid.

Greutate moleculară

118,09 g / mol

Punct de topire

135 ºC

Solubilitate

În apă: 679,0 mg / ml

Constanta de disociere

pK _a = 3,12 (la 20 ° C)

Locația în natură

Este un metabolit uman. Asta înseamnă că se formează în timpul anumitor procese metabolice, în special din grăsimi și proteine. A fost izolat din urina umană pentru prima dată în 1957. Este localizat în principal în citoplasma celulară a rinichilor și a ficatului.

Concentrația sa peste valorile normale este asociată cu multe boli, cum ar fi deficitul de vitamina B12 sau malabsorbția de cobalamină, deficiența unor enzime precum mutază, fumarase, printre altele, care poate fi cauzată de defecte genetice.

Detectarea precoce a unui echilibru negativ de cobalamină în organism se realizează prin determinarea creșterii acidului metilmalonic în ser. Cu alte cuvinte, când vitamina B12 este deficitară, concentrația de MMA în ser crește.

MMA interferează cu producerea de energie în mitocondrii prin inhibarea succinatei dehidrogenazei, un complex proteic care transportă electroni.

Mitocondrii, un loc în celula în care acidul malonic poate interfera cu procesele normale de metabolism. Louisa Howard. Sursa: Wikimedia Commons.

În consecință, un MMA mare poate avea un efect negativ asupra sănătății. Sa raportat efectul negativ asupra sistemului nervos și a rinichilor. Pe de altă parte, un exces foarte mare de MMA provoacă acidurie.

Antrenament în corpul uman

MMA se găsește în organism ca parte a coenzimei L-metilmalonil-CoA. Când există o defecțiune a enzimei L-metilmalonil-CoA-mutază, se formează MMA.

Enzima L-metilmalonil-CoA-mutază necesită adenosil-cobalamină, o coenzimă a vitaminei B-12, care catalizează izomerizarea reversibilă a L-metilmalonil-CoA în succinil-CoA. Prin urmare, atunci când nu există suficient adenosil-cobalamină, se obține exces de MMA.

Cantitate normală de MMA în serul de sânge uman

Conform studiilor efectuate în SUA, rasa sau etnia persoanei afectează conținutul normal de MMA în serul din sânge.

Laborator de analize de sânge Autor: Darko Stojanovic. Sursa: Pixabay.

Albii non-hispanici au o concentrație de MMA serică semnificativ mai mare decât afro-descendenții hispanici-mexicani și afro-descendenți non-hispanici, aceștia din urmă având cea mai mică concentrație serică de MMA. S-a constatat, de asemenea, că vârsta persoanei influențează nivelul MMA.

Concentrația MMA începe să crească după vârsta de 40 de ani și continuă să crească odată cu vârsta. După vârsta de 70 de ani, crește brusc.

Acestea din urmă ar putea fi atribuite funcției renale afectate. Cu toate acestea, nu este clar dacă excesul de MMA dăunează rinichilor sau dacă deteriorarea rinichilor din alte motive determină creșterea MMA.

Boala asociată cu niveluri ridicate de acid metilmalonic

Prezența unor niveluri foarte mari de MMA determină o tulburare metabolică numită acidurie sau acidemia MMA.

Este promovată de o deficiență parțială sau totală a enzimei metilmalonil-CoA-mutază, care este o enzimă mitocondrială dependentă de vitamina B12, care intervine în etapa finală de oxidare a valinei, izoleucinei și acizilor grași.

Nu există terapii aprobate pentru această boală. Managementul său se reduce la reducerea aportului de proteine, suplimentarea carnitinei și cofactorului și monitorizarea medicală.

Cu toate acestea, a fost dezvoltată o posibilă terapie constând în administrarea intravenoasă de ARN mesager încapsulat în nanoparticule lipidice biodegradabile.

Autor: frolicsomepl. Sursa: Pixabay.

Respectivul ARN mesager codifică formarea enzimei metilmalonil-CoA-mutază, ceea ce duce la reducerea MMA în plasmă.

Sinteză

Una dintre sintezele acidului metilmalonic din laborator care a atras atenția este cea a reacției acrilatului de potasiu cu tetracarbonilhidruroferratul de potasiu timp de 4 ore la 70 ° C în atmosferă de monoxid de carbon CO.

Reacția este catalitică și foarte reproductibilă, unde se evidențiază condiții ușoare și un randament mai mare de 95%. A fost prima hidrocarboxilare a acidului acrilic care a dat MMA.

Utilizați ca biomarker pentru deficiența de vitamina B12 sau cobalamină

Niveluri ridicate de MMA în serul sanguin au fost asociate cu deficiență de vitamina B12. Se estimează că concentrația de MMA crește în ser înainte ca detectarea cobalaminei să fie detectată în ser sau să provoace deteriorarea organismului.

În studiile asupra veganilor și lacto-ovo-vegetarienilor, MMA seric a fost utilizat pentru a determina deficiența de vitamina B12.

Analize de sânge uman. Sursa: Pixabay.

Anumiți anchetatori au descoperit că tratamentul cu metformină la pacienții cu diabet zaharat tip 2 este asociat cu o creștere a concentrației serice de MMA. Acest efect crește odată cu timpul tratamentului cu metformină și este asociat cu scăderea nivelului de vitamina B12 la acești pacienți.

În plus, MMA a fost testat pentru a determina deficiența de vitamina B12 la pacienții cu cancer și, de asemenea, la femeile gravide.

Cu toate acestea, alți investigatori sugerează că utilitatea concentrației serice de MMA în determinarea deficienței de vitamina B12 este limitată la pacienții cu funcție renală normală și la tineri foarte mici.

Referințe

1. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Acidul metilmalonic. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ganji, V. și Kafai, MR (2018). Valorile de referință ale populației pentru concentrațiile de acid metilmalonic seric și relația sa cu vârsta, sexul, rasa-etnia, utilizarea suplimentului, funcția rinichilor și vitamina B12 serică în fortificarea acidului post-folic. Nutrienți 2018, 10 (1): 74. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón, A. și colab. (2018). Nivelurile de acid metilmalonic și relația lor cu suplimentarea de cobalamină la vegetarienii spanioli. Plant Foods for Human Nutrition 2018, 73 (3): 166-171. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
4. Afară, M. și colab. (2018). Tratamentul de lungă durată cu metformină în diabetul de tip 2 și acidul metilmalonic: Analiza post Hoc a unui studiu randomizat controlat pe 4,3 ani. Jurnalul de Diabet și Complicațiile sale. Volumul 32, numărul 2, februarie 2018, paginile 171-178. Recuperat de la sciencedirect.com.
5. An, D. și colab. (2017). Terapia sistemică cu ARN de mesagerie ca tratament pentru acidemia metilmalonică. Rapoarte celulare 2017, 21 (12), 3548-3558. Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Vashi, P. și colab. (2016). Acidul metilmalonic și Homocisteina ca indicatori ai deficitului de vitamina B-12 în cancer. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
7. Choi, R. și colab. (2016). Studiu prospectiv asupra serului metilmalonic și homocisteinei la femeile gravide. Nutrienți 2016, 8 (12): 797. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet, J.-J. și Passelaigue, E. (1990). Carbonilarea catalitică complet regioselectivă a derivatelor acrilice: sinteza acidului metilmalonic prin fier pentacarbonil hidrocarboxilare catalizată a acidului acrilic. Organometalici 1990, 9, 1711-1713. Recuperat din pubs.acs.org.