ácido beta-hidroxibutírico


El ácido β-hidroxibutírico , también conocido como ácido 3-hidroxibutírico o BHB, es un compuesto orgánico y un beta hidroxiácido con la fórmula química CH 3 CH(OH)CH 2 CO 2 H; su base conjugada es el β-hidroxibutirato , también conocido como 3-hidroxibutirato . El ácido β-hidroxibutírico es un compuesto quiral con dos enantiómeros : ácido D -β-hidroxibutírico y ácido L -β-hidroxibutírico. Sus derivados oxidados y poliméricos se encuentran ampliamente en la naturaleza. En humanos, D-β-hidroxibutírico ácido es uno de los dos primarios endógenos agonistas de hidroxicarboxílico ácido receptor 2 (HCA 2 ), un G i / o -junto G receptor acoplado a la proteína (GPCR). [1] [2]

En los seres humanos, el D -β-hidroxibutirato se puede sintetizar en el hígado a través del metabolismo de los ácidos grasos (p. ej., butirato ), el β-hidroxi β-metilbutirato y los aminoácidos cetogénicos a través de una serie de reacciones que metabolizan estos compuestos en acetoacetato , que es el primer cuerpo cetónico que se produce en ayunas . La biosíntesis de D -β-hidroxibutirato a partir de acetoacetato es catalizada por la enzima β-hidroxibutirato deshidrogenasa .

El butirato también se puede metabolizar en D -β-hidroxibutirato a través de una segunda vía metabólica que no involucra al acetoacetato como intermediario metabólico. Esta vía metabólica es la siguiente: [3]

La última reacción en esta vía metabólica, que implica la conversión de D -β- ( D -β-hidroxibutiriloxi ) -butirato en D -β-hidroxibutirato , es catalizada por la enzima hidroxibutirato-dímero hidrolasa . [3]

La concentración de β-hidroxibutirato en el plasma sanguíneo humano, al igual que con otros cuerpos cetónicos , aumenta a través de la cetosis . [4] Naturalmente, se espera este nivel elevado de β-hidroxibutirato, ya que el β-hidroxibutirato se forma a partir del acetoacetato. El cerebro puede utilizar el compuesto como fuente de energía cuando la glucosa en sangre es baja. [5] Los pacientes diabéticos pueden analizar sus niveles de cetonas en orina o sangre para indicar cetoacidosis diabética . En la cetoacidosis alcohólica , este cuerpo cetónico se produce en la mayor concentración. La cetogénesis ocurre si el oxalacetatoen las células del hígado se agota, una circunstancia creada por la ingesta reducida de carbohidratos (a través de la dieta o el hambre); consumo prolongado y excesivo de alcohol; y/o deficiencia de insulina. Debido a que el oxaloacetato es crucial para la entrada de acetil-CoA en el ciclo TCA, la rápida producción de acetil-CoA a partir de la oxidación de ácidos grasos en ausencia de suficiente oxaloacetato supera la disminución de la capacidad del ciclo TCA, y el exceso resultante de acetil-CoA es desviado hacia la producción de cuerpos cetónicos. [ cita requerida ]

D ácido -β-hidroxibutírico, junto con el ácido butírico , son los dos primarios endógenos agonistas de hidroxicarboxílico ácido receptor 2 (HCA 2 ), un G i / o -junto GPCR . [1] [2] [9]


Diagrama del metabolismo de la leucina, HMB e isovaleril-CoA en humanos
α-cetoglutarato
Glutamato
Glutamato
alanina
piruvato
Músculo : α-cetoisocaproato (α-KIC)
Hígado : α-cetoisocaproato (α-KIC)
α-cetoácido deshidrogenasa de cadena ramificada ( mitocondrias )
KIC-dioxigenasa
( citosol )
Isovaleril-CoA
β-hidroxi β-metilbutirato
( HMB )
Excretado
en la orina
(10–40%)


HMB-CoA
β-hidroxi β-metilglutaril-CoA
(HMG-CoA)
β-metilcrotonil-CoA
(MC-CoA)
β-metilglutaconil-CoA
(MG-CoA)
CO 2
CO 2
O 2
CO 2
H 2 O
CO 2
H 2 O
( hígado )
HMG-CoA liasa
Enoil-CoA hidratasa
Isovaleril-CoA deshidrogenasa
MC-CoA carboxilasa
MG-CoA hidratasa
HMG-CoA reductasa
HMG-CoA  sintasa
β-hidroxibutirato deshidrogenasa
Vía del mevalonato
tiolasa

Enzima desconocida
β-hidroxibutirato
Acetoacetil-CoA
Acetil-CoA
Acetoacetato
mevalonato
Colesterol
[nota 1]
La imagen de arriba contiene enlaces en los que se puede hacer clic
El acetoacetato, el precursor metabólico del β-hidroxibutirato, es un metabolito de los ácidos grasos , aminoácidos cetogénicos como la leucina [8] y la isoleucina , [8] y el β-hidroxi β-metilbutirato .