Alfa-cetoglutarato: propriedades, funções e aplicações - Ciência - 2023

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Alfa-cetoglutarato: propriedades, funções e aplicações - Ciência
Alfa-cetoglutarato: propriedades, funções e aplicações - Ciência

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o alfacetoglutarato É um sal orgânico produzido a partir da dissociação do ácido cetoglutárico. É um composto de uso médico, que também está presente em células eucarióticas e procarióticas, fazendo parte do ciclo de Krebs (do ácido cítrico ou dos ácidos tricarboxílicos).

Esse ciclo é de grande importância biológica, pois atua como intermediário entre a glicólise e a cadeia de transporte eletrônico, que por sua vez está associada à fosforilação oxidativa, processo responsável pela produção metabólica de ATP.

O alfa-cetoglutarato é administrado por via intravenosa, a fim de prevenir lesões cardíacas durante cirurgias cardíacas, relacionadas a problemas de fluxo sanguíneo. Também é usado para prevenir a deterioração muscular como resultado de cirurgia ou trauma.


É usado na fabricação de medicamentos para doenças renais, intestinais e estomacais, bem como para muitas condições; entretanto, a evidência científica para esses usos é fraca e escassa.

Este sal cumpre inúmeras funções, incluindo a geração de aminoácidos, como prolina, glutamina e ácido glutâmico. Também intervém nos processos imunológicos e na melhoria da estrutura e funcionamento do sistema ósseo.

Propriedades

Aparência

Pó branco ou pó amarelo cristalino.

Sinônimos

α-cetoglutarato, 2-oxoglutarato e 2-cetoglutarato.

Nome preferido da IUPAC: 2-oxo-pentanodioato.

Massa molar

144,08 g / mol

Fórmula molecular

C5H4OU52-

Observe que é um ânion, que deve ser acompanhado por um cátion para equilibrar sua carga negativa; ou Na+, K+, Ca2+ ou outros.


Solubilidade em água

56,5 g / L

Ponto de fusão

113 - 115 ºC

Ponto de ebulição

Ele se decompõe antes de ferver.

Características

ciclo de Krebs

O alfa-cetoglutarato é um composto que faz parte do ciclo de Krebs. É formado a partir da ação da enzima isocitrato desidrogenase sobre o isocitrato com geração de NADH e CO2. Além disso, o alfa-cetoglutarato é um local de incorporação no ciclo de Krebs do ácido glutâmico, um aminoácido.

O ácido glutâmico é transformado em alfa-cetoglutarato, sendo uma forma de evitar o esgotamento dos componentes do ciclo de Krebs. As vias que cumprem essa função são chamadas de anapleróticas. Posteriormente, o alfa-cetoglutarato é convertido em succinil CoA.

O alfa-cetoglutarato é decisivo na velocidade do ciclo de Krebs e está envolvido em várias vias metabólicas. Também é uma fonte de energia para o funcionamento celular, assim como acontece com as células intestinais.


Síntese de aminoácidos

O alfa-cetoglutarato está envolvido direta ou indiretamente na formação de vários aminoácidos. Quando está presente na dieta, é convertido nas células intestinais (enterócitos) em prolina e leucina, entre outros aminoácidos.

O alfa-cetoglutarato é uma fonte para a síntese de glutamina e ácido glutâmico (glutamato); aminoácidos que estimulam a síntese de proteínas. O glutamato, um transmissor neutro, liberado nas terminações nervosas do tecido ósseo e no processo de incorporação da amina ao alfa-cetoglutarato, produz prolina.

A prolina é um aminoácido vital para a síntese do colágeno: uma proteína fibrosa muito abundante nos mamíferos e que faz parte da pele, ossos, tendões, cartilagens e dentes.

Por outro lado, o alfa-cetoglutarato direciona a transformação da prolina em hidroxiprolina. Isso causa a transformação do procolágeno em colágeno e a formação da matriz óssea.

O alfa-cetoglutarato ativa a prolidase, uma enzima envolvida na reciclagem da prolina. Além disso, influencia o tecido ósseo por meio da ação do glutamato e da glutamina.

Esses aminoácidos ativam a síntese dos aminoácidos ornitina e arginina, que estimulam a secreção do hormônio do crescimento.

Transporte de nitrogênio

O alfa-cetoglutarato está envolvido no processo de transporte e eliminação do nitrogênio produzido pelas células. Os grupos amino presentes nos aminoácidos são transferidos para o alfa-cetoglutarato por um processo de transaminação. Esses grupos amino são então transferidos para o fígado.

No fígado, ocorre o ciclo da uréia. Este último e o amônio (NH4+) são as principais formas de excreção de nitrogênio na urina. Além disso, o alfa-cetoglutarato desempenha um papel importante na desintoxicação do nitrogênio no cérebro.

Longevidade e envelhecimento

O alfa-cetoglutarato atuaria aumentando a expectativa de vida do verme Caenorhabditis elegans, agindo especificamente no complexo TOR (alvo da rapamicina). Esse complexo tem sido relacionado a doenças que aumentam sua incidência durante a fase avançada do ser humano.

Uma forma de TOR, TORC1, está implicada no aparecimento de diabetes, doenças cardíacas e câncer na velhice. O TORC1 foi identificado como a relação entre a senescência celular e a geração dessas doenças.

O alfa-cetoglutarato parece desempenhar um papel na inibição do complexo TOR, portanto, teria um papel importante no aumento da expectativa de vida em humanos. A inibição de TORC1 em humanos idosos reduz a incidência de infecções.

Função antioxidante

O alfa-cetoglutarato atua como um agente antioxidante, sendo capaz de reagir com o peróxido de hidrogênio para formar succinato, água e dióxido de carbono. Além disso, é capaz de reagir com outros componentes de espécies reativas de oxigênio (ROS).

Alivia o estresse oxidativo, atuando como fonte de energia e antioxidante nas células de mamíferos. Também aumenta a capacidade antioxidante, promovendo a síntese de glutamina.

Formulários

Em animais

O alfa-cetoglutarato é fornecido para perus, porcos e ratos, resultando em uma melhora na qualidade óssea, que pode ser causada pelos efeitos positivos do aumento da produção de glutamato, uma vez que intervém na regulação do metabolismo ósseo.

Da mesma forma, aumenta a síntese de colágeno, como resultado de um maior suprimento de prolina. Animais tratados com alfa-cetoglutarato apresentam aumento de peso, comprimento, densidade óssea, conteúdo mineral ósseo e resistência elástica óssea.

Em humanos

Acredita-se que o alfa-cetoglutarato ajude a aumentar a síntese de proteína muscular em pacientes pós-operatórios, bem como a melhorar o metabolismo de aminoácidos em pacientes em diálise.

Os médicos administram-no por via intravenosa aos pacientes durante uma cirurgia cardíaca para prevenir lesões cardíacas e também para prevenir a ruptura muscular após a cirurgia. O composto ajuda na produção de tecido muscular e na cicatrização de feridas.

O alfa-cetoglutarato tem sido usado para diferentes fins e condições em humanos, como para ajudar a combater infecções bacterianas, problemas hepáticos, cataratas e para aumentar o processamento de proteínas por pacientes em diálise. Também ajuda a melhorar o desempenho atlético.

Referências

  1. Wikipedia. (2020). Ácido alfa-cetoglutárico. Recuperado de: en.wikipedia.org
  2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y., & Li, D. (2016). Alfa-cetoglutarato: funções fisiológicas e aplicações. Biomolecules & therapeutics, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
  3. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2020). Alfa-cetoglutarato. Banco de dados PubChem., CID = 164533. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. WebMD LLC. (2019). Alfa-cetoglutarato (AKG). Recuperado de: webmd.com
  5. Shaojuan Liu et al. (2018). A função antioxidante do alfa-cetoglutarato e suas aplicações. doi.org/10.1155/2018/3408467
  6. Barbara Beer et al. (2017). Engenharia metabólica in vitro para a produção de α-cetoglutarato. doi.org/10.1016/j.ymben.2017.02.011
  7. Royal Society of Chemistry. (2020). Ácido α-cetoglutárico. Recuperado de: chemspider.com