La trimetilglicina es un derivado de aminoácidos que se encuentra en las plantas. La trimetilglicina fue la primera betaína descubierta; originalmente se la llamaba simplemente betaína porque, en el siglo XIX, se descubrió en la remolacha azucarera ( Beta vulgaris subsp. vulgaris ). [6]
La betaína, que se comercializa bajo la marca Cystadane , entre otras, está indicada para el tratamiento complementario de la homocistinuria, que implica deficiencias o defectos en la cistationina beta-sintasa (CBS), la 5,10-metilen-tetrahidrofolato reductasa (MTHFR) o el metabolismo del cofactor de la cobalamina (cbl). [3] [4] [5]
El efecto secundario más común son los niveles elevados de metionina en la sangre. [4]
La UE ha autorizado la declaración de propiedades saludables de que la betaína "contribuye al metabolismo normal de la homocisteína ". [7]
La trimetilglicina es un aminoácido N- metilado. Es un zwitterión , ya que la molécula contiene tanto un grupo amonio cuaternario como un grupo carboxilo. El grupo carboxilo estará parcialmente protonado en solución acuosa a un pH inferior a 4, es decir, aproximadamente por debajo de un pH igual a (p K a + 2).
La desmetilación de trimetilglicina produce dimetilglicina .
El procesamiento de la sacarosa de la remolacha azucarera produce como subproducto la glicina betaína, cuyo valor económico rivaliza con el del contenido de azúcar de la remolacha azucarera. [8]
En la mayoría de los organismos, la glicina betaína se biosintetiza por oxidación de la colina en dos pasos. El intermediario, betaína aldehído , se genera por la acción de la enzima colina oxidasa mitocondrial ( colina deshidrogenasa , EC 1.1.99.1). La betaína aldehído se oxida aún más en las mitocondrias de los ratones a betaína por la enzima betaína-aldehído deshidrogenasa (EC 1.2.1.8). [9] [10] En los seres humanos, la actividad de betaína aldehído la realiza una enzima aldehído deshidrogenasa citosólica no específica (EC 1.2.1.3) [11]
La trimetilglicina es un osmolito orgánico . La remolacha azucarera se cultiva a partir de la remolacha marina , que requiere osmolitos para sobrevivir en los suelos salados de las zonas costeras. La trimetilglicina también se encuentra en altas concentraciones (~10 mM) en muchos invertebrados marinos, como crustáceos y moluscos . Sirve como un potente atrayente apetitivo para carnívoros generalistas como la babosa marina depredadora Pleurobranchaea californica . [12]
La trimetilglicina es un cofactor importante en la metilación , un proceso que ocurre en cada célula de mamífero donando grupos metilo (–CH 3 ) para otros procesos en el cuerpo. Estos procesos incluyen la síntesis de neurotransmisores como la dopamina y la serotonina . La metilación también es necesaria para la biosíntesis de la melatonina y el componente de la cadena de transporte de electrones coenzima Q 10 , así como la metilación del ADN para la epigenética.
El paso principal en el ciclo de metilación es la remetilación de la homocisteína , un compuesto que se genera naturalmente durante la desmetilación del aminoácido esencial metionina . A pesar de su formación natural, la homocisteína se ha relacionado con la inflamación, la depresión, formas específicas de demencia y varios tipos de enfermedades vasculares. El proceso de remetilación que desintoxica la homocisteína y la convierte de nuevo en metionina puede ocurrir a través de cualquiera de dos vías. La vía presente en prácticamente todas las células implica la enzima metionina sintasa (MS), que requiere vitamina B 12 como cofactor, y también depende indirectamente del folato y otras vitaminas B . La segunda vía (restringida al hígado y al riñón en la mayoría de los mamíferos) implica la betaína-homocisteína metiltransferasa (BHMT) y requiere trimetilglicina como cofactor. Durante condiciones fisiológicas normales, las dos vías contribuyen por igual a la eliminación de la homocisteína en el cuerpo. [13] La degradación posterior de la betaína, a través de la enzima dimetilglicina deshidrogenasa, produce folato, que contribuye a la metionina sintasa. La betaína participa, por tanto, en la síntesis de muchas moléculas biológicamente importantes y puede ser incluso más importante en situaciones en las que la vía principal de regeneración de la metionina a partir de la homocisteína se ha visto comprometida por polimorfismos genéticos, como las mutaciones en el gen de la EM.
Algunas cianobacterias producen trimetilglicina . Gabbay-Azaria et al. en 1988 utilizaron la resonancia magnética nuclear de 13 C para detectar trimetilglicinas producidas por cianobacterias halófilas . Observaron que proporciona una protección parcial a sus enzimas contra la inhibición por NaCl y KCl . [14]
Las granjas industriales complementan el forraje con trimetilglicina y lisina para aumentar la masa muscular del ganado (y, por lo tanto, el "rendimiento de la carcasa", la cantidad de carne utilizable).
Las granjas de salmón aplican trimetilglicina para aliviar la presión osmótica en las células de los peces cuando los trabajadores transfieren los peces de agua dulce a agua salada. [8] [15]
La suplementación con trimetilglicina disminuye la cantidad de tejido adiposo en los cerdos; sin embargo, las investigaciones en sujetos humanos no han demostrado ningún efecto sobre el peso corporal, la composición corporal o el gasto energético en reposo. [16]
Nutricionalmente, la betaína no es necesaria cuando hay suficiente colina en la dieta para su síntesis. [17] Cuando no hay suficiente betaína disponible, se producen niveles elevados de homocisteína y niveles reducidos de SAM en sangre. La suplementación con betaína en esta situación resolvería estos problemas con los marcadores sanguíneos, pero no compensaría otras funciones de la colina. [18]
Aunque la suplementación con trimetilglicina disminuye la cantidad de tejido adiposo en cerdos, la investigación en sujetos humanos no ha mostrado ningún efecto sobre el peso corporal, la composición corporal o el gasto de energía en reposo cuando se usa junto con una dieta baja en calorías. [16] La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó la betaína trimetilglicina (también conocida por la marca Cystadane) para el tratamiento de la homocistinuria , una enfermedad causada por niveles anormalmente altos de homocisteína al nacer. [21] La trimetilglicina también se usa como sal de clorhidrato (comercializada como clorhidrato de betaína o clorhidrato de betaína). El clorhidrato de betaína se vendía sin receta (OTC) como una supuesta ayuda gástrica en los Estados Unidos. El Código de Regulaciones Federales de los Estados Unidos, Título 21, Sección 310.540, que entró en vigencia en noviembre de 1993, prohibió la comercialización del clorhidrato de betaína como ayuda digestiva debido a la evidencia insuficiente para clasificarlo como "generalmente reconocido como seguro y efectivo" para ese uso específico. [22]
La suplementación con trimetilglicina puede causar diarrea , distensión abdominal, calambres, dispepsia , náuseas o vómitos. [23] Aunque es poco común, también puede causar aumentos excesivos en las concentraciones séricas de metionina en el cerebro, lo que puede provocar edema cerebral , una afección potencialmente mortal. [23]
La suplementación con trimetilglicina reduce la homocisteína pero también aumenta el colesterol LDL en individuos obesos y pacientes renales. [24]
La trimetilglicina puede actuar como un adyuvante del proceso de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y otros ensayos basados en la ADN polimerasa , como la secuenciación de ADN . Por un mecanismo desconocido, ayuda a prevenir las estructuras secundarias en las moléculas de ADN y previene los problemas asociados con la amplificación y secuenciación de regiones ricas en GC. La trimetilglicina hace que la guanosina y la citidina (aglutinantes fuertes) se comporten con una termodinámica similar a la de la timidina y la adenosina (aglutinantes débiles). Se ha determinado experimentalmente que se utiliza mejor a una concentración final de 1 M. [25]
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA) acordó que existe suficiente justificación de la declaración de propiedades saludables de la betaína en lo que respecta a su contribución al metabolismo normal de la homocisteína (AESA, 2011a).
