Die methylverzweigte Hydroxy-Tricarbonsäure entsteht als pathologischer Metabolit bei metabolischen Defekten der Verwertung von Propionyl-CoA in der Endstrecke des Abbaues der Aminosäuren Valin und Isoleucin.
Struktur
C7H10O7; Strukturformel:
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Molmasse
206,15 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Propionyl-Coenzym A entsteht als gemeinsamer Metabolit im Katabolismus der verzweigtkettigen Aminosäuren Valin und Isoleucin und wird in einer biotinabhängigen Reaktion durch die Propionyl-CoA-Carboxylase zu Methylmalonyl-Coenzym A umgesetzt. Im pathologischen Zustand eines Propionyl-CoA-Carboxylase-Defektes kommt es zu einer Anhäufung von Propionyl-CoA, das in Sekundärreaktionen zu nicht physiologischen Produkten reagiert. Mit Oxalessigsäure reagiert Propionyl-CoA in einer durch die Citratsynthetase katalysierten Kondensationsreaktion zu Methylzitronensäure.
Methylzitronensäure verteilt sich in allen Körperflüssigkeiten und wird renal ausgeschieden.
Funktion – Pathophysiologie
Methylcitronensäure hat keine bekannte Funktion im Intermediärstoffwechsel. Erhöhte Konzentrationen hemmen den mitochondrialen Energiestoffwechsel (Laktatacidose, Hyperammonämie).
Perakute Krankheitsverläufe im Neugeborenen- und Säuglingsalter, metabolische Ketoacidose und Krisen in jedem Lebensalter, Hyperammoniämie.
Interpretation
Erhöhte Methylcitratausscheidungen sind im Fall einer Propionacidämie neben 3-Hydroxypropionsäure, 3-Hydroxyvaleriansäure und Propionylglyzin zu beobachten.
Ebenso werden beim Vorliegen einer Methylmalonacidurie durch sekundäre Inhibition der Propionyl-CoA-Carboxylase vermehrt Propionyl-CoA-Derivate, darunter Methylcitrat, ausgeschieden. Hier findet sich Methylmalonsäure als führender Metabolit.
Angesichts der Biotinabhängigkeit der Propionyl-CoA-Carboxylase werden auch bei Defekten im Biotinstoffwechsel, wie dem Holocarboxylase-Synthetasemangel oder dem Biotinidasemangel, moderat erhöhte Methylcitratwerte im Urin gemessen.
Diagnostische Wertigkeit
Erhöhte Urinausscheidungen von Methylzitronensäure weisen auf einen Defekt in der Verstoffwechselung von Propionyl-CoA hin.
Die weitere Differenzierung erfordert Kenntnisse über die o. g. Metabolite bzw. die enzymatische oder molekularbiologische Bestätigungsdiagnostik.
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
