Articulo de referencia

N -óxido de trimetilamina

El N -óxido de trimetilamina ( TMAO ) es un compuesto orgánico con la fórmula ( C₆H₅ ) ₃N₂O . Pertenece a la clase de los óxidos de amina . Si bien se conoce el compuesto anhidr...

El N -óxido de trimetilamina ( TMAO ) es un compuesto orgánico con la fórmula ( C₆H₅ ) ₃N₂O . Pertenece a la clase de los óxidos de amina . Si bien se conoce el compuesto anhidro, el N-óxido de trimetilamina se suele encontrar como dihidrato . Tanto el compuesto anhidro como el hidratado son sólidos blancos solubles en agua.

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

En 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 presente en moluscos, crustáceos y todos los peces marinos y óseos. Es un estabilizador de proteínas que contrarresta los efectos desestabilizadores de la presión sobre estas. En general, los cuerpos de los animales que viven a grandes profundidades están adaptados a entornos de alta presión gracias a la presencia en sus células de biomoléculas resistentes a la presión y pequeñas moléculas orgánicas, conocidas como piezolitos, de las cuales el TMAO es la más abundante. Estos piezolitos proporcionan a las proteínas la flexibilidad necesaria para funcionar correctamente bajo alta presión. [ 1 ] [ 2 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

El TMAO se descompone en trimetilamina (TMA), que es el principal olor característico de los mariscos en descomposición. [ 10 ]

TMAO en la dieta

Los niveles de TMAO aumentan con el consumo de proteínas animales como huevos, carne roja , mariscos y pescado en general . [ 11 ] [ 12 ] Las dietas basadas en plantas, como la vegana, la vegetariana y la mediterránea, reducen los niveles de TMAO. [ 12 ] [ 13 ]

Química

El TMAO se puede sintetizar a partir de trimetilamina mediante tratamiento con peróxido de hidrógeno : [ 14 ]

( CH₃ ) ₃N + H₂O₂H₂O + ( CH₃ ) ₃NO

El dihidrato se deshidrata mediante destilación azeotrópica a partir de dimetilformamida . [ 15 ]

Aplicaciones de laboratorio

El óxido de trimetilamina se utiliza en experimentos de plegamiento de proteínas para contrarrestar los efectos desplegamientos de la urea . [ 16 ]

En la reacción de química organometálica de abstracción nucleofílica , (CH₃ ) ₃NO se emplea como agente descarbonilante según la siguiente estequiometría :

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

donde M es un metal. Esta reacción se utiliza para descomplejar ligandos orgánicos de metales, por ejemplo, de ( dieno )Fe(CO) 3 . [ 14 ]

Se utiliza en ciertas reacciones de oxidación, por ejemplo, la conversión de yoduros de alquilo en el aldehído correspondiente . [ 17 ]

Efectos sobre la estabilidad de las proteínas

Se ha observado que los efectos del TMAO sobre la cadena principal y los residuos cargados de los péptidos estabilizan las conformaciones compactas, [ 18 ] mientras que los efectos del TMAO sobre los residuos no polares provocan la hinchazón del péptido. Esto sugiere mecanismos competitivos del TMAO sobre las proteínas, que explican 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 triptófano. [ 19 ]

Trastornos

Trimetilaminuria

La trimetilaminuria es un defecto poco frecuente en la producción de la enzima monooxigenasa 3 que contiene flavina ( FMO3 ). [ 20 ] [ 21 ] 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, desprendiendo 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 ] [ 22 ]

Enfermedad cardiovascular

Las altas concentraciones circulantes de TMAO se asocian con un mayor riesgo de eventos cardiovasculares [ 4 ] [ 22 ] y accidentes cerebrovasculares en particular. [ 23 ]

Hipertensión

Las altas concentraciones circulantes de TMAO se asocian con un mayor riesgo de hipertensión . [ 24 ] [ 25 ]

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 Europea. [ 26 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Linley, TD, ME Gerringer, PH Yancey, JC Drazen, CL Weinstock, AJ Jamieson (2016). "Peces de la zona hadal, incluyendo nuevas especies, observaciones in situ y registros de profundidad de Liparidae" . Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers . 114 : 99–110 . Bibcode : 2016DSRI..114...99L . doi : 10.1016/j.dsr.2016.05.003 .
  2. 1 2 Gerringer, ME, TD Linley, PH Yancey, AJ Jamieson, E. Goetze, JC Drazen (2016). "Pseudoliparis swirei sp. nov.: Un pez caracol hadal recientemente 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. 1 2 3 Schiattarella GG, Sannino A, Toscano E, Giugliano G, Gargiulo G, Franzone A, Trimarco B, Esposito G, Perrino C. (2017). "El metabolito generado por la microbiota intestinal, trimetilamina-N-óxido, como biomarcador de riesgo cardiovascular: una revisión sistemática y un metaanálisis de dosis-respuesta" . European Heart Journal . 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). "Metabolito derivado de la microbiota intestinal trimetilamina-N-óxido y múltiples resultados de salud: una revisión general y un metaanálisis 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 en pacientes con enfermedad arterial coronaria y síndrome coronario agudo: una revisión sistemática y metaanálisis" . Annals of Medicine and Surgery . 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 contrarrestantes en alta osmolaridad y otros tipos de estrés" . J. Exp. Biol. 208 (15): 2819– 2830. Bibcode : 2005JExpB.208.2819Y . 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. Bibcode : 2016Toxin...8..326V . doi : 10.3390/toxins8110326 . PMC 5127123. PMID 27834801 .  
  9. "¿Qué se necesita para vivir en el fondo del océano?" . BBC Earth. 2016. Archivado del original el 13 de mayo de 2016. Consultado el 19 de mayo de 2016 .
  10. Wang X, Zheng Z (8 de julio de 2025). "Perspectivas mecanicistas sobre el deterioro del pescado y tecnologías de conservación integradas" . Appl. Sci . 15 (14): 7639. doi : 10.3390/app15147639 .
  11. ^ 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 )
  12. 1 2 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 )
  13. 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 )
  14. 1 2 Pearson AJ (2001). " N -óxido de trimetilamina". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi : 10.1002/047084289X.rt268 . ISBN 0-471-93623-5.
  15. 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 .
  16. 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. Bibcode : 2002JAChS.124.1192Z . doi : 10.1021/ja004206b . PMID 11841287 . 
  17. Volker Franzen (1973). "Octanal" . Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 5, pág. 872  .
  18. Shea JE, Feinstein SC, Lapointe NE, Larini L, Levine ZA (2015-03-03). "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 .  
  19. 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 . 
  20. 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 .  
  21. ^ 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 .  
  22. ^ 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 )
  23. Zhang H, Yao G. (2023). "Correlación significativa entre el metabolito derivado de la microbiota intestinal trimetilamina-N-óxido y el riesgo de accidente cerebrovascular: evidencia basada en 23 estudios observacionales". European Journal of Clinical Nutrition . 77 (7): 731– 740. doi : 10.1038/s41430-022-01104-7 . PMID 35468932. S2CID 248368447 .  
  24. Ge X, Zheng L, Zhuang R, Yu P, Xu Z, Liu G, Xi X, Zhou X, Fan H. (2020). "El metabolito microbiano intestinal N-óxido de trimetilamina y el riesgo de hipertensión: una revisión sistemática y un metaanálisis 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 )
  25. 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 metaanálisis y 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 )
  26. Dirección General de Empleo de Sudáfrica, Comité Científico sobre Límites de Exposición Ocupacional, Nielsen GD, Pospischil E, Johanson G, Klein CL, et al. (2017). SCOEL/REC/179 trimetilamina: recomendación del Comité Científico sobre Límites de Exposición Ocupacional . Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. doi : 10.2767/440659 . ISBN  978-92-79-66627-8. Consultado el 17 de diciembre de 2023 .