El ácido α-cetoisocaproico ( α-KIC ) y su base conjugada , el α-cetoisocaproato , son intermediarios metabólicos en la vía metabólica de la L- leucina . [2] La leucina es un aminoácido esencial y su degradación es fundamental para muchas funciones biológicas. [3] La α-KIC se produce en uno de los primeros pasos de la ruta por el aminoácido de cadena ramificada aminotransferasa al transferir la amina de la L-leucina al alfa cetoglutarato y reemplazar esa amina con una cetona.. La degradación de la L-leucina en el músculo a este compuesto permite la producción de los aminoácidos alanina y glutamato también. En el hígado , la α-KIC se puede convertir en una gran cantidad de compuestos dependiendo de las enzimas y cofactores presentes, que incluyen colesterol , acetil-CoA , isovaleril-CoA y otras moléculas biológicas. Isovaleril-CoA es el principal compuesto sintetizado a partir de ɑ-KIC. [4] [5] [6] α-KIC es un metabolito clave presente en la orina de personas con enfermedad urinaria de jarabe de arce , junto con otros aminoácidos de cadena ramificada . [7] Los derivados de α-KIC se han estudiado en humanos por su capacidad para mejorar el rendimiento físico durante el ejercicio anaeróbico como un puente complementario entre los suplementos de ejercicio a corto y largo plazo. Estos estudios muestran que α-KIC no logra este objetivo sin la presencia de otros suplementos ergogénicos . [8] También se ha observado que α-KIC reduce el daño del músculo esquelético después de ejercicios de resistencia excéntricamente sesgados en personas que no suelen realizar esos ejercicios. [9]
Nombres | |
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Nombre IUPAC Ácido 4-metil-2-oxopentanoico | |
Nombre IUPAC sistemático Ácido 4-metil-2-oxopentanoico [1] | |
Otros nombres Ácido 4-metil-2-oxovalerico | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
3DMet | |
1701823 | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider |
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DrugBank |
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Tarjeta de información ECHA | 100.011.304 |
Número CE |
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IUPHAR / BPS |
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KEGG |
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Malla | Ácido alfa-cetoisocaproico + |
PubChem CID |
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UNII |
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un numero | 3265 |
Tablero CompTox ( EPA ) |
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InChI
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Sonrisas
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Propiedades | |
Fórmula química | C 6 H 10 O 3 |
Masa molar | 130,143 g · mol −1 |
Densidad | 1.055 g cm −3 (a 20 ° C) |
Punto de fusion | 8 a 10 ° C (46 a 50 ° F; 281 a 283 K) |
Punto de ebullición | 85 ° C (185 ° F; 358 K) a 13 mmHg |
log P | 0,133 |
Acidez (p K a ) | 2.651 |
Basicidad (p K b ) | 11.346 |
Peligros | |
Clasificación de la UE (DSD) (desactualizada) | C |
Frases R (desactualizadas) | R34 |
Frases S (desactualizadas) | S26 , S36 / 37/39 , S45 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Actividad biológica
Suplementos
El α-KIC se ha estudiado como un complemento nutricional para ayudar en la realización de una actividad física intensa. Los estudios han demostrado que la ingesta de ɑ-KIC y sus derivados antes de la actividad física aguda provocaba un aumento del trabajo muscular en un 10%, así como una disminución de la fatiga muscular durante la fase inicial de la actividad física. [8] Cuando se tomaron con otros suplementos durante un período de dos semanas, como beta-hidroxi beta-metilbutirato (HMB), los participantes informaron un inicio tardío del dolor muscular , así como otros efectos positivos como aumento de la circunferencia muscular. [9] Es importante señalar que los estudios también han sugerido que la ɑ-KIC por sí sola no tuvo ningún impacto positivo significativo en el rendimiento físico, por lo que debería tomarse junto con otras sustancias ergogénicas. [10] ɑ-KIC no está disponible como suplemento por sí solo, pero su forma aminada HMB está disponible en cápsulas de sal de calcio o en polvo. [4]
Aplicaciones
Las implicaciones bioquímicas de α-KIC están relacionadas en gran medida con otras vías bioquímicas . Se ha observado que la síntesis de proteínas , la regeneración del músculo esquelético y la proteólisis del músculo esquelético cambian cuando se toma ɑ-KIC. No hay mucha investigación sobre los mecanismos específicos que participan en estos procesos, pero existe una correlación notable entre la ingestión de ɑ-KIC y el aumento de la síntesis, regeneración y proteólisis de proteínas del músculo esquelético. [4]
Toxicidad
Múltiples estudios han demostrado que no ha habido efectos adversos en humanos ni animales que ingirieron α-KIC o HMB. [11] [12]
Uso medico
Los alfa-cetoácidos de cadena ramificada como el α-KIC se encuentran en altas concentraciones en la orina de personas que padecen la enfermedad de la orina con jarabe de arce. Esta enfermedad es causada por una deficiencia parcial de alfa-cetoácido deshidrogenasa de cadena ramificada , que conduce a una acumulación de alfa-cetoácidos de cadena ramificada, incluidos α-KIC y HMB. [13] Estos cetoácidos se acumulan en el hígado , [4] [5] [6] y dado que se puede producir una cantidad limitada de isovaleril-CoA, estos cetoácidos deben excretarse en la orina como α-KIC, HMB, y muchos otros cetoácidos similares . Los brotes en personas que padecen esta afección se deben a una mala alimentación. [7] Los síntomas de la enfermedad de la orina con jarabe de arce incluyen orina con olor dulce, irritabilidad , letargo y, en casos graves, edema cerebral, apnea , coma o insuficiencia respiratoria . [13] [7] El tratamiento incluye reducir la ingesta de leucina y una dieta especializada para compensar la falta de ingestión de leucina. [7]
Metabolismo de la leucina
Metabolismo de la leucina en humanos |
Referencias
- ^ CID 70 de PubChem
- ^ a b c Wilson JM, Fitschen PJ, Campbell B, Wilson GJ, Zanchi N, Taylor L, Wilborn C, Kalman DS, Stout JR, Hoffman JR, Ziegenfuss TN, Lopez HL, Kreider RB, Smith-Ryan AE, Antonio J (Febrero de 2013). "Stand de posición de la sociedad internacional de nutrición deportiva: beta-hidroxi-beta-metilbutirato (HMB)" . Revista de la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva . 10 (1): 6. doi : 10.1186 / 1550-2783-10-6 . PMC 3568064 . PMID 23374455 .
- ^ https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Leucine
- ^ a b c d Wilson, Jacob M .; Fitschen, Peter J .; Campbell, Bill; Wilson, Gabriel J .; Zanchi, Nelo; Taylor, Lem; Wilborn, Colin; Kalman, Douglas S .; Stout, Jeffrey R .; Hoffman, Jay R .; Ziegenfuss, Tim N .; López, Héctor L .; Kreider, Richard B .; Smith-Ryan, Abbie E .; Antonio, Jose (2 de febrero de 2013). "Stand de posición de la sociedad internacional de nutrición deportiva: beta-hidroxi-beta-metilbutirato (HMB)" . Revista de la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva . 10 (1): 6. doi : 10.1186 / 1550-2783-10-6 . PMC 3568064 . PMID 23374455 .
- ^ a b Zanchi, Nelo Eidy; Gerlinger-Romero, Frederico; Guimarães-Ferreira, Lucas; de Siqueira Filho, Mário Alves; Felitti, Vitor; Lira, Fabio Santos; Seelaender, Marília; Lancha, Antonio Herbert (abril de 2011). "Suplementación con HMB: efectos y mecanismos de acción relacionados con el rendimiento clínico y atlético". Aminoácidos . 40 (4): 1015-1025. doi : 10.1007 / s00726-010-0678-0 . PMID 20607321 . S2CID 11120110 .
- ^ a b Kohlmeier, M (mayo de 2015). "Leucina". Metabolismo de nutrientes: estructuras, funciones y genes (2ª ed.). Prensa académica. págs. 385–388. ISBN 978-0-12-387784-0.
- ^ a b c d Strauss, Kevin A; Puffenberger, Erik G; Carson, Vincent J. "Enfermedad de la orina de jarabe de arce" . GeneReviews .
- ^ a b Stevens, Bruce R. (2013). "Una descripción general del ácido glicina-arginina-alfa-cetoisocaproico (GAKIC) en nutrición deportiva". Nutrición y rendimiento deportivo mejorado . págs. 433–438. doi : 10.1016 / B978-0-12-396454-0.00044-8 . ISBN 978-0-12-396454-0.
- ^ a b Someren, Ken A. van; Edwards, Adam J .; Howatson, Glyn (1 de agosto de 2005). "La suplementación con β-hidroxi-β-metilbutirato (HMB) y ácido α-cetoisocaproico (KIC) reduce los signos y síntomas del daño muscular inducido por el ejercicio en el hombre". Revista Internacional de Nutrición Deportiva y Metabolismo del Ejercicio . 15 (4): 413–424. doi : 10.1123 / ijsnem.15.4.413 . PMID 16286672 .
- ^ Milenrama, Joshua F; Parr, Jeffrey J; White, Lesley J; Borsa, Paul A; Stevens, Bruce R (diciembre de 2007). "Los efectos de la suplementación con ácido alfa-cetoisocaproico a corto plazo sobre el rendimiento del ejercicio: un ensayo controlado aleatorio" . Revista de la Sociedad Internacional de Nutrición Deportiva . 4 (1): 2. doi : 10.1186 / 1550-2783-4-2 . PMC 2042499 . PMID 17908285 .
- ^ Nissen, S .; Sharp, RL; Panton, L .; Vukovich, M .; Trappe, S .; Fuller, JC (1 de agosto de 2000). "La suplementación de β-hidroxi-β-metilbutirato (HMB) en humanos es segura y puede disminuir los factores de riesgo cardiovascular" . La Revista de Nutrición . 130 (8): 1937-1945. doi : 10.1093 / jn / 130.8.1937 . PMID 10917905 .
- ^ Baxter, JH; Carlos, JL; Thurmond, J .; Rehani, RN; Bultman, J .; Frost, D. (diciembre de 2005). "Toxicidad dietética del butirato de calcio β-hidroxi-β-metilo (CaHMB)". Toxicología alimentaria y química . 43 (12): 1731-1741. doi : 10.1016 / j.fct.2005.05.016 . PMID 16006030 .
- ^ a b Strauss, Kevin A .; Wardley, Bridget; Robinson, Donna; Hendrickson, Christine; Rider, Nicholas L .; Puffenberger, Erik G .; Shelmer, Diana; Moser, Ann B .; Morton, D. Holmes (abril de 2010). "Enfermedad clásica de la orina del jarabe de arce y desarrollo del cerebro: principios de gestión y diseño de fórmulas" . Genética molecular y metabolismo . 99 (4): 333–345. doi : 10.1016 / j.ymgme.2009.12.007 . PMC 3671925 . PMID 20061171 .
- ^ a b Kohlmeier M (mayo de 2015). "Leucina" . Metabolismo de nutrientes: estructuras, funciones y genes (2ª ed.). Prensa académica. págs. 385–388. ISBN 978-0-12-387784-0. Consultado el 6 de junio de 2016 .
Combustible energético: con el tiempo, la mayoría de los leu se descomponen, proporcionando aproximadamente 6,0 kcal / g. Aproximadamente el 60% del Leu ingerido se oxida en unas pocas horas ... Cetogénesis: una proporción significativa (40% de una dosis ingerida) se convierte en acetil-CoA y, por lo tanto, contribuye a la síntesis de cetonas, esteroides, ácidos grasos y otros compuestos
Figura 8.57: Metabolismo de L- leucina