Ácido metilmalónico: estructura, propiedades, síntesis, usos
El ácido metilmalónico es un compuesto orgánico cuya fórmula química es C4H6O4 o HOOC-CH(CH3)-COOH. Es un ácido dicarboxílico conocido también como ácido 2-metilpropanodioico. Se encuentra en el organismo humano pues es un derivado del metabolismo.
El ácido metilmalónico es un intermediario en el metabolismo de las grasas y proteínas. Su transformación dentro del organismo hacia otro compuesto depende de la presencia de una enzima derivada de la cobalamina o vitamina B12.
Cuando su concentración en el suero sanguíneo alcanza valores altos se sospecha de problemas como deficiencia de vitamina B12 o deficiencia genética de algunas enzimas. Por esta razón su uso más relevante es para la determinación de la deficiencia de vitamina B12.
Los valores altos de ácido metilmalónico pueden generar problemas en el sistema nervioso y los riñones. Si los niveles son excesivamente altos se produce un desorden metabólico denominado aciduria, para el cual no se ha encontrado un fármaco curativo, pues solo se ha logrado controlarlo hasta cierto punto.
Sin embargo, los científicos médicos están estudiando nuevas formas de tratar la aciduria causada por el ácido metilmalónico.
Índice del artículo
- 1 Estructura
- 2 Nomenclatura
- 3 Propiedades
- 4 Ubicación en la naturaleza
- 5 Síntesis
- 6 Uso como biomarcador para la deficiencia de vitamina B12 o cobalamina
- 7 Referencias
El ácido metilmalónico está formado por una cadena principal de 3 carbonos de los cuales el del centro tiene unido un grupo metilo –CH3 y los carbonos de los extremos pertenecen a grupos –COOH. Por lo tanto es un ácido dicarboxílico.
– Ácido metilmalónico
– Ácido 2-metilpropanodioico
– Ácido 1,1-etanodicarboxílico
– MMA (siglas del inglés MethylMalonic Acid)
Sólido.
118,09 g/mol
135 ºC
En agua: 679,0 mg/mL
pKa = 3,12 (a 20 ºC)
Es un metabolito humano. Eso significa que se forma durante ciertos procesos del metabolismo, especialmente de grasas y proteínas. Fue aislado de la orina humana por primera vez en 1957. Se ubica principalmente en el citoplasma celular de los riñones e hígado.
Su concentración por encima de los valores normales se asocia a muchas enfermedades, como deficiencia de vitamina B12 o malabsorción de cobalamina, deficiencia de algunas enzimas como mutasa, fumarasa, entre otras, lo que puede ser causado por defectos genéticos.
La detección temprana de un balance negativo de cobalamina en el organismo se realiza mediante la determinación del aumento de ácido metilmalónico en suero. En otras palabras, cuando hay deficiencia de Vitamina B12 se eleva la concentración de MMA en suero.
El MMA interfiere con la producción de energía en la mitocondria mediante la inhibición de la succinato-deshidrogenasa, un complejo proteínico transportador de electrones.
En consecuencia, un elevado MMA puede tener efecto negativo sobre la salud. Se ha reportado su efecto negativo sobre el sistema nervioso y los riñones. Por otra parte, un exceso muy grande de MMA genera aciduria.
El MMA se encuentra en el organismo formando parte de la coenzima L-metilmalonil-CoA. Cuando hay un mal funcionamiento de la enzima L-metilmalonil-CoA-mutasa se forma el MMA.
La enzima L-metilmalonil-CoA-mutasa requiere adenosil-cobalamina, una coenzima de la vitamina B-12, la cual cataliza la isomerización reversible de la L-metilmalonil-CoA a succinil-CoA. Por lo tanto, cuando no existe suficiente adenosil-cobalamina, se obtiene exceso de MMA.
Según estudios realizados en los EEUU, la raza o etnia de la persona afecta el contenido normal de MMA en el suero sanguíneo.
Personas de raza blanca no hispánica tienen una concentración de MMA en suero significativamente mayor que la de personas hispano-mejicanas y que personas afrodescendientes no hispánicas, siendo estas últimas las de menor concentración de MMA en suero. También se encontró que la edad de la persona tiene influencia en el nivel de MMA.
La concentración de MMA comienza a aumentar luego de los 40 años y continúa aumentando con la edad. Luego de los 70 años aumenta abruptamente.
Esto último se podría atribuir a una función renal deteriorada. Sin embargo, no está claro si el exceso de MMA daña los riñones o si los daños en los riñones por otras razones causan el incremento de MMA.
La presencia de muy altos niveles de MMA causa un desorden metabólico denominado aciduria o acidemia por MMA.
Es promovida por una deficiencia parcial o total de la enzima metilmalonil-CoA-mutasa, la cual es una enzima mitocondrial dependiente de la vitamina B12, que interviene en el paso final de la oxidación de valina, isoleucina y ácidos grasos.
No existen terapias aprobadas contra esta enfermedad. Su manejo se reduce a la disminución de la ingesta de proteínas, suplementación de carnitina y del cofactor y monitoreo médico.
Sin embargo, se ha desarrollado una posible terapia que consiste en la administración vía intravenosa de un ARN mensajero encapsulado en nanopartículas de lípido biodegradable.
Dicho ARN mensajero codifica la formación de la enzima metilmalonil-CoA-mutasa, lo que conduce a la reducción del MMA en plasma.
Una de las síntesis del ácido metilmalónico en laboratorio que ha llamado la atención es la de la reacción de acrilato de potasio con tetracarbonilhidruroferrato de potasio durante 4 horas a 70 ºC bajo atmósfera de monóxido de carbono CO.
La reacción es catalítica y muy reproducible, donde destacan las condiciones suaves y el rendimiento mayor de 95%. Fue la primera hidrocarboxilación del ácido acrílico para dar MMA.
Los niveles altos de MMA en suero sanguíneo se han asociado a la deficiencia de vitamina B12. Se estima que la concentración de MMA aumenta en el suero antes de que la disminución de cobalamina se detecte en suero o cause daños en el organismo.
En estudios realizados a personas veganas y ovolactovegetarianas, el MMA en suero ha sido utilizado para determinar la deficiencia de vitamina B12.
Ciertos investigadores encontraron que el tratamiento con metformina de pacientes con diabetes tipo 2 está asociado con un aumento de la concentración de MMA en suero. Este efecto aumenta con el tiempo de tratamiento con metformina y se asocia a la disminución de niveles de vitamina B12 en dichos pacientes.
Además, el MMA ha sido probado para determinar la deficiencia de vitamina B12 en pacientes con tumores cancerígenos y también en mujeres gestantes.
Sin embargo, otros investigadores sugieren que la utilidad de la concentración de MMA en suero para determinar la deficiencia de vitamina B12 es limitada en pacientes con una función renal normal y en personas muy jóvenes.
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