La fenilacetilglutamina es un producto formado por la conjugación de fenilacetato y glutamina . Es un metabolito común que se encuentra naturalmente en la orina humana .
El compuesto altamente nitrogenado se encuentra más comúnmente en sujetos humanos con trastornos del ciclo de la urea . Estas afecciones, como la uremia o la hiperamonemia , tienden a provocar niveles elevados de nitrógeno en forma de amoníaco en la sangre. Las condiciones urémicas son el resultado de defectos en las enzimas que convierten el amoníaco en urea, el principal metabolito de desechos nitrogenados en el ciclo de la urea. [1]
La fenilacetilglutamina es el principal metabolito de la degradación del fenilacetato cuando se encuentra en presencia de glutamina en el hígado. También se produce en concentraciones más altas en el organismo a través de la vía de degradación metabólica de los compuestos farmacéuticos fenilbutirato de sodio , fenilbutirato de glicerol y fenilacetato de sodio , considerados más tóxicos, que se utilizan como tratamientos para la disfunción fisiológica en el ciclo de la urea. [2]
El fenilbutirato se beta-oxida en fenilacetato que se conjuga con glutamina en el hígado y se excreta por el riñón. La fenilacetilglutamina es el producto de condiciones urémicas que requieren una vía alternativa al ciclo de la urea para eliminar los desechos de nitrógeno. Este proceso produce niveles comparables de fenilacetilglutamina en la orina en relación con los niveles de urea en un ciclo de urea que funciona correctamente. En 24 horas, el 80-100% de una dosis de fenilbutirato se excreta en la orina como fenilacetilglutamina. [3]
El metabolismo y la conjugación de fenilacetato con glutamina en el hígado implica la acetilación de aminoácidos llevada a cabo por la enzima fenilacetiltranferasa o glutamina N-acetil transferasa. La enzima cataliza la reacción de los sustratos fenilacetil-CoA y L-glutamina para producir CoA y alfa-N-fenilacetil-L-glutamina y ácido fenilacético. [4] [5] La enzima catalítica se ha aislado en las mitocondrias del hígado humano. Además, se ha encontrado fenilacetilglutamina en la orina humana, pero no en el material excretor de ratas, perros, gatos, monos, ovejas o caballos. Durante todo el proceso metabólico, la fenilacetilglutamina se une y se conjuga mediante el plasma libre en el riñón para eliminar el exceso de nitrógeno a través de su excreción en la orina.
Los niveles elevados de nitrógeno en la sangre aumentan la cantidad de glutamina, el principal portador no tóxico de amoníaco en la sangre, en pacientes con hiperamonemia y errores innatos en la síntesis de urea. [6] Los niveles de fenilacetilglutamina en la orina sirven como un biomarcador más eficaz para la excreción de desechos nitrogenados que las medidas del plasma sanguíneo, que fluctúan y son un monitor terapéutico menos efectivo de los niveles de nitrógeno de desecho. Una prueba metabólica de orina de 24 horas de fenilacetilglutamina proporciona un biomarcador no invasivo de nitrógeno residual que refleja de manera más consistente la dosis de ácido fenilbutírico o fenilbutirato de glicerol que se usa para tratar a pacientes con trastornos del ciclo de la urea. [7] [8] Fenilacetilglutamina marcada isotópicamente con 14C también sirve de manera más amplia para caracterizar las tasas relativas de reacciones celulares y funciona como un biomarcador general no invasivo para la gluconeogénesis y los intermedios del ciclo del ácido cítrico en el hígado. [4]