Estrutura do ácido metilmalônico, propriedades, síntese, usos

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David Holt
Estrutura do ácido metilmalônico, propriedades, síntese, usos

O ácido metilmalônico é um composto orgânico cuja fórmula química é C4H6OU4 ou HOOC-CH (CH3) -COOH. É um ácido dicarboxílico também conhecido como ácido 2-metilpropanodioico. É encontrado no corpo humano, pois é um derivado do metabolismo.

O ácido metilmalônico é um intermediário no metabolismo de gorduras e proteínas. Sua transformação dentro do corpo em outro composto depende da presença de uma enzima derivada da cobalamina ou vitamina B12.

Célula humana visualizada através de um microscópio de fluorescência. Em seu citoplasma, o ácido metilmalônico é formado. Verde azulado: núcleo. Vermelho: Membrana. Marc Vidal [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Quando sua concentração no soro atinge valores elevados, suspeita-se de problemas como deficiência de vitamina B12 ou deficiência genética de algumas enzimas. Por esse motivo, seu uso mais relevante é para a determinação da deficiência de vitamina B12..

Níveis elevados de ácido metilmalônico podem causar problemas no sistema nervoso e nos rins. Se os níveis forem excessivamente elevados, ocorre um distúrbio metabólico denominado acidúria, para o qual não foi encontrado um medicamento curativo, pois só foi controlado até certo ponto.

No entanto, os cientistas médicos estão estudando novas maneiras de tratar a acidúria causada pelo ácido metilmalônico..

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 propriedades
    • 3.1 Estado físico
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Ponto de fusão
    • 3.4 Solubilidade
    • 3.5 Constante de dissociação
  • 4 Localização na natureza
    • 4.1 Treinamento no corpo humano
    • 4.2 Quantidade normal de MMA no soro de sangue humano
    • 4.3 Doença associada a altos níveis de ácido metilmalônico
  • 5 Síntese
  • 6 Use como um biomarcador para deficiência de vitamina B12 ou cobalamina
  • 7 referências

Estrutura

O ácido metilmalônico é formado por uma cadeia principal de 3 carbonos, dos quais o do centro está ligado a um grupo metil -CH3 e os carbonos finais pertencem a grupos -COOH. Portanto, é um ácido dicarboxílico.

Estrutura da molécula de ácido malônico ou ácido 2-metilpropanodioico. 18:59 de Fvasconcellos 26 de Maio de 2007 (UTC) [Domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Ácido metilmalônico

- Ácido 2-metilpropanodioico

- Ácido 1,1-etanodicarboxílico

- MMA Ácido MetilMalônico)

Propriedades

Estado físico

Sólido.

Peso molecular

118,09 g / mol

Ponto de fusão

135 ºC

Solubilidade

Em água: 679,0 mg / mL

Constante de dissociação

pKpara = 3,12 (a 20 ºC)

Localização na natureza

É um metabólito humano. Isso significa que ele é formado durante certos processos metabólicos, especialmente a partir de gorduras e proteínas. Foi isolado da urina humana pela primeira vez em 1957. Está localizado principalmente no citoplasma celular dos rins e do fígado..

Sua concentração acima dos valores normais está associada a muitas doenças, como deficiência de vitamina B12 ou má absorção de cobalamina, deficiência de algumas enzimas como mutase, fumarase, entre outras, que podem ser causadas por defeitos genéticos.

A detecção precoce de um balanço negativo da cobalamina no organismo é realizada pela determinação do aumento do ácido metilmalônico no soro. Em outras palavras, quando a vitamina B12 é deficiente, a concentração de MMA no soro aumenta..

O MMA interfere na produção de energia na mitocôndria ao inibir a succinato desidrogenase, um complexo protéico transportador de elétrons.

Mitocôndria, um local na célula onde o ácido malônico pode interferir nos processos metabólicos normais. Louisa Howard [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Conseqüentemente, um MMA alto pode ter um efeito negativo na saúde. Seu efeito negativo sobre o sistema nervoso e os rins foi relatado. Por outro lado, um excesso muito grande de MMA causa acidúria.

Treinamento no corpo humano

O MMA é encontrado no corpo como parte da coenzima L-metilmalonil-CoA. Quando há um mau funcionamento da enzima L-metilmalonil-CoA-mutase, o MMA é formado.

A enzima L-metilmalonil-CoA-mutase requer adenosil-cobalamina, uma coenzima da vitamina B-12, que catalisa a isomerização reversível de L-metilmalonil-CoA em succinil-CoA. Portanto, quando não há adenosil-cobalamina suficiente, o excesso de MMA é obtido..

Quantidade normal de MMA no soro de sangue humano

Segundo estudos realizados nos EUA, a raça ou etnia da pessoa afeta o conteúdo normal de MMA no soro sanguíneo.

Laboratório de análises de sangue. Autor: Darko Stojanovic. Fonte: Pixabay.

Os brancos não hispânicos têm uma concentração sérica de MMA significativamente maior do que os hispano-mexicanos e os afro-descendentes não hispânicos, sendo que os últimos têm a concentração sérica de MMA mais baixa. Verificou-se também que a idade da pessoa influencia no nível do MMA..

A concentração de MMA começa a aumentar após os 40 anos e continua a aumentar com a idade. Após os 70 anos, aumenta drasticamente.

Este último pode ser atribuído ao comprometimento da função renal. No entanto, não está claro se o excesso de MMA prejudica os rins ou se danos aos rins por outros motivos causam o aumento do MMA..

Doença associada a altos níveis de ácido metilmalônico

Níveis muito elevados de MMA causam um distúrbio metabólico denominado acidúria ou acidemia por MMA..

É promovida por uma deficiência parcial ou total da enzima metilmalonil-CoA-mutase, que é uma enzima mitocondrial dependente da vitamina B12, que intervém na etapa final da oxidação da valina, isoleucina e ácidos graxos.

Não existem terapias aprovadas para esta doença. Seu manejo se reduz à redução da ingestão de proteínas, suplementação de carnitina e cofator e acompanhamento médico.

No entanto, foi desenvolvida uma possível terapia que consiste na administração intravenosa de RNA mensageiro encapsulado em nanopartículas lipídicas biodegradáveis..

Autor: frolicsomepl. Fonte: Pixabay.

O referido RNA mensageiro codifica a formação da enzima metilmalonil-CoA-mutase, que leva à redução de MMA no plasma.

Síntese

Uma das sínteses do ácido metilmalônico em laboratório que tem chamado a atenção é a reação do acrilato de potássio com tetracarbonilidruroferrato de potássio por 4 horas a 70 ºC sob atmosfera de monóxido de carbono CO.

A reação é catalítica e altamente reprodutível, onde se destacam condições amenas e um rendimento superior a 95%. Foi a primeira hidrocarboxilação de ácido acrílico a dar MMA.

Use como um biomarcador para deficiência de vitamina B12 ou cobalamina

Altos níveis de MMA no soro sanguíneo foram associados à deficiência de vitamina B12. Estima-se que a concentração de MMA aumenta no soro antes que a diminuição da cobalamina seja detectada no soro ou cause danos ao corpo.

Em estudos de veganos e lacto-ovovegetarianos, o MMA sérico tem sido usado para determinar a deficiência de vitamina B12.

Exames de sangue humano. Fonte: Pixabay.

Certos pesquisadores descobriram que o tratamento com metformina de pacientes com diabetes tipo 2 está associado ao aumento da concentração sérica de MMA. Este efeito aumenta com o tempo de tratamento com metformina e está associado à diminuição dos níveis de vitamina B12 nesses pacientes..

Além disso, o MMA foi testado para determinar a deficiência de vitamina B12 em pacientes com tumores cancerígenos e também em mulheres grávidas..

No entanto, outros pesquisadores sugerem que a utilidade da concentração sérica de MMA na determinação da deficiência de vitamina B12 é limitada em pacientes com função renal normal e em pessoas muito jovens..

Referências

  1. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Ácido metilmalônico. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Ganji, V. e Kafai, M.R. (2018). Valores de referência da população para concentrações séricas de ácido metilmalônico e sua relação com idade, sexo, raça-etnia, uso de suplementos, função renal e vitamina B12 sérica na fortificação pós-ácido fólico. Nutrients 2018, 10 (1): 74. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Gallego-Narbón, A. et al. (2018). Níveis de ácido metilmalônico e sua relação com a suplementação de cobalamina em vegetarianos espanhóis. Plant Foods for Human Nutrition 2018, 73 (3): 166-171. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Out, M. et al. (2018). Tratamento de longo prazo com metformina em diabetes tipo 2 e ácido metilmalônico: Análise Post Hoc de um estudo randomizado controlado de 4,3 anos. Journal of Diabetes and its Complplications. Volume 32, edição 2, fevereiro de 2018, páginas 171-178. Recuperado de sciencedirect.com.
  5. An, D. et al. (2017). Terapia de RNA mensageiro sistêmico como tratamento para a acidemia metilmalônica. Cell Reports 2017, 21 (12), 3548-3558. Recuperado de sciencedirect.com.
  6. Vashi, P. et al. (2016). Ácido metilmalônico e homocisteína como indicadores de deficiência de vitamina B-12 no câncer. PLoS ONE 2016 11 (1): e0147843. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Choi, R. et al. (2016). Um estudo prospectivo sobre o metilmalônico sérico e a homocisteína em mulheres grávidas. Nutrients 2016, 8 (12): 797. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
  8. Brunet, J.-J. e Passelaigue, E. (1990). Carbonilação Catalítica Totalmente Regiosseletiva de Derivados Acrílicos: Síntese de Ácido Metilmalônico por Hidrocarboxilação Catalisada por Ferro Pentacarbonil de Ácido Acrílico. Organometallics 1990, 9, 1711-1713. Recuperado de pubs.acs.org.

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