Kyselina 2-oxoizokaprónová alebo α-ketoizokaprónová (α-KIC) je rozvetvená ketokyselina a metabolický intermediát v metabolizme leucínu. Leucín je esenciálna aminokyselina a jej rozklad je kľúčový pre mnoho biologických pochodov. Konjugovanou zásadou kyseliny 2-ketoizokaprónovej je 2-oxoizokapronát (α-ketoizokapronát).
α-KIC vzniká v jednom z prvých krokoch dráhy rozkladu leucínu pôsobením transaminázy rozvetvených aminokyselín, ktorá prenáša amínovú skupinu z L-leucínu na α-ketoglutarát, čím nahrádza aminoskupinu za ketoskupinu. Rozklad leucínu v svaloch na α-KIC umožňuje produkciu aminokyselín alanínu a glutamátu. V pečeni sa α-KIC môže premeniť na veľké množstvo látok podľa toho, ktoré enzýmy a kofaktory sú prítomné, vrátane cholesterolu, acetyl-CoA, izovaleryl-CoA a iných biologických molekúl. Hlavnou látkou syntetizovanou z α-KIC je izovaleryl-CoA.
α-KIC je kľúčovým metabolitom v moči ľudí s chorobou javorového sirupu (maple syrup urine disease, MSUD), spolu s rozvetvenými aminokyselinami. Deriváty α-KIC boli u ľudí študované kvôli ich schopnosti zlepšiť fyzický výkon počas anaeróbneho cvičenia a ich použitiu ako doplnku medzi krátkodobými a dlhodobými doplnkami. Tieto štúdiue ukazujú, že α-KIC neplní tento účel bez toho, aby boli prítomné i iné ergogénne doplnky. Takisto bolo pozorované, že α-KIC znižuje poškodenie kostrových svaloch pri silovom cvičení u ľudí, ktorý tieto cviky bežne nerobia.
Metabolizmus α-KIC vzniká pôsobením transaminázy rozvetvených aminokyselín na leucín. V procese sa mení α-ketoglutarát na glutamát:
leucín + α-ketoglutarát ↔ α-KIC + glutamát
α-KIC sa následne dekarboxyluje pôsobením dehydrogenázy rozvetvených 2-oxokyselín za vzniku izovaleryl-CoA. Ako kofaktory vystupujú koenzým A a NAD+:
α-KIC + CoA + NAD+ ↔ izovaleryl-CoA + CO2 + NADH
K tejto reakcii dochádza v mitochondriách svalov, myokardu a obličiek.
Biologická aktivita Doplnky stravy Mnoho štúdií skúma α-KIC ako doplnok stravy na podporu výkonu pri namáhavej fyzickej aktivite. Štúdie ukazujú, že príjem α-KIC a jeho derivátov pred fyzickou aktivitou viedlo k zvýšeniu svalového výkonu o 10 % a taktiež k zníženiu svalovej únavy počas počiatočnej fázy fyzickej aktivity. Keď bol α-KIC prijímaný s inými látkami, napríklad β-hydroxy-β-metylbutyrátom (HMB), po dobu dvoch týždňov, účastníci štúdie pociťovali bolesť svalov oneskorene a taktiež ďalšie poztivíne účinky, ako napríklad väščí objem svalov. Je dôležité poznamenať, že tieto štúdie taktiež uvádzajú, že α-KIC prijímaný osamote nemal významný pozitívny vplyv na fyzické výkony, takže by mal byť prijímaný s ďalšími ergogénnymi látkami. α-KIC nie je dostupný ako doplnok osamote, ale jeho dekarboxylovaná podoba, HMB, je dostupná v podobe vápenatej soli.
Použitie Biochemické implikácie α-KIC sú spojené hlavne s ďalšími biochemickými dráhami. Pri prijímaní α-KIC sa prejavujú zmeny v proteosyntéze, regenerácii kostrových svalov a proteolýze v kostrových svaloch. Na objasnenie presných mechanizmov existuje len málo štúdií, ale existuje poznateľné spojenie medzi príjmom α-KIC a zvýšením proteosyntézy, proteolýzy a regenerácie.
Toxicita Mnohé štúdie ukázali, že príjem α-KIC alebo HMB nespôsobuje žiadne nepriaznivé vedľajšie účinky.
U pacientov s chorobou javorového sirupu, ktorý nedokázu metabolizovať rozvetvené α-ketokyseliny, sa predpokladá, že α-KIC je jedným z mediátorov neurotoxicity.
Použitie v lekárstve Rozvetvené α-ketokyseliny ako α-KIC sa nachádzajú vo vysokej koncentrácii v moči ľudí, ktorí trpia na chorobu javorového sirupu. Táto choroba je spôsobená nedostatočnou aktivitou dehydrogenázy rozvetvených 2-ketokyselín, čo vedie k hromadeniu rozvetvených α-ketokyselín, vrátane α-KIC a HMB. Tieto ketokyseliny sa hromadia v pečeni a keďže sa produkuje len obmedzené množstvo izovaleryl-CoA, musia sa tieto ketokyseliny vylučovať močom v podobe α-KIC, HMB alebo podobných ketokyselín. U týchto ľudí vznikú zápaly v dôsledku nesprávne nastavenej diéty. Medzi symptómy choroby javorového sirupu patria sladko zapáchajúci moč, podráždenosť a letargia a vo vážnych prípadoch i edém mozgu, apnoe, kóma alebo respiračné zlyhanie. Medzi spôsoby liečby patrí zníženie príjmu leucínu a špecializované diéty na nahradenie nedostatku leucínu.
Referencie
Zdroj
Kategória:Ketokyseliny