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glicociamina

La glicociamina (o guanidinaacetato ) es un metabolito de la glicina en el que el grupo amino se ha convertido en una guanidina mediante guanilación (transferencia de un grupo guanidina de la arginina ). En los organismos vertebrados luego se transforma en creatina por metilación .

La glicociamina se utiliza como suplemento y como aditivo alimentario en la avicultura . Sin embargo, el metabolismo de la creatina a partir de la glicociamina en el hígado provoca un agotamiento de los grupos metilo . Esto hace que aumenten los niveles de homocisteína , lo que se ha demostrado que produce problemas cardiovasculares y esqueléticos. [ cita requerida ] La glicociamina desempeña un papel en el metabolismo de los aminoácidos serina , treonina y prolina .

Producción

Síntesis bioquímica

La glicociamina se forma en el organismo de los mamíferos principalmente en los riñones mediante la transferencia del grupo guanidina de la L-arginina mediante la enzima L-Arg:Gly-amidinotransferasa (AGAT) al aminoácido glicina. A partir de la L-arginina se produce así ornitina , que se metaboliza en el ciclo de la urea mediante carbamoilación a citrulina .

Vía de biosíntesis de glicociamina

En un paso posterior, la glicociamina se metila mediante la enzima guanidinaacetato N-metiltransferasa (GAMT) a creatina con S -adenosilmetionina . La creatina se libera al torrente sanguíneo .

Síntesis química

El ácido guanidinoacético fue preparado por primera vez en 1861 por Adolph Strecker [1] mediante la reacción de cianamida con glicina en solución acuosa:

GAA de cianamida + glicina

La glicina también se puede convertir en glicociamina con S -metilisotiourea [2] o con O -alquilisoureas [3] como agente de guanilación.

GAA vía S-Meisotiourea

La literatura de patentes reciente describe la síntesis de glicociamina mediante oxidación catalítica de etanolamina a glicina y posterior reacción con cianamida en solución acuosa con alto rendimiento, análoga a la síntesis de creatina a partir de 2-metilaminoetanol mediante sarcosina . [4]

GAA de etanolamina

Esta ruta sintética suprime la formación de dihidrotriazina tóxica y otros subproductos no deseados (como el ácido iminodiacético ).

Propiedades

El ácido guanidinoacético producido industrialmente se vende como un polvo fino de color blanco (a amarillento), que se granula para mejorar su manipulación, dosificación y absorción con almidón en agregados con un diámetro medio de 200 a 400 micrones. [5] El granulado proporciona una estabilidad a largo plazo de la glicociamina. La vida útil del guanidinoacetato en solución acuosa ácida es significativamente mayor que la de la creatina, que se cicla a creatinina mediante catálisis ácida.

Usos

como complemento

Una serie de estudios demostró que una combinación de betaína y glicociamina mejora los síntomas de pacientes con enfermedades crónicas, incluidas enfermedades cardíacas, sin toxicidad . La betaína puede proporcionar un grupo metilo a la glicociamina, a través de la metionina , para la formación de creatina. [6] En general, dicho tratamiento produjo menos fatiga, mayor fuerza y ​​resistencia, y una mejor sensación de bienestar. Los pacientes con descompensación cardíaca ( arteriosclerosis o enfermedad reumática ) [7] e insuficiencia cardíaca congestiva [8] habían mejorado la función cardíaca. Los pacientes aumentaron de peso (mejor equilibrio de nitrógeno ) y experimentaron una disminución de los síntomas de artritis y asma y un aumento de la libido , y las personas que padecían hipertensión experimentaron una reducción transitoria de la presión arterial . Además, los estudios muestran el aumento de la tolerancia a la glucosa tanto en sujetos diabéticos como en sujetos sin diabetes. [9]

Como aditivo alimentario

El ácido guanidinoacético es un aditivo alimentario nutricional aprobado por la Comisión Europea para pollos de engorde, lechones destetados y cerdos de engorde. [10] Se supone que una "dieta vegetariana" (es decir, sin alimentación con proteínas animales) conduce a una mayor conversión alimenticia, un mayor aumento de peso y un mejor aumento de masa muscular ya en una dosis baja (600 g/alimento). [11]

Los posibles beneficios de la suplementación con glicociamina aún no se pueden evaluar de manera concluyente, ni en otros animales reproductores, de engorde y domésticos ni en atletas de alto rendimiento, de forma análoga al metabolito de la glicociamina, la creatina. Parece aconsejable la ingesta simultánea de sustancias que aportan metilo, como la betaína, debido al riesgo de formación de homocisteína con la glicociamina sola. [12]

Referencias

  1. ^ M. Strecker, Jahresber. Fortschr. Química. Verw., (1861), 530, doi :10.1002/jlac.18611180303
  2. ^ HI Wheeler, HF Merriam, J.Amer.Chem.Soc., 29 (1903), 478–492.
  3. ^ Alzchem: NCN Chemistry News (PDF; 844 kB), Ausgabe 1/2011.
  4. ^ US 8227638, F. Thalhammer, T. Gastner, "Proceso para preparar creatina, monohidrato de creatina y ácido guanidinoacético", publicado el 24 de julio de 2012, asignado a Alzchem Trostberg GmbH 
  5. ^ US 2010143703, S. Winkler et al., "Moldeos que contienen glicociamina de flujo libre resistentes a la abrasión y métodos para su producción", publicado el 10 de junio de 2010 
  6. ^ Borsook H, Borsook ME. La base bioquímica de la terapia con betaína-glicociamina. Ann West Med Surg 1951;5:825–9.
  7. ^ Borsook ME, Borsook H. Tratamiento de la descompensación cardíaca con betaína y glicociamina. Ann West Med Surg 1951;5:830–55.
  8. ^ Van Zandt V, Borsook H. Nuevo enfoque bioquímico para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca congestiva. Ann West Med Surg 1951;5:856–62.
  9. ^ Stuart AS Craig (septiembre de 2004). "Betaína en la nutrición humana". Revista Estadounidense de Nutrición Clínica . 80 (3): 539–549. doi : 10.1093/ajcn/80.3.539 . PMID  15321791 . Consultado el 10 de febrero de 2010 .
  10. ^ REGLAMENTO DE EJECUCIÓN (UE) 2016/1768 DE LA COMISIÓN de 4 de octubre de 2016 relativo a la autorización del ácido guanidinoacético como aditivo en piensos para pollos de engorde, lechones destetados y cerdos de engorde y por el que se deroga el Reglamento (CE) n.º 904/2009 de la Comisión
  11. ^ EP 1758463, T. Gastner, H.-P. Krimmer, "ÁCIDO GUANIDINO ACÉTICO USADO COMO ADITIVO PARA ALIMENTOS ANIMALES", emitido el 26 de diciembre de 2007, asignado a Degussa AG . 
  12. ^ SM Ostojic et al., La coadministración de donantes de metilo junto con ácido guanidinoacético reduce la incidencia de hiperhomocisteinemia en comparación con la administración de ácido guanidinoacético solo , Br. J. Nutr. (2013), 28 de enero: 1-6 doi :10.1017/S0007114512005879

Ver también