Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
G. F. Hoffmann, C.-D. Langhans und A. Schulze

2-Hydroxyisovaleriansäure

2-Hydroxyisovaleriansäure
Synonym(e)
2-HIVA; 2-Hydroxy-3-Methylbuttersäure
Englischer Begriff
2-hydroxyisovaleric acid
Definition
Die verzweigtkettige Hydroxycarbonsäure entsteht im pathologischen Zustand im Stoffwechsel der Aminosäure Valin.
Struktur
C5H10O3; Strukturformel:
Molmasse
118,13 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
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.
Funktion – Pathophysiologie
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.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Urin, in Ausnahmefällen Liquor oder Plasma.
Präanalytik
  • Durch Flüssig-Flüssig-Extraktion im sauren Medium mittels Ethylacetat oder Diethylether
  • Mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) als Trimethylsilylester-Trimethylsilylether
Retentionsindex RI: 1171
M+ (m/z): 262
Quant Ion (m/z): 145
Conf. Ion (m/z): 219
Internationale Einheit
mmol/molKreatinin (Urin).
μmol/L (Plasma, Liquor).
Referenzbereich – Kinder
Pathologischer Bereich: 850–3600 mmol/mol Kreatinin.
Indikation
Ungeklärte Enzephalopathie bis zum Koma, vor allem im Neugeborenen-, Säuglings- und Kleinkindesalter und/oder assoziiert mit interkurrenten Infekten. Differenzialdiagnostik primärer Laktatazidosen.
Interpretation
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.
Diagnostische Wertigkeit
In Kombination mit Erhöhungen der korrespondierenden 2-Oxosäure hoch für die Diagnostik einer Ahornsirupkrankheit (MSUD) bzw. eines Dihydrolipoyl-Dehydrogenase-(E3-)Mangels.
Literatur
Blau N, Duran M, Gibson KM, Dionisi-Vici C (Hrsg) (2014) Physician’s guide to the diagnosis, treatment, and follow-up of inherited metabolic diseases. Springer, Berlin/Heidelberg