(Translated by https://www.hiragana.jp/)
Kyselina β-hydroxybutyrová – Wikipédia Preskočiť na obsah

Kyselina βべーた-hydroxybutyrová

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
(Presmerované z Βべーた-hydroxybutyrát)
Kyselina βべーた-hydroxybutyrová
Kyselina β-hydroxybutyrová
Kyselina βべーた-hydroxybutyrová
Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec C4H8O3
Systematický názov Kyselina 3-hydroxybutánová
Synonymá Kyselina 3-hydroxymaslová, kyselina βべーた-hydroxymaslová, βべーた-hydroxybutanoát
Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť 104,105 g/mol
Ďalšie informácie
Číslo CAS 300-85-6
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI.
Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.

Kyselina βべーた-hydroxybutyrová je βべーた-hydroxykyselina, ktorá patrá medzi ketolátky. Bežne sa používa názov jej konjugovanej bázy, βべーた-hydroxybutyrát, ktorý sa niekedy skracuje ako BHB (ďalšie názvy pozri v infoboxe). Je to chirálna zlúčenina, ktorá má dva enantioméry, u ľudí však vzniká iba jeden z nich (D-βべーた-hydroxybutyrát). Jej oxidované a polymérne deriváty sa bežne vyskytujú v prírode. U ľudí je BHB jedným z dvoch primárnych endogénnych agonistov receptoru hydroxykarboxylových kyselín 2 (HCA2), čo je receptor spriahnutý s G-proteínmi (GPCR).[1][2]

BHB je významnou ketolátkou, ktorá predstavuje alternatívny zdroj energie pre mozog a svaly pri nedostatku glukózy (napríklad pri hladovaní alebo cukrovke).[3][4]

Biosyntéza[upraviť | upraviť zdroj]

U ľudí sa D-βべーた-hydroxybutyrát syntetizuje v pečeni v metabolizme mastných kyselín, βべーた-hydroxy-βべーた-metylbutyrátu a ketogénnych aminokyselín v slede niekoľkých reakcií, ktoré premieňajú tieto látky na acetoacetát, čo je ketolátka, ktorá pri hladovaní vzniká ako prvá.[4] Proces syntézy ketolátok sa nazýva ketogenéza.[4]

Biosyntéza βべーた-hydroxybutyrátu z acetoacetátu je katalyzovaná enzýmom βべーた-hydroxybutyrátdehydrogenázou:[4]

acetoacetát + NADH + H+ → βべーた-hydroxybutyrát + NAD+

Na využitie βべーた-hydroxybutyrátu dochádza k jeho spätnej oxidácii na acetoacetát a rozkladu na acetyl-CoA.[4]

Butyrát sa môže metabolizovať na BHB i druhou metabolickou dráhou, ktorá neprebieha cez acetoacetát. Táto dráha je nasledovná:[5]

butyrát → butyryl-CoA → krotonyl-CoA → βべーた-hydroxybutyryl-CoA → poly-βべーた-hydroxybutyrát → D-βべーた-(D-βべーた-hydroxybutyryloxy)-butyrát → D-βべーた-hydroxybutyrát

Posledná reakcia tejto dráhy, premena D-βべーた-(D-βべーた-hydroxybutyryloxy)-butyrátu na D-βべーた-hydroxybutyrát, je katalyzovaná hydrolázou diméru hydroxybutyrátu.[5]

Koncentrácia v krvi[upraviť | upraviť zdroj]

Koncentrácia BHB v krvnej plazme sa u ľudí zvyšuje počas ketózy a podobne je to i s ostatnými ketolátkami.[6] Táto zvýšená hladina je očakávateľná, keďže BHB vzniká z acetoacetátu. BHB sa môže využiť ako zdroj energie v mozgu, keď je hladina glukózy v krvi nízka.[3][7] U pacientov s diabetom je možné zistiť hladinu ketolátok pomocou testov krvi alebo moču, čím je možné odhaliť diabetickú ketoacidózu. U alkoholickej ketoacidózy vzniká BHB v najvyššej koncentrácii. Ak sa v bunkách pečene vyčerpá zásoba oxalacetátu, dochádza ku ketogenéze, ktorá je spôsobená zníženým príjmom sacharidov (počas diéty alebo hladovania), dlhého nadmerného požívania alkoholu alebo pri nedostatku inzulínu. Keďže oxalacetát je nutný pre vstup acetyl-CoA do citrátového cyklu, nadbytok acetyl-CoA, ktorý vzniká pri rozklade mastných kyselín a nedostatku oxalacetátu, sa namiesto toho využíva na syntézu ketolátok.[chýba zdroj]

Biologická aktivita[upraviť | upraviť zdroj]

BHB a kyselina butyrová sú dva hlavné endogénne agonisty receptoru hydroxykarboxylových kyselín 2 (HCA2), ktorý je spriahnutý s G-proteínmi (patrí medzi GPCR).[1][2][8] BHB je takisto schopný prestúpiť hematoencefalickú bariéru do centrálneho nervového systému.[9] Hladina BHB sa zvyšuje v pečeni, srdci, svaloch, mozgu a iných tkanivách počas cvičenia, kalorických obmedzení, hladovania a ketogénnej diéty.[9] Bolo zistené, že BHB funguje ako inhibítor histónových deacetyláz (HDAC).[9] Keďže BHB inhibuje dva izozýmy HDAC, HDAC2 a HDAC3, zvyšuje hladinu BDNF a TrkB signalizáciu v hipokampe.[9] Okrem toho bolo v štúdii na hlodavcoch zistené, že dlhé cvičenie zvyšuje hladinu BHB v krvi, čo indukuje promótory génu BDNF v hipokampe.[9] Tieto závery by mohli byť klinicky významné pri liečbe depresie, úzkosti a kognitívnych porúch.[9]

U pacientov s epilepsiou na ketogénnej diéte koreluje hladina BHB so schopnosťou ovládať záchvaty. BHB evidentne pôsobí ako optimálny antikonvulzant (proti záchvatom) približne pri koncentrácii 4 mmol/L.[10]

Laboratórna a priemyselná chémia[upraviť | upraviť zdroj]

Polyhydroxybutyrát

BHB je prekurzorom pre polyestery, ktoré sú použiteľné ako biodegradovateľné plasty. Polymér poly(3-hydroxybutyrát) je takisto prirodzene produkovaný baktériou Alcaligenes eutrophus.[11] BHB je možné z tohto polyméru extrahovať kyslou hydrolýzou.[12]

Koncentrácia BHB v krvnej plazme sa meria pomocou testu, ktorý využíva βべーた-hydroxybutyrátdehydrogenázu s NAD+ ako kofaktorom, ktorý prijíma elektróny. Tento enzým katalyzuje premenu BHB na acetoacetát a súčasnú premenu NAD+ na NADH, ktorú je možné merať.[chýba zdroj]

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. ↑ a b Hydroxycarboxylic acid receptors [online]. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. Dostupné online.
  2. ↑ a b International Union of Basic and Clinical Pharmacology. LXXXII: Nomenclature and Classification of Hydroxy-carboxylic Acid Receptors (GPR81, GPR109A, and GPR109B). Pharmacological Reviews, June 2011, s. 269–90. DOI: 10.1124/pr.110.003301. PMID 21454438.
  3. ↑ a b SLÍŽ, Kristián; PAGÁČ, Tomáš. KETÓNY A ŠPORTOVEC [online]. Slovak Antidoping Agency, [cit. 2022-10-27]. Dostupné online. Archivované 2022-01-22 z originálu.
  4. ↑ a b c d e VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1. S. 959-961.
  5. ↑ a b Butanoate metabolism - Reference pathway [online]. Kanehisa Laboratories, 1 November 2017. Dostupné online.
  6. ↑ Beta-Hydroxybutyrate [online]. WebMD LLC., October 30, 2015, [cit. 2017-02-08]. Dostupné online.
  7. ↑ O. E. Owen. Brain Metabolism during Fasting. The Journal of Clinical Investigation, 1967, s. 1589–1595. DOI: 10.1172/JCI105650. PMID 6061736.
  8. ↑ βべーた-D-hydroxybutyric acid: Biological activity [online]. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. Dostupné online.
  9. ↑ a b c d e f Exercise promotes the expression of brain derived neurotrophic factor (BDNF) through the action of the ketone body βべーた-hydroxybutyrate. eLife, 2016. DOI: 10.7554/eLife.15092. PMID 27253067.
  10. ↑ The ketogenic diet: seizure control correlates better with serum beta-hydroxybutyrate than with urine ketones. Journal of Child Neurology, 2000, s. 787–790. DOI: 10.1177/088307380001501203. PMID 11198492.
  11. ↑ Nuclear magnetic resonance studies on unusual bacterial copolyesters of 3-hydroxybutyrate and 4-hydroxybutyrate. Macromolecules, 1988, s. 2722–2727. DOI: 10.1021/ma00187a012.
  12. ↑ Dieter Seebach, Albert K. Beck, Richard Breitschuh, and Kurt Job "Direct Degradation of the Biopolymer Poly[(R)-3-Hydroxybutrric Acid to (R)-3-Hydroxybutanoic Acid and Its Methyl Ester" Org. Synth. 1993, 71, 39. DOI:10.15227/orgsyn.071.0039

Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku beta-Hydroxybutyric acid na anglickej Wikipédii.

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Kyselina_βべーた-hydroxybutyrová&oldid=7490330“