خصائص حامض Pirúvico والمخاطر والاستخدامات

ال حمض البيروفيك حمض 2-أوكسو أحادي الكربوكسيل الذي هو مشتق 2-كيتو من حمض البروبيونيك. صيغته هي CH3COCOOH. إنه أبسط أحماض ألفا كيتو ، مع حمض الكربوكسيل ومجموعة وظيفية كيتون. ويرد هيكلها في الشكل 1 (EMBL-EBI ، 2017).

يعتبر Pyruvate ، القاعدة المرافقة (CH3COCOO-) وسيطًا رئيسيًا في استقلاب الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. في نقص الثيامين ، يتأخر أكسده ويتراكم في الأنسجة ، وخاصة في الهياكل العصبية (حمض البيروفيك ، 1997).

البيروفات هو نتاج الأيض الهوائي للجلوكوز المعروف باسم تحلل السكر. يمكن تحويل البيروفات إلى كربوهيدرات من خلال تكوين السكر ، إلى أحماض دهنية أو طاقة من خلال أسيتيل CoA ، إلى ألانين حمض أميني وإلى إيثانول.

في عام 1834، ثيوفيل جول بيلوز كل من حمض الطرطريك المقطر (حمض الطرطريك-L)، وحمض راسمي (خليط من D- و-L الطرطريك) وحمض piroartárico معزولة (ميثيل حمض السكسينيك). أيضا المقطر تميزت حامض أخرى بحلول العام التالي يونس ياكوب بيرسيليوس وتسمى حمض البيروفيك.

في المختبر ، يمكن تحضير حمض البيروفيك عن طريق تسخين خليط من حمض الطرطريك وكبريتات الهيدروجين البوتاسيوم.

ويمكن أن يتم ذلك من خلال طريقين، عن طريق أكسدة البروبيلين من قبل أكسدة قوية (على سبيل المثال، برمنجنات البوتاسيوم) أو عن طريق التحلل من الاسيتيل السيانيد، التي شكلتها رد فعل من كلوريد الاسيتيل مع سيانيد البوتاسيوم:

CH3COCl + KCN → CH3COCN + KCl

CH3COCN → CH3COCOOH

مؤشر

• 1 الخصائص الفيزيائية والكيميائية لحمض البيروفيك
• 2 التفاعل والمخاطر
  • 2.1 في حالة ملامسة العين
  • 2.2 في حالة ملامسة الجلد
  • 2.3 في حالة الاستنشاق
  • 2.4 في حالة الابتلاع
• 3 الأهمية والاستخدامات
• 4 المراجع

الخصائص الفيزيائية والكيميائية لحمض البيروفيك

حمض البيروفيك هو سائل لزج عديم اللون وعديم اللون وله رائحة كريهة (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015). يظهر مظهره في الشكل 2.

المركب له وزن جزيئي 88.06 جم / مول وكثافة 1.250 جم / مل. لديها نقطة انصهار 11.8 درجة مئوية ونقطة الغليان من 164 درجة مئوية. المركب قابل للذوبان بشدة في الماء ، حيث يمكنه حل 1000 ملغ لكل مل من المذيب. حمض البيروفيك حمض ضعيف ، له pKa 2.5 (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017).

التفاعل والمخاطر

يصنف حمض البيروفيك كمركب ثابت ، على الرغم من أنه قابل للاحتراق. إنه غير متوافق مع العوامل المؤكسدة والقواعد القوية.

أولئك الذين يتناولون جرعات كبيرة من البيروفات التكميلية - عادة أكبر من 5 غرامات يوميًا - قد أبلغوا عن أعراض الجهاز الهضمي ، بما في ذلك الانزعاج البطني والانتفاخ والغازات والإسهال. تم الإبلاغ عن حالة طفل توفي وهو يتلقى البيروفات في الوريد بسبب اعتلال عضلة القلب التقييدي (حمض Pyruvic ، 2016).

حمض البيرفيكو خطير للغاية في حالة ملامسة الجلد (مهيج) ، أو ملامسة العينين (المهيجة) ، أو الابتلاع ، أو الاستنشاق. كما أنها قابلة للتآكل. يمكن أن يسبب سائل الرذاذ أو الضباب تلف الأنسجة خاصة في الأغشية المخاطية للعينين والفم والجهاز التنفسي.

ملامسة الجلد يمكن أن يسبب حروق. استنشاق رذاذ الضباب قد يسبب تهيجًا شديدًا في الجهاز التنفسي ، والذي يتميز باختناق أو سعال أو ضيق في التنفس.

يتم التعرف على التهاب العين عن طريق الاحمرار والتهيج والتهيج أو الحكة. يتميز التهاب الجلد بحكة قوية ، تحجيم ، احمرار وأحياناً قد تتشكل بثور.

في حالة ملامسة العين

فحص وإزالة العدسات اللاصقة. يجب غسل العينين على الفور بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل بالماء البارد.

في حالة ملامسة الجلد

يجب شطف المنطقة المصابة على الفور بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل أثناء إزالة الملابس والأحذية الملوثة. تغطية الجلد المتهيج مع مسكن للألم.

اغسل الملابس والأحذية قبل وضعها مجددًا. إذا كانت الملامسة شديدة ، فركها وشطفها بصابون معقم وقم بتغطية البشرة الملوثة بكريم مضاد للبكتيريا.

في حالة الاستنشاق

يجب نقل الضحية إلى مكان بارد. إن لم يكن التنفس ، ينبغي إعطاء التنفس الصناعي. إذا كان التنفس صعبًا ، فقم بتوفير الأكسجين.

في حالة الابتلاع

إذا تم ابتلاع المركب ، فلا يجب أن يتسبب القيء إلا إذا وجهه العاملون الطبيون. ينصح بشرب الماء بكميات كبيرة لتخفيف المركب. يجب أن يتم تخفيف الملابس الفضفاضة ، مثل طوق القميص أو الحزام أو ربطة العنق.

في جميع الحالات ، يجب الحصول على العناية الطبية على الفور (ورقة بيانات سلامة المواد حمض Pyruvic ، 2013).

الأهمية والاستخدامات

حمض البيروفيك ، أو البيروفات ، هو وسيط رئيسي في مسارات هيدروجيناز الغليكوليك والبيروفات ، والتي تشارك في إنتاج الطاقة البيولوجية.

البيروفات موجود على نطاق واسع في الكائنات الحية. إنه ليس من العناصر الغذائية الأساسية ، لأنه يمكن تصنيعه في خلايا الجسم. بعض الفواكه والخضروات غنية بالبيروفات ، على سبيل المثال التفاح الأحمر.

يبدأ المسار الخلوي المركزي لتخليق ATP بتحلل السكر ، وهو شكل من أشكال التخمير يتحول فيه الجلوكوز إلى سكريات أخرى في سلسلة من تسعة تفاعلات إنزيمية. يتضمن كل تفاعل متتابع سكر متوسط ​​يحتوي على الفوسفات.

في هذه العملية ، يتم تحويل الجلوكوز ستة الكربون إلى جزيئين حمض البيروفيك ثلاثة الكربون. يتم التقاط جزء من الطاقة المنبعثة من تحلل كل جزيء الجلوكوز في تكوين جزيئين من ATP.

المرحلة الثانية في استقلاب السكريات هي مجموعة من التفاعلات المترابطة تسمى دورة حامض الستريك أو دورة كريبس.

هذه الدورة تأخذ حمض البيروفيك ثلاثة الكربون التي تنتج في تحلل وتستخدم ذرات الكربون لتكوين ثاني أكسيد الكربون (CO2) في حين نقل ذرات الهيدروجين لجزيئات الناقل الخاصة، والتي يتم الاحتفاظ بها في السندات ذات الطاقة العالية (مايكل Cuffe ، 2016).

يعمل Pyruvate كوقود بيولوجي يصبح أنزيم أسيتيل A ، والذي يدخل في دورة حامض الستريك أو كريبس ، حيث يتم استقلابه لإنتاج ATP هوائيًا.

يمكن أيضًا الحصول على الطاقة لاهوائية من البيروفات ، من خلال تحويلها إلى اللاكتات.

الأهم من ذلك أن تحلل الهوائية، وإنتاج البيروفات ولاحق تحويلها إلى الاسيتيل جنة الزراعة يولد 10 جزيئات ATP لكل جزيء من البيروفات، في حين خفض لعوائد اللاكتات 2 ATP فقط لكل جزيء من البيروفات (metabolome البشري قاعدة البيانات، 2017).

يتم تحويل البيروفات أيضا إلى أوكسالوآسيتات قبل عمل انزيم كربوكسيلاز البيروفات. أوكسالوآسيتات وسيطة مهمة لالأيضية neoglucogenesis مسارات وتكون الدهون في التركيب الحيوي من إفراز النواقل العصبية والانسولين التي يسببها الجلوكوز من الجزر البنكرياسية.

من خلال عمل إنزيم ألانين ترانساميناز ، يتم تحويل البيروفات بشكل معكوس إلى ألانين ، أحد الأحماض الأمينية العشر غير الأساسية التي ينتجها الكائن الحي. تكمن أهمية هذا التفاعل في تحول العناصر الغذائية بين العضلات والهيكل العظمي ، في دورة ألانين الجلوكوز أو دورة كاهيل..

عندما تتحلل الأحماض الأمينية للعضلات لتلبية احتياجات الطاقة ، يتم نقل النيتروجين الناتج إلى البيروفات لتشكيل ألانين.

يتم ذلك عن طريق إنزيم ألانين ترانساميناز ، الذي يحول الغلوتامات والبيروفات إلى ألفا كيتوغلوتارات وألانين. يتم نقل الألانين الناتج إلى الكبد حيث يدخل النيتروجين في دورة اليوريا ويستخدم البيروفات لإنتاج الجلوكوز.

تشير الدراسات الحديثة إلى أن البيروفات في تركيزات عالية قد يكون لها دور مهم في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية ، مثل عامل مؤثر في التقلص العضلي.

تعمل الحقن أو الإرواءات البيروفات على زيادة وظيفة الانقباض في القلب عن طريق استقلاب الجلوكوز أو الأحماض الدهنية. هذا التأثير المؤثر في التقلص العضلي مثير للدهشة في قلوب ذهلت من نقص التروية / ضخه.

تأثير مؤثر في التقلص العضلي من البيروفات يتطلب ضخ داخل التاجي. من بين الآليات الممكنة لهذا التأثير زيادة توليد ATP وزيادة إمكانات الفسفرة لـ ATP..

آلية أخرى هي تفعيل بيروجينات البيروفات ، وتعزيز أكسدة خاصة بها عن طريق تثبيط البيروفات ديهيدروجينيز كيناز. بيروهيت ديهيدروجينيز غير نشط في نقص تروية عضلة القلب.

آخر هو الحد من تركيز الفوسفات غير العضوي الخلوي. من المعروف أن البيروفات ، كمضاد للأكسدة ، ينظف أنواع الأكسجين التفاعلية مثل بيروكسيد الهيدروجين وأكسيد الدهون. بشكل غير مباشر ، يمكن أن تزيد مستويات فوق البيروفات من زيادة الجلوتاثيون الخلوي.

يباع Pyruvate كمكمل لفقدان الوزن ، على الرغم من عدم وجود دليل يدعم هذا الاستخدام. وجدت مراجعة منهجية لستة تجارب وجود فروق ذات دلالة إحصائية في وزن الجسم مع البيروفات مقارنة مع الدواء الوهمي.

حددت المراجعة أيضًا الأحداث الضائرة المرتبطة بالبيروفيت ، مثل الإسهال ، والنفخ ، والغاز ، وزيادة البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL)..

حمض bromopyruvic مشتقة من حامض البيروفيك وتجري دراسة عن التطبيقات الممكنة في علاج السرطان من قبل باحثين في جامعة جونز هوبكنز في السبل التي تدعم الفرضية القائلة اربورغ عن سبب أو أسباب السرطان (حمض البيروفيك والأيض، وس. ف.).

مراجع

1. حمض البيروفيك والتمثيل الغذائي. (وس. ف.). تعافى من boundless.com.
2. EMBL-بنك الإمارات الدولي. (2017 ، 27 فبراير). حمض البيروفيك. تعافى من ebi.ac.uk.
3. قاعدة بيانات الأيض البشري. (2017 ، 2 مارس). عرض metabocard لحمض بيروفيك. تم الاسترجاع من hmdb.ca.
4. ورقة بيانات سلامة المواد حمض البيروفيك. (2013 ، 21 مايو). تعافى من sciencelab.com.
5. مايكل كوفي ، ه. أ. (2016 ، 8 أغسطس). بيولوجيا الخلية. تعافى من britannica.com.
6. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ... (2017 ، 11 مارس). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ إدارة البحث الجنائي = 1060. تم الاسترجاع من PubChem.
7. حمض بيروفيك. (1997). تم الاسترجاع من PubMed.
8. حمض البيروفيك. (2016 ، 17 أغسطس). تم الاسترجاع من drugbank.ca.
9. الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). حمض البيروفيك. تم الاسترجاع من chemspider.com.