2-Hydroxy-3-Methylvaleriansäure

2-Hydroxy-3-Methylvalerat

2-hydroxy-3-methylvaleric acid

Die verzweigtkettige Hydroxycarbonsäure entsteht bei Störungen im Abbau der Aminosäure Isoleucin.

C₆H₁₂O₃; Strukturformel:

132,16 g.

Im 2. Schritt des Katabolismus der verzweigtkettigen Aminosäure Isoleucin, der über Propionyl-Co A und Succinyl-Co A in den Citratzyklus mündet, wird das Transaminierungsprodukt 2-Oxo-3-Methylvaleriansäure durch den Multienzymkomplex verzweigtkettige 2-Oxosäure-Dehydrogenase (BCKDH) zu Isobutyryl-Coenzym A umgesetzt. 2-Hydroxy-3-Methylvaleriansäure entsteht bei pathologischer Akkumulation der 2-Oxosäure in einem alternativen Reduktionsschritt.

2-Hydroxy-3-Methylvaleriansäure verteilt sich in allen Körperflüssigkeiten. Sie wird renal effizient ausgeschieden.

Ein Defekt der BCKDH (MSUD) führt primär zu einer Akkumulation von 2-Oxo-3-Methylvaleriansäure und nach Reduktion zur Bildung von 2-Hydroxy-3-Methylvaleriansäure. Erhöhungen finden sich ebenfalls bei einem Defekt der Dihydrolipoyl-Dehydrogenase (E3). Dabei sind gleichzeitig die Funktionen des 2-Oxoglutarat-Dehydrogenase- und des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes defekt und führen zur Akkumulation weiterer pathologischer Säuren (Laktat, Pyruvat, 2-Oxoglutarat).

Untersuchungen zur individuellen Toxizität der verschiedenen 2-Oxo- und 2-Hydroxysäuren liegen erst in Ansätzen vor. In-vitro-Studien deuten unter anderem auf eine Beeinflussung der Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke hin, in deren Folge es zu einer Störung des Transports von zerebral bedeutenden Aminosäuren mit fatalen Folgen für die Biosynthese und die normale Funktion von Neurotransmittern sowie für das Hirnwachstum kommen kann.

Urin, in Ausnahmefällen Liquor oder Plasma.

Retentionsindex RI: 1250

M+(m/z): 276

Quant Ion (m/z): 159

Conf. Ion (m/z): 261

mmol/mol Kreatinin (Urin).

μmol/L (Plasma, Liquor).

Normalbereich: <2 mmol/mol Kreatinin.

Pathologischer Bereich: 60–400 mmol/mol Kreatinin.

Unerklärte Enzephalopathie bis zum Koma, vor allem im Neugeborenen-, Säuglings- und Kleinkindesalter und/oder assoziiert mit interkurrenten Infekten. Differenzialdiagnostik primärer Laktatazidosen.

2-Hydroxy-3-Methylvaleriansäure ist neben anderen verzweigtkettigen 2-Oxo- und 2-Hydroxysäuren pathologisch erhöht bei der Ahornsirupkrankheit (MSUD) sowie bei einem Dihydrolipoyl-Dehydrogenase(E3)-Mangel. Dabei sind gleichzeitig die Funktionen des 2-Oxoglutarat-Dehydrogenase- und des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes defekt und führen zur Akkumulation weiterer pathologischer Säuren (Laktat, Pyruvat, 2-Oxoglutarat). Geringere Erhöhungen werden auch bei primären und sekundären Laktatazidosen sowie bei Ketosen infolge eines erhöhten intramitochondrialen Redoxpotenzials, das die vermehrte Bildung von 2-Hydroxy-3-Methylvaleriansäure aus 2-Oxo-3-Methylvaleriansäure begünstigt, beobachtet.

In Kombination mit Erhöhungen der korrespondierenden 2-Oxosäure hoch für die Diagnostik einer Ahornsirupkrankheit (MSUD) bzw. eines Dihydrolipoyl-Dehydrogenase(E3)-Mangels.