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N-óxido de trimetilamina

El N -óxido de trimetilamina ( TMAO ) es un compuesto orgánico con la fórmula (CH3 ) 3NO . Pertenece a la clase de óxidos de amina . Aunque se conoce el compuesto anhidro, el N -óxido de trimetilamina suele encontrarse como dihidrato . Tanto los materiales anhidros como los hidratados son sólidos blancos solubles en agua.

El TMAO se encuentra en los tejidos de los crustáceos y peces marinos, donde evita que la presión del agua deforme las proteínas y, por lo tanto, mate al animal. La concentración de TMAO aumenta con la profundidad a la que vive el animal; el TMAO se encuentra en altas concentraciones en la especie de pez descrita que vive a mayor profundidad, Pseudoliparis swirei , que se encontró en la Fosa de las Marianas , a una profundidad registrada de 8076 m (26 496 pies). [1] [2]

En los animales, el TMAO es un producto de la oxidación de la trimetilamina , un metabolito común de los compuestos de amonio cuaternario trimetilado, como la colina , la trimetilglicina y la L-carnitina . [3] Las altas concentraciones de TMAO se asocian con un mayor riesgo de mortalidad por todas las causas y enfermedad cardiovascular. [4] [5] [6]

Animales marinos

El N -óxido de trimetilamina es un osmolito que se encuentra en moluscos, crustáceos y todos los peces marinos y peces óseos. Es un estabilizador de proteínas que sirve para contrarrestar los efectos desestabilizadores de las proteínas de la presión. En general, los cuerpos de los animales que viven a grandes profundidades están adaptados a entornos de alta presión al tener biomoléculas resistentes a la presión y pequeñas moléculas orgánicas presentes en sus células, conocidas como piezolitos, de los cuales el TMAO es el más abundante. Estos piezolitos le dan a las proteínas la flexibilidad que necesitan para funcionar correctamente bajo gran presión. [1] [2] [7] [8] [9]

El TMAO se descompone en trimetilamina (TMA), que es el principal olor característico de los mariscos en degradación.

TMAO en la dieta

Los niveles de TMAO aumentan con el consumo de proteínas animales como huevos, carne roja , mariscos y el consumo total de pescado . [10] [11] Las dietas basadas en plantas como la vegana, la vegetariana y la mediterránea reducen los niveles de TMAO. [11] [12]

Química

El TMAO se puede sintetizar a partir de TMA mediante tratamiento con peróxido de hidrógeno : [13]

H2O2 + ( CH3 ) 3N → H2O + ( CH3 ) 3NO​​

El dihidrato se deshidrata mediante destilación azeotrópica a partir de dimetilformamida . [14]

Aplicaciones de laboratorio

El óxido de trimetilamina se utiliza en experimentos de plegamiento de proteínas para contrarrestar los efectos de desdoblamiento de la urea . [15]

En la reacción de química organometálica de abstracción nucleofílica , Me 3 NO se emplea como agente de descarbonilación de acuerdo con la siguiente estequiometría :

M(CO) n + Me 3 NO + L → M(CO) n −1 L + Me 3 N + CO 2

Esta reacción se utiliza para descomplejar ligandos orgánicos de metales, por ejemplo de (dieno)Fe(CO) 3 . [13]

Se utiliza en ciertas reacciones de oxidación, por ejemplo la conversión de yoduros de alquilo en el aldehído correspondiente . [16]

Efectos sobre la estabilidad de las proteínas

Se ha descubierto que los efectos del TMAO sobre la cadena principal y los residuos cargados de los péptidos estabilizan las conformaciones compactas [17] , mientras que los efectos del TMAO sobre los residuos no polares provocan la hinchazón de los péptidos. Esto sugiere mecanismos competitivos del TMAO sobre las proteínas, lo que explica la hinchazón hidrofóbica, el colapso de la cadena principal y la estabilización de las interacciones carga-carga. Estos mecanismos se observan en la jaula de Trp. [18]

Trastornos

Trimetilaminuria

La trimetilaminuria es un defecto poco frecuente en la producción de la enzima monooxigenasa 3 que contiene flavina ( FMO3 ). [19] [20] Quienes padecen trimetilaminuria no pueden convertir la trimetilamina derivada de la colina en óxido de trimetilamina. La trimetilamina se acumula y se libera en el sudor, la orina y el aliento de la persona, lo que produce un fuerte olor a pescado.

Efectos sobre la salud

Mortalidad

Las altas concentraciones circulantes de TMAO se asocian con un mayor riesgo de mortalidad por todas las causas . [4] [21]

Enfermedad cardiovascular

Las altas concentraciones circulantes de TMAO se asocian con un mayor riesgo de eventos cardiovasculares [4] [21] y accidentes cerebrovasculares en particular. [22]

Hipertensión

Las altas concentraciones circulantes de TMAO se asocian con un mayor riesgo de hipertensión . [23] [24]

Toxicidad potencial

Existen directrices sobre límites de exposición con una descripción detallada de la toxicidad, como la "Recomendación del Comité Científico sobre Límites de Exposición Ocupacional" de la Comisión de la Unión Europea. [25]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Linley, TD, ME Gerringer, PH Yancey, JC Drazen, CL Weinstock, AJ Jamieson (2016). "Peces de la zona hadal, incluidas nuevas especies, observaciones in situ y registros de profundidad de Liparidae". Investigación en aguas profundas, parte I: Documentos de investigación oceanográfica . 114 : 99–110. Bibcode :2016DSRI..114...99L. doi : 10.1016/j.dsr.2016.05.003 .
  2. ^ ab Gerringer, ME, TD Linley, PH Yancey, AJ Jamieson, E. Goetze, JC Drazen (2016). "Pseudoliparis swirei sp. nov.: Un pez caracol abisal recién descubierto (Scorpaeniformes: Liparidae) de la Fosa de las Marianas". Zootaxa . 4358 (1): 161–177. doi : 10.11646/zootaxa.4358.1.7 . PMID  29245485.
  3. ^ Baker, JR, Chaykin, S. (1 de abril de 1962). "La biosíntesis de trimetilamina-N-óxido". J. Biol. Chem. 237 (4): 1309–13. doi : 10.1016/S0021-9258(18)60325-4 . PMID  13864146.
  4. ^ abc Schiattarella GG, Sannino A, Toscano E, Giugliano G, Gargiulo G, Franzone A, Trimarco B, Esposito G, Perrino C. (2017). "El metabolito trimetilamina-N-óxido generado por microbios intestinales como biomarcador de riesgo cardiovascular: una revisión sistemática y un metanálisis de dosis-respuesta". Revista Europea del Corazón . 38 (39): 2948–2956. doi : 10.1093/eurheartj/ehx342 . PMID  29020409.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  5. ^ Li D, Lu Y, Yuan S, Cai X, He Y, Chen J, Wu Q, He D, Fang A, Bo Y, Song P, Bogaert D, Tsilidis K, Larsson SC, Yu H, Zhu H, Theodoratou E, Zhu Y, Li X. (2022). "El metabolito trimetilamina-N-óxido derivado de la microbiota intestinal y múltiples resultados de salud: una revisión general y un metanálisis actualizado". Am J Clin Nutr . 116 (1): 230–243. doi :10.1093/ajcn/nqac074. PMC 9257469 . PMID  35348578. {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  6. ^ Dean YE, Rouzan SS, Loayza Pintado JJ, Talat NE, Mohamed ARH, Verma S, Anwar Kamdi Z, Gir D, Helmy A, Helmy Z, Afzal A, Mady T, Hazimeh Y, Aiash H. (2023). "Niveles séricos de N-óxido de trimetilamina entre pacientes con enfermedad de la arteria coronaria y síndrome coronario agudo: una revisión sistemática y metanálisis". Anales de Medicina y Cirugía . 85 (12): 6123–6133. doi :10.1097/MS9.0000000000001426. PMC 10718322 . PMID  38098555. {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  7. ^ Yancey, P. (2005). "Osmolitos orgánicos como citoprotectores compatibles, metabólicos y neutralizantes en condiciones de alta osmolaridad y otros tipos de estrés". J. Exp. Biol. 208 (15): 2819–2830. doi : 10.1242/jeb.01730 . PMID  16043587.
  8. ^ Velasquez M, Ramezani A, Manal A, Raj D (8 de noviembre de 2016). "N-óxido de trimetilamina: lo bueno, lo malo y lo desconocido". Toxins . 8 (11): 326. doi : 10.3390/toxins8110326 . PMC 5127123 . PMID  27834801. 
  9. ^ "¿Qué hace falta para vivir en el fondo del océano?". BBC Earth. 2016. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2016. Consultado el 19 de mayo de 2016 .
  10. ^ Yang JJ, Shu XO, Herrington DM, Moore SC, Meyer KA, Ose J, Menni C, Palmer ND, Eliassen H, Harada S, Tzoulaki I, Zhu H, Albanes D, Wang TJ, Zheng W, Cai H, Ulrich CM, Guasch-Ferré M, Karaman I, Fornage M, Cai Q, Matthews CE, Wagenknecht LE, Elliott P, Gerszten RE, Yu D. (2021). "N-óxido de trimetilamina circulante en asociación con la dieta y biomarcadores cardiometabólicos: un análisis conjunto internacional". La Revista Estadounidense de Nutrición Clínica . 113 (5): 1145-1156. doi : 10.1093/ajcn/nqaa430. hdl : 10044/1/86226 . PMC 8106754 . PMID  33826706. {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  11. ^ ab Lombardo M, Aulisa G, Marcon D, Rizzo G. (2022). "La influencia de las dietas basadas en animales o plantas en los niveles de trimetilamina-N-óxido (TMAO) en sangre y orina en humanos". Curr Nutr Rep . 11 (1): 56–68. doi :10.1007/s13668-021-00387-9. PMID  34990005.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  12. ^ Evans M, Dai L, Avesani CM, Kublickiene K, Stenvinkel P. (2023). "La fuente dietética de N-óxido de trimetilamina y los resultados clínicos: una relación inesperada". Clin Kidney J. 16 ( 11): 1804–1812. doi :10.1093/ckj/sfad095. PMC 10616480. PMID  37915930 . {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  13. ^ ab AJ Pearson "Trimethylamine N-Oxide" en Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis , John Wiley & Sons, 2001: Nueva York. doi :10.1002/047084289X.rt268
  14. ^ Soderquist, JA, Anderson, CL (1986). "N-óxido de trimetilamina anhidro cristalino". Tetrahedron Lett . 27 (34): 3961–3962. doi :10.1016/S0040-4039(00)84884-4.
  15. ^ Zou, Q., Bennion BJ, Daggett V, Murphy KP (2002). "El mecanismo molecular de estabilización de proteínas por TMAO y su capacidad para contrarrestar los efectos de la urea". J. Am. Chem. Soc. 124 (7): 1192–1202. doi :10.1021/ja004206b. PMID  11841287.
  16. ^ Volker Franzen (1973). "Octanal". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 5, pág. 872.
  17. ^ Shea JE, Feinstein SC, Lapointe NE, Larini L, Levine ZA (3 de marzo de 2015). "Regulación y agregación de péptidos intrínsecamente desordenados". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (9): 2758–2763. Bibcode :2015PNAS..112.2758L. doi : 10.1073/pnas.1418155112 . PMC 4352815 . PMID  25691742. 
  18. ^ Su Z, Mahmoudinobar F, Dias CL (2017). "Efectos del N-óxido de trimetilamina en la conformación de péptidos y sus implicaciones para las proteínas". Physical Review Letters . 119 (10): 108102. Bibcode :2017PhRvL.119j8102S. doi :10.1103/physrevlett.119.108102. PMID  28949191.
  19. ^ Treacy, EP, Akerman BR, Chow LM, Youil R, Bibeau C, Lin J, et al. (1998). "Las mutaciones del gen de la monooxigenasa que contiene flavina (FMO3) causan trimetilaminuria, un defecto en la desintoxicación". Human Molecular Genetics . 7 (5): 839–45. doi : 10.1093/hmg/7.5.839 . PMID  9536088.
  20. ^ Zschocke J, Kohlmueller D, Quak E, Meissner T, Hoffmann GF, Mayatepek E (1999). "Trimetilaminuria leve causada por variantes comunes en el gen FMO3". Lanceta . 354 (9181): 834–5. doi :10.1016/S0140-6736(99)80019-1. PMID  10485731. S2CID  9555588.
  21. ^ ab Guasti L, Galliazzo S, Molaro M, Visconti E, Pennella B, Gaudio GV, Lupi A, Grandi AM, Squizzato A. (2021). "TMAO como biomarcador de eventos cardiovasculares: una revisión sistemática y metanálisis". Pasante Emerg Med . 16 (1): 201–207. doi :10.1007/s11739-020-02470-5. PMID  32779113. S2CID  221099557.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  22. ^ Zhang H, Yao G. (2023). "Correlación significativa entre el metabolito trimetilamina-N-óxido derivado de la microbiota intestinal y el riesgo de accidente cerebrovascular: evidencia basada en 23 estudios observacionales". Revista Europea de Nutrición Clínica . 77 (7): 731–740. doi :10.1038/s41430-022-01104-7. PMID  35468932. S2CID  248368447.
  23. ^ Ge X, Zheng L, Zhuang R, Yu P, Xu Z, Liu G, Xi X, Zhou X, Fan H. (2020). "El metabolito microbiano intestinal trimetilamina N-óxido y el riesgo de hipertensión: una revisión sistemática y un metanálisis de dosis-respuesta". Adv Nutr . 11 (1): 66–76. doi :10.1093/advances/nmz064. PMC 7442397 . PMID  31269204. {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  24. ^ Han JM, Guo L, Chen XH, Xie Q, Song XY, Ma YL. (2024). "Relación entre el N-óxido de trimetilamina y el riesgo de hipertensión en pacientes con enfermedad cardiovascular: un metanálisis y un análisis de la relación dosis-respuesta". Medicine (Baltimore) . 103 (1): e36784. doi :10.1097/MD.0000000000036784. PMC 10766215. PMID  38181288 . {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  25. ^ Dirección General de Empleo SA, Comité Científico sobre Límites de Exposición Profesional, Nielsen GD, Pospischil E, Johanson G, Klein CL, et al. (2017). SCOEL/REC/179 trimetilamina: recomendación del Comité Científico sobre Límites de Exposición Profesional. Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. doi :10.2767/440659. ISBN 978-92-79-66627-8. Consultado el 17 de diciembre de 2023 .