กรดเมทิลมาโลนิก

กรดเมทิลมาโลนิก (Methylmalonic acid: MMA) คือสารประกอบเคมีที่จัดอยู่ในกลุ่มกรดไดคาร์บอกซิลิก ซึ่งประกอบไปด้วยโครงสร้างพื้นฐานของกรดมาโลนิก (Malonic acid) และหมู่เมทิล โดยเราเรียกเกลือของกรดเมทิลมาโลนิกว่า เมทิลมาโลเนต

กระบวนการเมตาบอลิซึม

เส้นทางเมตาบอลิซึมของโพรพิโอเนต โดยมีกรดเมทิลมาโลนิกเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้

กรดเมทิลมาโลนิกเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากกระบวนการเมตาบอลิซึมของโพรพิโอเนต[1] โดยมีส่วนประกอบตั้งต้นพร้อมกับสัดส่วนโดยประมาณในกระบวนการเมตาบอลิซึมของสารดังกล่าวดังต่อไปนี้[2]

• กรดอะมิโนจำเป็น: เมทิโอนีน วาลีน ทรีโอนีน และไอโซลิวซีน[3] (~50%)[2]
• กรดไขมันสายคี่[3] (~30%)[2]
• กรดโพรพิโอนิกจากกระบวนการหมักด้วยแบคทีเรีย[3] (~20%)[2]
• โซ่ข้างของคอเลสเตอรอล[3]
• ไทมีน[4]

สารอนุพันธ์ของโพรพิโอเนตอย่างโพรพิโอนิล-โคเอนไซม์เอ (Propionyl-CoA) จะถูกเปลี่ยนเป็น ดี-เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอ (D-Methylmalonyl-CoA) โดยเอนไซม์โพรพิโอนิล-โคเอนไซม์เอ คาร์บอกซิเลส (Propionyl-CoA carboxylase) และจากนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นแอล-เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอโดยเอนไซม์เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอ อิพิเมเรส (Methylmalonyl-CoA epimerase)[5]

การเข้าสู่วัฏจักรกรดซิตริก (Citric acid cycle) เกิดขึ้นผ่านการเปลี่ยนแอล-เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอ (L-Methylmalonyl-CoA) ให้เป็นซัคซินิล-โคเอนไซม์เอ (Succinyl-CoA) โดยเอนไซม์แอล-เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอ มิวเทส (L-Methylmalonyl-CoA mutase) ซึ่งในขั้นตอนนี้วิตามินบี 12 ในรูปของอะดีโนซิลโคบาลามิน (Adenosylcobalamin) ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์[1] เส้นทางการสลายตัวจากโพรพิโอนิล-โคเอนไซม์เอไปสู่ซัคซินิล-โคเอนไซม์เอนี้ ถือเป็นหนึ่งในเส้นทางแอนาเพลโรติก (Anaplerotic pathway) ที่สำคัญที่สุดของวัฏจักรกรดซิตริก[6]

กรดเมทิลมาโลนิกถูกสร้างขึ้นในรูปของผลิตภัณฑ์พลอยได้ในเส้นทางเมแทบอลิซึมนี้ เมื่อดี-เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอถูกสลายเป็นกรดเมทิลมาโลนิกและโคเอนไซม์เอโดยเอนไซม์ดี-เมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอ ไฮโดรเลส (D-Methylmalonyl-CoA hydrolase)[1][4] ในทางกลับกัน เอนไซม์แอกซิล-โคเอนไซม์เอ ซินทิเลส ประเภท 3 (Acyl-CoA synthetase family member 3: ACSF3) มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนกรดเมทิลมาโลนิกและโคเอนไซม์เอกลับเป็นเมทิลมาโลนิล-โคเอนไซม์เอ (Methylmalonyl-CoA)[7]

เอนไซม์เอสเทอเรสภายในเซลล์ (Intracellular esterases) มีความสามารถในการกำจัดหมู่เมทิล (-CH₃) ออกจากกรดเมทิลมาโลนิกซึ่งจะทำให้เกิดเป็นกรดมาโลนิก[8]

ความสำคัญทางคลินิก

การขาดวิตามินบี 12

บทความหลัก: การขาดวิตามินบี12

ระดับกรดเมทิลมาโลนิกที่เพิ่มขึ้นอาจบ่งชี้ถึงภาวะขาดวิตามินบี 12 โดยการทดสอบนี้มีความไวสูง (ผู้ที่มีภาวะขาดวิตามินบี12 เกือบทั้งหมดมักมีระดับกรดเมทิลมาโลนิกสูงขึ้น) แต่มีความจำเพาะต่ำ (ผู้ที่ไม่ได้ขาดวิตามินบี 12 ก็อาจมีระดับกรดเมทิลมาโลนิกสูงได้เช่นกัน)[9]

ในกรณีของผู้ป่วยที่ขาดวิตามินบี 12 ระดับกรดเมทิลมาโลนิกเพิ่มขึ้นใน 90–98% ของผู้ป่วย อย่างไรก็ตาม ความจำเพาะของการทดสอบนี้ลดลงในผู้สูงอายุ โดยพบว่าประมาณ 20–25% ของผู้ที่มีอายุมากกว่า 70 ปีมีระดับกรดเมทิลมาโลนิกสูงขึ้น แต่ในจำนวนนี้ 25–33% ไม่ได้มีภาวะขาดวิตามินบี 12 ร่วม ด้วยเหตุนี้ การทดสอบระดับกรดเมทิลมาโลนิกจึงไม่เป็นที่แนะนำในกลุ่มผู้สูงอายุ[10]

โรคทางเมตาบอลิซึม

ปริมาณกรดเมทิลมาโลนิกที่มากเกินไปเกี่ยวข้องกับภาวะกรดเมทิลมาโลนิกในเลือด (Methylmalonic acidemias)

การพบว่าระดับกรดเมทิลมาโลนิกในร่างกายสูงขึ้นร่วมกับระดับกรดมาโลนิกที่เพิ่มขึ้นอาจเป็นสัญญาณของโรคเมตาบอลิซึมที่เรียกว่าภาวะกรดมาโลนิกและกรดเมทิลมาโลนิกในปัสสาวะ (Combined malonic and methylmalonic aciduria: CMAMMA) การคำนวณอัตราส่วนระหว่างกรดมาโลนิกต่อกรดเมทิลมาโลนิกในพลาสมาเลือดสามารถช่วยแยกความแตกต่างระหว่าง CMAMMA กับภาวะกรดเมทิลมาโลนิกในเลือดแบบคลาสสิกได้[11]

โรคมะเร็ง

นอกจากนี้ การสะสมของกรดเมทิลมาโลนิกในกระแสเลือดตามอายุที่มากขึ้นยังได้รับการเชื่อมโยงกับการพัฒนาของเนื้อร้ายในปี 2563 อีกด้วย[12]

การเจริญเติบโตที่มากเกินไปของแบคทีเรียในลำไส้เล็ก

การเจริญเติบโตที่มากเกินไปของแบคทีเรียในลำไส้เล็กสามารถนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของระดับกรดเมทิลมาโลนิกได้ เนื่องจากแบคทีเรียมีการแข่งขันในกระบวนการดูดซึมวิตามินบี 12[13][14] ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นทั้งในกรณีของวิตามินบี 12 ที่ได้รับจากอาหารและการรับประทานผลิตภันฑ์เสริมอาหาร แต่สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการฉีดวิตามินบี 12 นอกจากนี้ยังมีสมมติฐานจากกรณีศึกษาของผู้ป่วยที่มีภาวะลำไส้สั้น (Short bowel syndrome) ว่าการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในลำไส้เล็กมากเกินไปทำให้มีการผลิตกรดโพรพิโอนิก (Propionic acid) เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของกรดเมทิลมาโลนิก[15]

โดยมีหลักฐานที่แสดงว่าระดับกรดเมทิลมาโลนิกในผู้ป่วยกลุ่มนี้กลับสู่ระดับปกติได้เมื่อได้รับยาปฏิชีวนะเมโทรนิดาโซล (Metronidazole)[15][16]

การวัดระดับ

เราสามารถวัดความเข้มข้นของกรดเมทิลมาโลนิกในเลือดด้วยเทคนิคการวิเคราะห์แก๊สหรือของเหลวด้วยโครมาโทกราฟ (Gas chromatographic mass spectrometry: GC-MS / Liquid chromatography–mass spectrometry: LC-MS) โดยค่ามาตรฐานสำหรับกรดเมทิลมาโลนิกในคนที่มีสุขภาพดีอยู่ที่ระหว่าง 73 ถึง 271 นาโนโมลต่อลิตร (nmol/L)[17][18]

ดูเพิ่มเติม

• กรดมาโลนิก

อ้างอิง

1. Tejero, Joanne; Lazure, Felicia; Gomes, Ana P. (March 2024). "Methylmalonic acid in aging and disease". Trends in Endocrinology & Metabolism. 35 (3): 188–200. doi:10.1016/j.tem.2023.11.001. ISSN 1043-2760. PMC 10939937. PMID 38030482. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่า |pmc= (help)
2. Chandler, R.J.; Venditti, C.P. (September 2005). "Genetic and genomic systems to study methylmalonic acidemia". Molecular Genetics and Metabolism (ภาษาอังกฤษ). 86 (1–2): 34–43. doi:10.1016/j.ymgme.2005.07.020. PMC 2657357. PMID 16182581.
3. Baumgartner MR, Hörster F, Dionisi-Vici C, Haliloglu G, Karall D, Chapman KA, และคณะ (September 2014). "Proposed guidelines for the diagnosis and management of methylmalonic and propionic acidemia". Orphanet Journal of Rare Diseases. 9 (1): 130. doi:10.1186/s13023-014-0130-8. PMC 4180313. PMID 25205257.
4. Kovachy, Robin J.; Stabler, Sally P.; Allen, Robert H. (1988), "[49] d-methylmalonyl-CoA hydrolase", Methods in Enzymology (ภาษาอังกฤษ), Elsevier, vol. 166, pp. 393–400, doi:10.1016/s0076-6879(88)66051-4, ISBN 978-0-12-182067-1, PMID 3071714
5. Diogo, Rui; Rua, Inês B; Ferreira, Sara; Nogueira, Célia; Pereira, Cristina; Rosmaninho-Salgado, Joana; Diogo, Luísa (2023-10-31). "Methylmalonyl Coenzyme A (CoA) Epimerase Deficiency, an Ultra-Rare Cause of Isolated Methylmalonic Aciduria With Predominant Neurological Features". Cureus (ภาษาอังกฤษ). 15 (10). doi:10.7759/cureus.48017. ISSN 2168-8184. PMC 10687495. PMID 38034150.
6. Collado, M. Sol; Armstrong, Allison J.; Olson, Matthew; Hoang, Stephen A.; Day, Nathan; Summar, Marshall; Chapman, Kimberly A.; Reardon, John; Figler, Robert A.; Wamhoff, Brian R. (July 2020). "Biochemical and anaplerotic applications of in vitro models of propionic acidemia and methylmalonic acidemia using patient-derived primary hepatocytes". Molecular Genetics and Metabolism (ภาษาอังกฤษ). 130 (3): 183–196. doi:10.1016/j.ymgme.2020.05.003. PMC 7337260. PMID 32451238.
7. "ACSF3 gene". Medlineplus. สืบค้นเมื่อ 2024-04-15.
8. McLaughlin BA, Nelson D, Silver IA, Erecinska M, Chesselet MF (September 1998). "Methylmalonate toxicity in primary neuronal cultures". Neuroscience. 86 (1): 279–290. doi:10.1016/S0306-4522(97)00594-0. PMID 9692761.
9. "Sensitivity and Specificity". Emory University School of Medicine. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 1 October 2012.
10. "B12 Deficiency and Dizziness". www.dizziness-and-balance.com.
11. de Sain-van der Velden MG, van der Ham M, Jans JJ, Visser G, Prinsen HC, Verhoeven-Duif NM, และคณะ (2016). "A New Approach for Fast Metabolic Diagnostics in CMAMMA". JIMD Reports. Springer Berlin Heidelberg. 30: 15–22. doi:10.1007/8904_2016_531. ISBN 978-3-662-53680-3. PMC 5110436. PMID 26915364.
12. Gomes, Ana P.; Ilter, Didem; Low, Vivien; Endress, Jennifer E.; Fernández-García, Juan; Rosenzweig, Adam; Schild, Tanya; Broekaert, Dorien; Ahmed, Adnan; Planque, Melanie; Elia, Ilaria (2020-09-10). "Age-induced accumulation of methylmalonic acid promotes tumour progression". Nature (ภาษาอังกฤษ). 585 (7824): 283–287. doi:10.1038/s41586-020-2630-0. ISSN 0028-0836. PMC 7785256. PMID 32814897.
13. Dukowicz, Andrew C.; Lacy, Brian E.; Levine, Gary M. (February 2007). "Small Intestinal Bacterial Overgrowth". Gastroenterology & Hepatology. 3 (2): 112–122. ISSN 1554-7914. PMC 3099351. PMID 21960820.
14. Giannella RA, Broitman SA, Zamcheck N (February 1972). "Competition between bacteria and intrinsic factor for vitamin B 12 : implications for vitamin B 12 malabsorption in intestinal bacterial overgrowth". Gastroenterology. 62 (2): 255–260. doi:10.1016/s0016-5085(72)80177-x. PMID 4629318.
15. Sentongo TA, Azzam R, Charrow J (April 2009). "Vitamin B12 status, methylmalonic acidemia, and bacterial overgrowth in short bowel syndrome". Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition. 48 (4): 495–497. doi:10.1097/MPG.0b013e31817f9e5b. PMID 19322060.
16. Jimenez L, Stamm DA, Depaula B, Duggan CP (January 2018). "Is Serum Methylmalonic Acid a Reliable Biomarker of Vitamin B12 Status in Children with Short Bowel Syndrome: A Case Series". The Journal of Pediatrics. 192: 259–261. doi:10.1016/j.jpeds.2017.09.024. PMC 6029886. PMID 29129351.
17. Isber S (2007). The role of poor nutritional status and hyperhomocysteinemia in complicated pregnancy in Syria (PDF) (doctoralThesis). doi:10.22028/D291-20838.
18. "Methylmalonic Acid, Serum or Plasma (Vitamin B12 Status)". ltd.aruplab.com.