ALPHA-KETOGLUTARAT: EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN UND ANWENDUNGEN - CHEMIE - 2025

Das alpha-Ketoglutarat ist ein organisches Salz, das aus der Dissoziation des Säure-Ketoglutars entsteht. Es ist eine Verbindung, die medizinisch verwendet wird und auch in eukaryotischen und prokaryotischen Zellen vorhanden ist, die Teil des Krebszyklus sind (von Zitronensäure oder Tricarbonsäuren).

Dieser Zyklus ist von großer biologischer Bedeutung, da er als Vermittler zwischen der Glykolyse und der elektronischen Transportkette fungiert, die wiederum mit der oxidativen Phosphorylierung verbunden ist, einem Prozess, der für die metabolische Produktion von ATP verantwortlich ist.

Strukturformel des Alpha-Ketoglutarat-Anions. Seine zwei negativen Ladungen müssen durch das Vorhandensein von Kationen ausgeglichen werden, wodurch ein Salz entsteht. Quelle: NEUROtiker / Public Domain

Alpha-Ketoglutarat wird intravenös verabreicht, um Herzverletzungen bei Herzoperationen im Zusammenhang mit Blutflussproblemen zu vermeiden. Es wird auch verwendet, um eine Muskelverschlechterung infolge einer Operation oder eines Traumas zu verhindern.

Es wird bei der Herstellung von Arzneimitteln für Nierenerkrankungen, Darm- und Magenerkrankungen sowie für viele Erkrankungen verwendet. Die wissenschaftlichen Beweise für diese Verwendungen sind jedoch schwach und spärlich.

Dieses Salz erfüllt viele Funktionen, einschließlich der Erzeugung von Aminosäuren wie Prolin, Glutamin und Glutaminsäure. Es greift auch in immunologische Prozesse und in die Verbesserung der Struktur und Funktion des Knochensystems ein.

Eigenschaften

Aussehen

Weißes Pulver oder kristallines gelbes Pulver.

Synonyme

α-Ketoglutarat, 2-Oxoglutarat und 2-Ketoglutarat.

IUPAC-Vorzugsname: 2-Oxopentandioat.

Molmasse

144,08 g / mol

Molekularformel

C ₅ H ₄ O ₅ ^2-

Beachten Sie, dass es sich um ein Anion handelt, das von einem Kation begleitet werden muss, um seine negative Ladung auszugleichen. sei es Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ oder andere.

Wasserlöslichkeit

56,5 g / l

Schmelzpunkt

113 - 115 ºC

Siedepunkt

Es zersetzt sich vor dem Kochen.

Eigenschaften

Krebs Zyklus

Alpha-Ketoglutarat ist eine Verbindung, die Teil des Krebszyklus ist. Es entsteht aus der Wirkung des Enzyms Isocitratdehydrogenase auf das Isocitrat unter Bildung von NADH und CO ₂ . Darüber hinaus ist Alpha-Ketoglutarat ein Ort des Einbaus von Glutaminsäure, einer Aminosäure, in den Krebszyklus.

Glutaminsäure wird in Alpha-Ketoglutarat umgewandelt, um die Erschöpfung der Komponenten des Krebszyklus zu vermeiden. Die Wege, die diese Funktion erfüllen, werden als anaplerotisch bezeichnet. Anschließend wird das Alpha-Ketoglutarat in Succinyl-CoA umgewandelt.

Alpha-Ketoglutarat ist ein entscheidender Faktor für die Geschwindigkeit des Krebszyklus und an mehreren Stoffwechselwegen beteiligt. Es ist auch eine Energiequelle für die Zellfunktion, genau wie es bei Darmzellen der Fall ist.

Synthese von Aminosäuren

Alpha-Ketoglutarat ist direkt oder indirekt an der Bildung verschiedener Aminosäuren beteiligt. Wenn es in der Nahrung vorhanden ist, wird es unter anderem in Darmzellen (Enterozyten) in Prolin und Leucin umgewandelt.

Alpha-Ketoglutarat ist eine Quelle für die Synthese von Glutamin und Glutaminsäure (Glutamat); Aminosäuren, die die Proteinsynthese stimulieren. Glutamat, ein neutraler Transmitter, der von Nervenenden im Knochengewebe freigesetzt wird und beim Einbau von Amin in Alpha-Ketoglutarat Prolin produziert.

Prolin ist eine lebenswichtige Aminosäure für die Kollagensynthese: ein faseriges Protein, das bei Säugetieren sehr häufig vorkommt und Teil von Haut, Knochen, Sehnen, Knorpel und Zähnen ist.

Andererseits steuert Alpha-Ketoglutarat die Umwandlung von Prolin in Hydroxyprolin. Dies bewirkt die Umwandlung von Prokollagen in Kollagen und die Bildung der Knochenmatrix.

Alpha-Ketoglutarat aktiviert Prolidase, ein Enzym, das am Recycling von Prolin beteiligt ist. Darüber hinaus beeinflusst es das Knochengewebe durch die Wirkung von Glutamat und Glutamin.

Diese Aminosäuren aktivieren die Synthese der Aminosäuren Ornithin und Arginin, die die Sekretion von Wachstumshormon stimulieren.

Stickstofftransport

Alpha-Ketoglutarat ist am Transport und der Eliminierung von Stickstoff beteiligt, der von Zellen produziert wird. Die in Aminosäuren vorhandenen Aminogruppen werden durch einen Transaminierungsprozess auf Alpha-Ketoglutarat übertragen. Diese Aminogruppen werden dann auf die Leber übertragen.

In der Leber tritt der Harnstoffzyklus auf. Letzteres und Ammonium (NH ₄ ⁺ ) sind die Hauptformen der Stickstoffausscheidung im Urin. Darüber hinaus spielt Alpha-Ketoglutarat eine wichtige Rolle bei der Stickstoffentgiftung im Gehirn.

Langlebigkeit und Alterung

Alpha-Ketoglutarat würde durch Erhöhung der Lebenserwartung des Caenorhabditis elegans-Wurms wirken und spezifisch auf den TOR-Komplex (Ziel von Rapamycin) wirken. Dieser Komplex wurde mit Krankheiten in Verbindung gebracht, die ihre Inzidenz während der Altersphase des Menschen erhöhen.

Eine Form von TOR, TORC1, ist an der Entstehung von Diabetes, Herzerkrankungen und Krebs im Alter beteiligt. TORC1 wurde als die Beziehung zwischen zellulärer Seneszenz und der Erzeugung dieser Krankheiten identifiziert.

Alpha-Ketoglutarat scheint eine Rolle bei der Hemmung des TOR-Komplexes zu spielen, daher würde es eine wichtige Rolle bei der Erhöhung der Lebenserwartung beim Menschen spielen. Die Hemmung von TORC1 bei älteren Menschen verringert die Inzidenz von Infektionen.

Antioxidative Funktion

Alpha-Ketoglutarat wirkt als Antioxidans und kann mit Wasserstoffperoxid unter Bildung von Succinat, Wasser und Kohlendioxid reagieren. Darüber hinaus kann es mit anderen Komponenten reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) reagieren.

Lindert oxidativen Stress und wirkt als Energiequelle und Antioxidans in Säugetierzellen. Es erhöht auch die antioxidative Kapazität, indem es die Synthese von Glutamin fördert.

Anwendungen

Bei Tieren

Alpha-Ketoglutarat wird an Puten, Schweine und Ratten abgegeben, was zu einer Verbesserung der Knochenqualität führt, die durch die positiven Auswirkungen einer erhöhten Glutamatproduktion verursacht werden kann, da es in die Regulierung des Knochenstoffwechsels eingreift.

Ebenso nimmt die Kollagensynthese infolge einer größeren Prolinversorgung zu. Mit Alpha-Ketoglutarat behandelte Tiere zeigen ein erhöhtes Gewicht, eine erhöhte Länge, Knochendichte, einen erhöhten Knochenmineralgehalt und eine erhöhte elastische Knochenstärke.

In Menschen

Es wird angenommen, dass Alpha-Ketoglutarat dazu beiträgt, die Muskelproteinsynthese bei postoperativen Patienten zu steigern und den Aminosäurestoffwechsel bei Dialysepatienten zu verbessern.

Ärzte geben es Patienten während einer Herzoperation intravenös, um Herzverletzungen und Muskelabbau nach der Operation zu verhindern. Die Verbindung hilft bei der Produktion von Muskelgewebe und heilt Wunden.

Alpha-Ketoglutarat wurde für verschiedene Zwecke und Zustände beim Menschen verwendet, beispielsweise zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionen, Leberproblemen und Katarakten und zur Verbesserung der Proteinverarbeitung durch Dialysepatienten. Es hilft auch, die sportliche Leistung zu verbessern.

Verweise

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