2-Hydroxyisovaleriansäure

2-HIVA; 2-Hydroxy-3-Methylbuttersäure

2-hydroxyisovaleric acid

Die verzweigtkettige Hydroxycarbonsäure entsteht im pathologischen Zustand im Stoffwechsel der Aminosäure Valin.

C₅H₁₀O₃; Strukturformel:

118,13 g.

Im 2. Schritt des Katabolismus der verzweigtkettigen Aminosäure Valin, der über Propionyl-Co A und Succinyl-Co A in den Zitronensäurezyklus mündet, wird das Transaminierungsprodukt 2-Oxoisovaleriansäure durch den Multienzymkomplex Verzweigtkettige 2-Oxosäuren Dehydrogenase (BCKDH) zu Isobutyryl-Coenzym A umgesetzt. 2-Hydroxyisovaleriansäure entsteht bei pathologischer Akkumulation der 2-Oxoisovaleriansäure in einem alternativen Reduktionsschritt.

Die 2-Hydroxyisovaleriansäure verteilt sich in allen Körperflüssigkeiten. Sie wird renal effizient ausgeschieden.

Ein Defekt der BCKDH (MSUD) resultiert primär in einer Akkumulation von 2-Oxoisovaleriansäure und nach Reduktion zur Bildung von 2-Hydroxyisovaleriansäure. 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 u. a. 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: 1171

M+ (m/z): 262

Quant Ion (m/z): 145

Conf. Ion (m/z): 219

mmol/molKreatinin (Urin).

μmol/L (Plasma, Liquor).

Normalbereich: <2 mmol/mol Kreatinin.

Pathologischer Bereich: 850–3600 mmol/mol Kreatinin.

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

2-Hydroxyisovaleriansäure 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).

Vermehrte 2-HIVA-Ausscheidung wird auch bei primären und sekundären Laktatazidosen und bei Ketosen infolge eines erhöhten intramitochondrialen Redoxpotenzials, das die vermehrte Bildung von 2-HIVA aus 2-Oxoisovaleriansäure begünstigt, beobachtet.

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