Alfa-cetoglutarato: propriedades, funções e aplicações

Alfa-cetoglutarato: propriedades, funções e aplicações

O alfa – cetoglutarato é um sal orgânico produzido a partir da dissociação do ácido cetoglutárico. É um composto de uso médico e também presente em células eucarióticas e procarióticas, fazendo parte do ciclo de Krebs (de ácido cítrico ou ácido tricarboxílico).

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 associado à fosforilação oxidativa, um processo responsável pela produção metabólica de ATP.

O alfa-cetoglutarato é administrado por via intravenosa para evitar danos ao coração durante cirurgias cardíacas relacionadas a problemas de fluxo sanguíneo. Também é usado para prevenir a deterioração muscular como consequência de cirurgia ou trauma.

É utilizado no fabrico de medicamentos para doenças renais, distúrbios intestinais e estomacais, bem como para muitas condições; no entanto, a evidência científica para esses usos não é convincente e esparsa.

Este sal cumpre inúmeras funções, entre elas 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-cetoglutato, 2-oxoglutarato e 2-cetoglutarato.

Nome preferido da IUPAC: 2-oxo-pentanodioato.

Massa molar

144,08 g / mol

Fórmula molecular

C 5 H 4 O 5 2-

Observe que é um ânion, que deve ser acompanhado por um cátion para equilibrar sua carga negativa; seja Na + , K + , Ca 2+ ou outros.

Solubilidade em água

56,5 g / L

Ponto de fusão

113 – 115 ºC

Ponto de ebulição

Decompõe-se antes de ferver.

Recursos

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 no isocitrato com a geração de NADH e CO 2 . 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 assim uma maneira de evitar o esgotamento dos componentes do ciclo de Krebs. As rotas que cumprem essa função são chamadas anapleróticas. Posteriormente, o alfa-cetoglutarato é convertido em succinil CoA.

O alfa-cetoglutarato é um fator determinante na velocidade de realização do ciclo de Krebs e intervém em várias vias metabólicas. Da mesma forma, 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 presente na dieta, é convertido em 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 no alfa-cetoglutarato, produz prolina.

A prolina é um aminoácido vital para a síntese de colágeno: uma proteína fibrosa muito abundante em 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 através 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.

O ciclo da uréia ocorre no fígado . Este último e o amônio (NH 4 + ) são as principais formas de excreção de nitrogênio na urina. Além disso, o alfa-cetoglutarato desempenha um papel importante na desintoxicação do nitrogênio cerebral.

Longevidade e envelhecimento

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

Uma forma de TOR, TORC1, estaria envolvida 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, desempenharia um papel importante no aumento da expectativa de vida em humanos. A inibição do TORC1 em humanos idosos reduz a incidência de infecções.

Função antioxidante

O alfa-cetoglutarato atua como um agente antioxidante, sendo capaz de reagir com 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 (ERO).

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

Formulários

Em animais

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

Da mesma forma, aumenta a síntese de colágeno, como resultado de uma maior contribuição da prolina. Os animais tratados com alfa-cetoglutarato mostram aumento de peso, comprimento, densidade óssea, conteúdo mineral ósseo e força elástica óssea.

Em humanos

Pensa-se que o alfa-cetoglutarato ajude a aumentar a síntese de proteínas musculares em pacientes no pós-operatório, além de melhorar o metabolismo de aminoácidos em pacientes dialisados.

Os médicos o administram por via intravenosa aos pacientes durante a cirurgia cardíaca para prevenir lesões cardíacas e também para impedir a ruptura muscular após a cirurgia. O composto auxilia na produção de tecido muscular e na cicatrização de feridas.

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

Referências

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  2. Wu, N., Yang, M., Gaur, U., Xu, H., Yao, Y. & Li, D. (2016). Alfa-cetoglutarato: funções fisiológicas e aplicações. Biomoléculas e terapêutica, 24 (1), 1–8. doi.org/10.4062/biomolther.2015.078
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