metilglioxal

En los organismos, el metilglioxal se forma como un subproducto de varias vías metabólicas . ^{[ 3 ]} El metilglioxal surge principalmente como subproductos de la glucólisis que involucra gliceraldehído-3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato . También se cree que surge a través de la degradación de acetona y treonina . ^{[ 4 ]} Como ejemplo de las innumerables vías hacia el MGO, el ácido aristolóquico causó un aumento de 12 veces de metilglioxal de 18 a 231  μg/mg de proteína renal en ratones envenenados. ^{[ 5 ]} Puede formarse a partir de 3-aminoacetona , que es un intermediario del catabolismo de la treonina , así como a través de la peroxidación lipídica . Sin embargo, la fuente más importante es la glucólisis . Aquí, el metilglioxal surge de la eliminación no enzimática de fosfato del gliceraldehído fosfato y dihidroxiacetona fosfato (DHAP), dos intermediarios de la glucólisis. Esta conversión es la base de una posible ruta biotecnológica hacia el producto químico básico 1,2-propanodiol . ^{[ 6 ]}

Dado que el metilglioxal es altamente citotóxico , se han desarrollado varios mecanismos de desintoxicación. Uno de ellos es el sistema de la glioxalasa . El metilglioxal se desintoxica mediante el glutatión . El glutatión reacciona con el metilglioxal para dar un hemitioacetal , que se convierte en S - D -lactoil-glutatión por acción de la glioxalasa I. [ ^{7 ] Este} tioéster se hidroliza a D -lactato por acción de la glioxalasa II . ^{[ 8 ]}

El metilglioxal participa en la formación de productos finales de glicación avanzada (AGEs). ^{[ 4 ]} En este proceso, el metilglioxal reacciona con los grupos amino libres de la lisina y la arginina , y con los grupos tiol de la cisteína , formando AGEs. La argpirimidina es un ejemplo. Las histonas también son altamente susceptibles a la modificación por metilglioxal, y estas modificaciones se encuentran elevadas en el cáncer de mama. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Los daños en el ADN son inducidos por carbonilos reactivos , principalmente metilglioxal y glioxal , con una frecuencia similar a la de los daños oxidativos en el ADN . ^{[ 12 ]} Dicho daño, denominado glicación del ADN , puede causar mutaciones , roturas en el ADN y citotoxicidad . ^{[ 12 ]} En los seres humanos, una proteína DJ-1 (también llamada PARK7 ) tiene un papel clave en la reparación de las bases del ADN glicadas.

Debido al aumento de los niveles de glucosa en sangre, el metilglioxal presenta concentraciones más elevadas en diabéticos y se ha relacionado con la aterogénesis arterial . El daño que el metilglioxal causa a las lipoproteínas de baja densidad mediante la glicación provoca un aumento cuádruple de la aterogénesis en diabéticos. ^{[ 13 ]} El metilglioxal se une directamente a las terminaciones nerviosas y, por lo tanto, aumenta el dolor crónico en las extremidades en la neuropatía diabética . ^{[ 14 ] [ 15 ]}