Ácido metilmalônico: estrutura, propriedades, síntese, usos - Ciência - 2023

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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. Pode ser encontrada 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.

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 ele só foi controlado até certo ponto.

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

Estrutura

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

Nomenclatura

- ácido metilmalônico

- ácido 2-metilpropanodioico

- ácido 1,1-etanodicarboxílico

- MMA (sigla em inglês 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

pK_para = 3,12 (a 20 ºC)

Localização na natureza

É um metabólito humano. Isso significa que 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 há deficiência de vitamina B12, a concentração de MMA no soro aumenta.

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

Consequentemente, um MMA alto pode ter um efeito negativo na saúde. Seu efeito negativo no sistema nervoso e nos 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.

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 acentuadamente.

Este último pode ser atribuído à função renal prejudicada. No entanto, não está claro se o excesso de MMA prejudica os rins ou se danos aos rins por outras razões causam o aumento do MMA.

Doença associada a altos níveis de ácido metilmalônico

A presença de níveis muito elevados de MMA causa um distúrbio metabólico denominado acidúria ou acidemia por MMA.

É promovida pela deficiência parcial ou total da enzima metilmalonil-CoA-mutase, 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.

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 da reação do acrilato de potássio com tetracarbonil-hidruroferrato 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 do 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 com veganos e ovo-lacto-vegetarianos, o MMA sérico foi usado para determinar a deficiência de vitamina B12.

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 deficiência de vitamina B12 em pacientes com câncer 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

NOS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Ácido metilmalônico. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
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 no soro na fortificação pós-ácido fólico. Nutrients 2018, 10 (1): 74. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
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.
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.
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.
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.
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.
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.