N -óxido de trimetilamina -Trimethylamine N-oxide
|
|
|
|
| Nombres | |
|---|---|
|
Nombre IUPAC preferido
N , N -óxido de N- dimetilmetanamina |
|
| Otros nombres
Óxido de trimetilamina, TMAO, TMANO
|
|
| Identificadores | |
|
Modelo 3D ( JSmol )
|
|
| CHEBI | |
| ChemSpider | |
| Tarjeta de información ECHA |
100.013.341 
|
| KEGG | |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
Tablero CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Propiedades | |
| C 3 H 9 N O | |
| Masa molar | 75.11 |
| Apariencia | sólido incoloro |
| Punto de fusion | 220 a 222 ° C (428 a 432 ° F; 493 a 495 K) (dihidrato: 96 ° C) |
| bien | |
| 5.4 D | |
|
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
 verificar ( ¿qué es ?)
  |
|
| Referencias de Infobox | |
Trimetilamina N -óxido ( OTMA ) es un compuesto orgánico con la fórmula (CH 3 ) 3 NO. Pertenece a la clase de óxidos de amina . Aunque se conoce el compuesto anhidro, normalmente se encuentra N -óxido de trimetilamina 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 distorsione las proteínas y, por lo tanto, mate al animal. La concentración de TMAO aumenta con la profundidad a la que vive el animal; La TMAO se encuentra en altas concentraciones en la especie descrita de vida más profunda, Pseudoliparis swirei , que se encontró en la Fosa de las Marianas , a una profundidad registrada de 8.076 m (26.496 pies).
El TMAO es un producto de la oxidación de la trimetilamina , un metabolito común de la colina en los animales.
animales marinos
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 proteínas de la presión. En general, los cuerpos de los animales que viven a grandes profundidades se adaptan a ambientes de alta presión al tener biomoléculas resistentes a la presión y pequeñas moléculas orgánicas presentes en sus células, conocidas como piezolitos, de las cuales el TMAO es el más abundante. Estos piezolitos dan a las proteínas la flexibilidad que necesitan para funcionar correctamente bajo una gran presión.
El TMAO se descompone en trimetilamina (TMA), que es el principal olor característico de los mariscos degradados.
Química
El TMAO se puede sintetizar a partir de trimetilamina mediante tratamiento con peróxido de hidrógeno:
- H 2 O 2 + (CH 3 ) 3 N → H 2 O + (CH 3 ) 3 NO
El dihidrato se deshidrata mediante destilación azeotrópica en dimetilformamida .
Aplicaciones de laboratorio
El óxido de trimetilamina se utiliza en experimentos de plegamiento de proteínas para contrarrestar los efectos de despliegue de la urea .
En la reacción de química organometálica de abstracción nucleofílica , se emplea Me 3 NO 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 usa para descomplejar ligandos orgánicos de metales, por ejemplo , de (dieno) Fe (CO) 3 .
Se utiliza en determinadas reacciones de oxidación, por ejemplo, la conversión de yoduros de alquilo en el aldehído correspondiente .
Efectos sobre la estabilidad de las proteínas
Se ha descubierto que los efectos de TMAO sobre la columna vertebral y los residuos cargados de péptidos estabilizan las conformaciones compactas, mientras que los efectos de TMAO sobre los residuos apolares conducen al hinchamiento del péptido. Esto sugiere mecanismos competitivos de TMAO en proteínas, lo que explica la hinchazón hidrofóbica, el colapso de la columna vertebral y la estabilización de las interacciones carga-carga. Estos mecanismos se observan en la jaula de Trp.
Asociaciones microbióticas
El orden Clostridiales , el género Ruminococcus y el taxón Lachnospiraceae están asociados positivamente con los niveles de TMA y TMAO. Por el contrario, las proporciones de S24-7, una familia abundante de Bacteroidetes , están inversamente asociadas con los niveles de TMA y TMAO.
Trastornos
Trimetilaminuria
La trimetilaminuria es un defecto poco común en la producción de la enzima monooxigenasa 3 que contiene flavina ( FMO3 ). Quienes padecen trimetilaminuria no pueden convertir la trimetilamina derivada de la colina en óxido de trimetilamina. Luego, la trimetilamina se acumula y se libera en el sudor, la orina y el aliento de la persona, lo que desprende un fuerte olor a pescado.
Enfermedad cardiovascular
Un estudio publicado en 2013, que evaluó a 513 adultos con antecedentes de eventos cardiovasculares adversos importantes , una edad promedio de 68 años y el 69% de los cuales fumaban anteriormente o en la actualidad, puede indicar que los niveles altos de TMAO en la sangre están asociados con un mayor riesgo. de eventos cardiovasculares adicionales.
Fondo
La concentración de TMAO en la sangre aumenta después de consumir alimentos que contienen carnitina o lecitina si las bacterias que convierten esas sustancias en TMAO están presentes en el intestino. Se encuentran altas concentraciones de carnitina en la carne roja, algunas bebidas energéticas y algunos suplementos dietéticos . Algunos tipos de bacterias intestinales normales (por ejemplo, especies de Acinetobacter ) en el microbioma humano convierten la carnitina de la dieta en TMAO. TMAO altera el metabolismo del colesterol en los intestinos, el hígado y las paredes arteriales. En presencia de TMAO, aumenta el depósito de colesterol y disminuye la eliminación de colesterol de las células periféricas, como las de las paredes arteriales. La lecitina se encuentra en la soja, los huevos, como ingrediente en alimentos procesados , se vende como suplemento dietético, se usa como emulsionante y se usa para evitar que se pegue (por ejemplo, en aerosol antiadherente para cocinar).
Controversia
Clouatre y col. argumentan que las fuentes de colina y la L-carnitina dietética no contribuyen a una elevación significativa de la TMAO en sangre. Sin embargo, el estudio utilizado para plantear esta disputa fue patrocinado por Lonza, Inc., que fabrica y vende un suplemento de L-Carnitina, por lo que su disputa puede considerarse parcial. En cambio, la principal fuente de TMAO en la dieta es el pescado. Y el vínculo entre las enfermedades cardiovasculares y TMAO se discute en un estudio con ratones.
Otra fuente de TMAO es la fosfatidilcolina dietética , nuevamente por medio de la acción bacteriana en el intestino. La fosfatidilcolina está presente en alta concentración en las yemas de huevo y algunas carnes. La evidencia más fuerte para contradecir la aparente relación causal entre TMAO y enfermedad cardiovascular proviene de un estudio de aleatorización mendeliana que no pudo detectar una asociación significativa entre los niveles circulantes de TMAO e infarto de miocardio o enfermedad arterial coronaria.
Hipertensión y trombosis
Se ha sugerido que TMAO puede estar involucrado en la regulación de la presión arterial y la etiología de la hipertensión y trombosis (coágulos de sangre) en la enfermedad aterosclerótica. Un metanálisis de 2017 encontró que una mayor TMAO circulante se asoció con un 23% más de riesgo de eventos cardiovasculares y un 55% más de riesgo de mortalidad.
En particular, los efectos tóxicos de la MAT se describieron en varios artículos clínicos y experimentales a mediados del siglo XX y estudios muy recientes muestran un efecto deletéreo de la MAT en el sistema circulatorio. Además, debido a la toxicidad obvia y, al mismo tiempo, al uso generalizado en la industria, se encuentran disponibles varias pautas de 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. Por tanto, parece que es TMA pero no TMAO el que puede ser un marcador y mediador del riesgo cardiovascular.
Manejo de niveles elevados
- Las dietas veganas y vegetarianas parecen seleccionar contra la flora intestinal que metaboliza la carnitina (a favor de otra flora intestinal más coordinada con su suministro de alimentos). Esta aparente diferencia en su microbioma se asocia con una reducción sustancial de las bacterias intestinales capaces de convertir la carnitina en trimetilamina, que luego se metaboliza en el hígado en TMAO.
- En los mamíferos existen enzimas que contienen molibdeno . Se ha encontrado que el llamado componente reductor de amidoxima mitocondrial (mARC) existe en dos isoformas, mARC1 y mARC2, ambas capaces de reducir una variedad de compuestos N-oxigenados, incluidos N-óxidos no fisiológicos. Se cree que los guisantes y los frijoles negros se encuentran entre las fuentes alimenticias más ricas en molibdeno en la dieta.
- El 3,3-dimetil-1-butanol (DMB), un análogo estructural de la colina , inhibe la formación de TMA microbiana en ratones y heces humanas, reduciendo así los niveles plasmáticos de TMAO después de la suplementación con colina o carnitina. Se encuentra en algunos vinagres balsámicos, vinos tintos y algunos aceites de oliva virgen extra prensados en frío y aceites de semillas de uva .
- Se ha demostrado que el resveratrol reduce el TMAO en ratones al remodelar la microbiota intestinal.