حمض الميثيل مالونيك: التركيب والخصائص والتوليف والاستخدامات - كيمياء - 2026

و حمض الميثيل هو مركب عضوي الذي هو الصيغة الكيميائية C ₄ H ₆ O ₄ أو HOOC-CH (CH ₃) -COOH. وهو حمض ثنائي الكربوكسيل يعرف أيضًا باسم حمض 2-ميثيل بروبانديويك. يوجد في جسم الإنسان لأنه مشتق من التمثيل الغذائي.

حمض الميثيل مالونيك هو وسيط في عملية التمثيل الغذائي للدهون والبروتينات. يعتمد تحوله داخل الجسم إلى مركب آخر على وجود إنزيم مشتق من الكوبالامين أو فيتامين ب 12.

تصور الخلية البشرية من خلال مجهر مضان. يتكون حمض الميثيل مالونيك في السيتوبلازم. أخضر مزرق: لب. الأحمر: غشاء. مارك فيدال. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

عندما يصل تركيزه في مصل الدم إلى قيم عالية ، يشتبه في حدوث مشاكل مثل نقص فيتامين ب 12 أو النقص الوراثي لبعض الإنزيمات. لهذا السبب ، فإن استخدامه الأكثر صلة هو تحديد نقص فيتامين ب 12.

يمكن أن تسبب المستويات العالية من حمض الميثيل مالونيك مشاكل في الجهاز العصبي والكلى. إذا كانت المستويات مرتفعة بشكل مفرط ، يحدث اضطراب استقلابي يسمى حمض البيلة ، والذي لم يتم العثور على دواء علاجي له ، حيث تم التحكم فيه فقط إلى حد معين.

ومع ذلك ، يدرس علماء الطب طرقًا جديدة لعلاج الحمضية التي يسببها حمض الميثيل مالونيك.

بناء

يتكون حمض الميثيل مالونيك من سلسلة رئيسية مكونة من 3 ذرات كربون والتي تم ربط مجموعة الميثيل الموجودة في المركز بمجموعة الميثيل -CH ₃ وتنتمي الكربون الطرفية إلى مجموعات -COOH. لذلك فهو حمض ثنائي الكربوكسيل.

هيكل جزيء حمض المالونيك أو حمض 2-ميثيل بروبانديويك. Fvasconcellos 18:59 ، 26 مايو 2007 (UTC). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

التسمية

- حمض الميثيل مالونيك

- 2-ميثيل بروبانديويك حامض

- 1،1-حمض الكربوكسيل الإيثانيدي

- MMA (حمض ميثيل مالونيك)

الخصائص

الحالة الفيزيائية

صلب.

الوزن الجزيئي الغرامي

118.09 جم / مول

نقطة الانصهار

135 درجة مئوية

الذوبان

في الماء: 679.0 مجم / مل

التفكك ثابت

pK _أ = 3.12 (عند 20 درجة مئوية)

الموقع في الطبيعة

إنه مستقلب بشري. هذا يعني أنه يتكون أثناء عمليات التمثيل الغذائي معينة ، وخاصة من الدهون والبروتينات تم عزله من بول الإنسان لأول مرة في عام 1957. وهو موجود بشكل رئيسي في السيتوبلازم الخلوي للكلى والكبد.

يرتبط تركيزه فوق القيم الطبيعية بالعديد من الأمراض ، مثل نقص فيتامين ب 12 أو سوء امتصاص كوبالامين ، ونقص بعض الإنزيمات مثل موتيز ، فوماراس ، من بين أمور أخرى ، والتي يمكن أن تكون ناجمة عن عيوب وراثية.

يتم الكشف المبكر عن التوازن السلبي للكوبالامين في الكائن الحي عن طريق تحديد زيادة حمض الميثيل مالونيك في مصل الدم. بمعنى آخر ، عندما ينقص فيتامين ب 12 ، يزداد تركيز MMA في مصل الدم.

يتداخل MMA مع إنتاج الطاقة في الميتوكوندريا عن طريق تثبيط إنزيم نازعة الهيدروجين السكسينات ، وهو مركب بروتيني ينقل الإلكترون.

الميتوكوندريا ، مكان في الخلية حيث يمكن أن يتداخل حمض المالونيك مع عمليات التمثيل الغذائي الطبيعية. لويزا هوارد. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

وبالتالي ، يمكن أن يكون لارتفاع MMA تأثير سلبي على الصحة. تم الإبلاغ عن تأثيره السلبي على الجهاز العصبي والكلى. من ناحية أخرى ، فإن الفائض الكبير جدًا من MMA يسبب بيلة حمضية.

تدريب في جسم الإنسان

تم العثور على MMA في الجسم كجزء من أنزيم L-methylmalonyl-CoA. عندما يكون هناك خلل في إنزيم L-methylmalonyl-CoA-mutase ، يتم تشكيل MMA.

يتطلب إنزيم L-methylmalonyl-CoA-mutase أدينوسيل كوبالامين ، وهو أنزيم مساعد لفيتامين B-12 ، والذي يحفز الأزمرة القابلة للعكس لـ L-methylmalonyl-CoA إلى succinyl-CoA. لذلك ، عندما لا يكون هناك ما يكفي من الأدينوزيل كوبالامين ، يتم الحصول على فائض من MMA.

الكمية الطبيعية من MMA في مصل دم الإنسان

وفقًا للدراسات التي أجريت في الولايات المتحدة ، فإن العرق أو الإثنية للشخص يؤثر على المحتوى الطبيعي لـ MMA في مصل الدم.

معمل تحاليل الدم. المؤلف: داركو ستويانوفيتش. المصدر: Pixabay.

البيض غير اللاتينيين لديهم تركيز مصل MMA أعلى بكثير من المنحدرين من أصل أسباني- المكسيكيين وغير المنحدرين من أصل أفريقي ، والذين لديهم أقل تركيز مصل MMA. كما وجد أن عمر الشخص يؤثر على مستوى MMA.

يبدأ تركيز MMA في الزيادة بعد سن الأربعين ويستمر في الزيادة مع تقدم العمر. بعد سن السبعين ، يزداد بشكل حاد.

يمكن أن يعزى هذا الأخير إلى ضعف وظائف الكلى. ومع ذلك ، ليس من الواضح ما إذا كان فائض MMA يضر بالكلى أو ما إذا كان تلف الكلى لأسباب أخرى يتسبب في زيادة MMA.

المرض المصاحب لارتفاع مستويات حمض الميثيل مالونيك

يؤدي وجود مستويات عالية جدًا من MMA إلى اضطراب استقلابي يسمى بيلة حمضية أو حمض الدم MMA.

يتم تعزيزه من خلال نقص جزئي أو كلي في إنزيم ميثيل مالونيل- CoA-mutase ، وهو إنزيم ميتوكوندريا يعتمد على فيتامين ب 12 ، والذي يتدخل في الخطوة الأخيرة من أكسدة حمض الفالين والأيزوليوسين والأحماض الدهنية.

لا توجد علاجات معتمدة لهذا المرض. يتم تقليل إدارتها إلى الحد من تناول البروتين ومكملات الكارنيتين والعامل المساعد والمراقبة الطبية.

ومع ذلك ، فقد تم تطوير علاج محتمل يتكون من الحقن الوريدي للحمض النووي الريبي المرسال المغلف في جسيمات نانوية دهنية قابلة للتحلل الحيوي.

المؤلف: frolicsomepl. المصدر: Pixabay.

يشفر الحمض النووي الريبي المرسال المذكور تكوين إنزيم methylmalonyl-CoA-mutase ، مما يؤدي إلى تقليل MMA في البلازما.

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

واحدة من توليفات حمض الميثيل مالونيك في المختبر والتي جذبت الانتباه هي تفاعل أكريلات البوتاسيوم مع رباعي كربونات هيدروفيريت البوتاسيوم لمدة 4 ساعات عند 70 درجة مئوية تحت جو أول أكسيد الكربون CO.

يكون التفاعل محفزًا وقابلاً للتكرار بدرجة كبيرة ، حيث تبرز ظروف معتدلة وعائد أكبر من 95٪. كان أول هيدروكربوكسيل لحمض الأكريليك يعطي MMA.

استخدم كمؤشر حيوي لفيتامين ب 12 أو نقص الكوبالامين

ارتبطت المستويات العالية من MMA في مصل الدم بنقص فيتامين ب 12. تشير التقديرات إلى أن تركيز MMA يزيد في المصل قبل اكتشاف انخفاض الكوبالامين في المصل أو يتسبب في تلف الجسم.

في الدراسات التي أجريت على النباتيين والنباتيين اللبن والبيض ، تم استخدام مصل MMA لتحديد نقص فيتامين B12.

اختبارات الدم البشري. المصدر: Pixabay.

وجد بعض الباحثين أن علاج الميتفورمين لمرضى السكري من النوع 2 يرتبط بزيادة تركيز MMA في الدم. يزداد هذا التأثير مع وقت العلاج بالميتفورمين ويرتبط بانخفاض مستويات فيتامين ب 12 لدى هؤلاء المرضى.

بالإضافة إلى ذلك ، تم اختبار MMA لتحديد نقص فيتامين B12 في مرضى السرطان وكذلك عند النساء الحوامل.

ومع ذلك ، يشير باحثون آخرون إلى أن فائدة تركيز MMA في المصل في تحديد نقص فيتامين B12 محدودة في المرضى الذين يعانون من وظائف الكلى الطبيعية وفي الشباب جدًا.

المراجع

1. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). حمض الميثيل مالونيك. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. جانجي ، ف. وكافاي ، إم آر (2018). القيم المرجعية السكانية لتركيزات حمض ميثيل مالونيك في مصل الدم وعلاقته بالعمر والجنس والعرق والاستخدام المكمل ووظيفة الكلى ومصل فيتامين ب 12 في التحصين بعد حمض الفوليك. العناصر الغذائية 2018 ، 10 (1): 74. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
3. Gallego-Narbón، A. et al. (2018). مستويات حمض الميثيل مالونيك وعلاقتها بمكملات الكوبالامين في النباتيين الإسبان. أغذية نباتية لتغذية الإنسان 2018 ، 73 (3): 166-171. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
4. Out ، M. وآخرون. (2018). العلاج طويل الأمد بالميتفورمين في داء السكري من النوع 2 وحمض الميثيل مالونيك: تحليل ما بعد المخصص لتجربة عشوائية محكومة 4.3 سنوات. مجلة السكري ومضاعفاته. المجلد 32، العدد 2، فبراير 2018، الصفحات 171-178. تعافى من sciencedirect.com.
5. أن ، د. وآخرون. (2017). العلاج الجهازي الرسول RNA كعلاج لحمض الدم الميثيل. تقارير الخلية 2017 ، 21 (12) ، 3548-3558. تعافى من sciencedirect.com.
6. فاشي ، ب. وآخرون. (2016). حمض الميثيل مالونيك والهوموسيستين كمؤشرات لنقص فيتامين ب 12 في السرطان. بلوس وان 2016 11 (1): e0147843. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
7. تشوي ، آر وآخرون. (2016). دراسة مستقبلية على مصل ميثيل مالونيك وهوموسيستين في النساء الحوامل. العناصر الغذائية 2016 ، 8 (12): 797. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
8. Brunet ، J.-J. and Passelaigue، E. (1990). كاربونيل التحفيزي الانتقائي بالكامل لمشتقات الأكريليك: تخليق حمض الميثيل مالونيك بواسطة هيدروكربوكسيل حامض الأكريليك بنتاكاربونيل المحفز بالحديد. المعادن العضوية 1990 ، 9 ، 1711-1713. تعافى من pubs.acs.org.