La trimetilglicina es un derivado de aminoácido que se encuentra en las plantas. La trimetilglicina fue la primera betaína descubierta; Originalmente se llamaba simplemente betaína porque, en el siglo XIX, se descubrió en la remolacha azucarera ( Beta vulgaris subsp. vulgaris ). [6]
La betaína, vendida 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-metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) o el metabolismo del cofactor 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 afirmación saludable de que la betaína "contribuye al metabolismo normal de la homocisteína ". [7]
La trimetilglicina es un aminoácido N -metilado. Es un zwitterion ya que la molécula contiene un grupo de amonio cuaternario y un grupo carboxilo. El grupo carboxilo estará parcialmente protonado en solución acuosa por debajo de pH 4, es decir, aproximadamente por debajo de pH igual a (p K a + 2).
La desmetilación de la trimetilglicina da dimetilglicina .
El procesamiento de sacarosa de la remolacha azucarera produce glicina betaína como subproducto . El valor económico de la trimetilglicina rivaliza con el del contenido de azúcar de la remolacha azucarera. [8]
En la mayoría de los organismos, la glicina betaína se biosintetiza mediante oxidación de colina en dos pasos. El intermedio, 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 mediante la enzima betaína-aldehído deshidrogenasa (EC 1.2.1.8). [9] [10] En humanos, la actividad del aldehído betaína se realiza mediante una enzima aldehído deshidrogenasa cistosólica no específica (EC 1.2.1.3) [11]
La trimetilglicina es un osmolito orgánico . La remolacha azucarera se cultivó 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 del apetito 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 que dona 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 la coenzima Q 10 , constituyente de la cadena de transporte de electrones , 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 nuevamente 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. En condiciones fisiológicas normales, las dos vías contribuyen igualmente a la eliminación de homocisteína en el cuerpo. [13] Una mayor degradación de la betaína, a través de la enzima dimetilglicina deshidrogenasa, produce folato, contribuyendo así de nuevo a la metionina sintasa. Por tanto, la betaína participa en la síntesis de muchas moléculas biológicamente importantes y puede ser incluso más importante en situaciones en las que la vía principal para la regeneración de metionina a partir de homocisteína se ha visto comprometida por polimorfismos genéticos como mutaciones en el gen MS.
La trimetilglicina es producida por algunas cianobacterias . Gabbay-Azaria et al 1988 utilizan resonancia magnética nuclear de 13 C para detectar trimetilglicinas producidas por cianobacterias halófilas . Encuentran que proporciona 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 tanto, el "rendimiento en canal", la cantidad de carne utilizable).
Las granjas de salmón aplican trimetilglicina para aliviar la presión osmótica sobre las células de los peces cuando los trabajadores transfieren los peces del agua dulce al agua salada. [8] [15]
La suplementación con trimetilglicina disminuye la cantidad de tejido adiposo en los cerdos; sin embargo, la investigación en seres humanos no ha demostrado ningún efecto sobre el peso corporal, la composición corporal o el gasto energético en reposo. [dieciséis]
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 la sangre. La suplementación con betaína en esta situación resolvería estos problemas de marcadores sanguíneos, pero no compensaría otras funciones de la colina. [18]
Aunque la suplementación con trimetilglicina disminuye la cantidad de tejido adiposo en los cerdos, la investigación en seres humanos no ha demostrado ningún efecto sobre el peso corporal, la composición corporal o el gasto energético en reposo cuando se usa junto con una dieta baja en calorías. [16] La Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) aprobó la betaína trimetilglicina (también conocida con el nombre comercial Cystadane) para el tratamiento de la homocistinuria , una enfermedad causada por niveles anormalmente altos de homocisteína al nacer. [21] La trimetilglicina también se utiliza como sal clorhidrato (comercializada como clorhidrato de betaína o HCl de betaína). El clorhidrato de betaína se vendió sin receta (OTC) como una supuesta ayuda gástrica en los Estados Unidos. Código de Regulaciones Federales de EE. UU., Título 21, Sección 310.540, que entró en vigor en noviembre de 1993, prohibió la comercialización de clorhidrato de betaína como ayuda digestiva debido a que no había pruebas suficientes para clasificarlo como "generalmente reconocido como seguro y eficaz" para ese uso específico. [22]
La suplementación con trimetilglicina puede causar diarrea , hinchazón, 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 personas obesas y pacientes renales. [24]
La trimetilglicina puede actuar como adyuvante del proceso de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y de otros ensayos basados en la ADN polimerasa, como la secuenciación del ADN . Por un mecanismo desconocido, ayuda en la prevención de estructuras secundarias en las moléculas de ADN y previene 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 en una concentración final de 1 M. [25]
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) estuvo de acuerdo en que existe suficiente justificación de la declaración de propiedades saludables de la betaína en relación con su contribución al metabolismo normal de la homocisteína (EFSA, 2011a).
