Ácido β-hidroxi β-metilbutírico
Compuesto químico

Ácido β-hidroxi β-metilbutírico
Fórmula estructural del ácido conjugado
Fórmula estructural, base conjugada
Arriba: ácido β-hidroxi β-metilbutírico
Abajo: β-hidroxi β-metilbutirato
Datos clínicos
Otros nombresForma de ácido conjugado :
ácido β-hidroxiisovalérico
Ácido 3-hidroxiisovalérico Forma
de base conjugada :
hidroximetilbutirato
Vías de
administración		Por vía oral [1] o nasogástrica [2]
Código ATC
  • ninguno
Estatus legal
Estatus legal
  • EE.UU .: Suplemento dietético
  • ONU : No programado
Datos farmacocinéticos
MetabolitosHMB-CoA , HMG-CoA , mevalonato , colesterol , acetil-CoA , acetoacetato , β-hidroxibutirato
Inicio de la acciónHMB-FA : 30–60 minutos [1]
HMB-Ca : 1–2 horas [1]
Vida media de eliminaciónHMB-FA : 3 horas [1]
HMB-Ca : 2,5 horas [1]
ExcreciónRenal (10–40% excretado) [1] [3]
Identificadores
  • Ácido 3-hidroxi-3-metilbutanoico
Número CAS
  • 625-08-1 controlarY
Identificador de centro de PubChem
  • 69362
Araña química
  • 62571 controlarY
UNIVERSIDAD
  • 3F752311CD
BARRIL
  • C20827 controlarY
EBICh
  • CHEBI:37084 controlarY
Panel de control CompTox ( EPA )
  • DTXSID20211535
Tarjeta informativa de la ECHA100.128.078
Datos químicos y físicos
FórmulaC5H10O3​​​​​
Masa molar118,132  g·mol −1
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
Densidad~1,1 g/cm3 a 20 °C [4]
Punto de fusión−80 °C (−112 °F) (vidrio) [5]
Punto de ebullición128 °C (262 °F) a 7  mmHg [4] [6]
  • CC(C)(CC(=O)O)O
  • InChI=1S/C5H10O3/c1-5(2,8)3-4(6)7/h8H,3H2,1-2H3,(H,6,7) controlarY
  • Clave:AXFYFNCPONWUHW-UHFFFAOYSA-N controlarY
  (verificar)

El ácido β-hidroxi β-metilbutírico [nota 1] ( HMB ), también conocido como su base conjugada , β-hidroxi β-metilbutirato , es una sustancia producida naturalmente en los seres humanos que se utiliza como suplemento dietético y como ingrediente en ciertos alimentos médicos que están destinados a promover la cicatrización de heridas y proporcionar apoyo nutricional a las personas con pérdida muscular debido al cáncer o al VIH/SIDA . [fuentes 1] En adultos sanos, se ha demostrado que la suplementación con HMB aumenta las ganancias inducidas por el ejercicio en el tamaño muscular , la fuerza muscular y la masa corporal magra , reduce el daño muscular esquelético del ejercicio, mejora el rendimiento del ejercicio aeróbico y acelera la recuperación del ejercicio. [fuentes 2] Las revisiones médicas y los metanálisis indican que la suplementación con HMB también ayuda a preservar o aumentar la masa corporal magra y la fuerza muscular en personas que experimentan pérdida muscular relacionada con la edad . [nota 2] [11] [12] [13] El HMB produce estos efectos en parte al estimular la producción de proteínas e inhibir la descomposición de las proteínas en el tejido muscular. [11] [14] [15] No se han encontrado efectos adversos por el uso a largo plazo como suplemento dietético en adultos. [16] [17] [18]

El HMB se vende como suplemento dietético a un costo de aproximadamente US$ 30–50 por mes cuando se toman 3 gramos por día. [16] [19] [20] El HMB también está contenido en varios productos nutricionales, incluidas ciertas formulaciones de Ensure y Juven . [8] [21] El HMB también está presente en cantidades insignificantes en ciertos alimentos, como la alfalfa , los espárragos , los aguacates , la coliflor , el pomelo y el bagre . [22] [23]

Los efectos del HMB en el músculo esquelético humano fueron descubiertos por primera vez por Steven L. Nissen en la Universidad Estatal de Iowa a mediados de la década de 1990. [8] [24] A partir de 2018, el [actualizar]HMB no ha sido prohibido por la Asociación Nacional de Atletismo Universitario , la Agencia Mundial Antidopaje o cualquier otra organización atlética nacional o internacional prominente. [25] [26] [27] En 2006, solo alrededor del 2% de los atletas universitarios en los Estados Unidos usaban HMB como suplemento dietético. [19] [28] A partir de 2017, el HMB ha encontrado un uso generalizado como suplemento ergogénico entre los atletas jóvenes. [29]

Usos

Formularios disponibles

El HMB se vende como un suplemento dietético de venta libre en forma de ácido libre , ácido β-hidroxi β-metilbutírico (HMB-FA), y como una sal de calcio monohidratada de la base conjugada , β-hidroxi β-metilbutirato de calcio monohidrato (HMB-Ca, CaHMB). [19] [20] Dado que solo una pequeña fracción del precursor metabólico del HMB, la L -leucina , se metaboliza en HMB, las concentraciones farmacológicamente activas del compuesto en el plasma sanguíneo y el músculo solo se pueden lograr complementando HMB directamente. [1] [30] [31] Un adulto sano produce aproximadamente 0,3 gramos por día, mientras que el HMB suplementario generalmente se toma en dosis de 3 a 6  gramos por día. [17] El HMB se vende a un costo de aproximadamente US$ 30 a 50 por mes cuando se toma en dosis de 3 gramos por día. [16] El HMB también está presente en varios productos nutricionales y alimentos médicos comercializados por Abbott Laboratories (por ejemplo, ciertas formulaciones de Ensure y Juven ), [8] [21] y está presente en cantidades insignificantes en ciertos alimentos, como la alfalfa , los espárragos , los aguacates , la coliflor , el pomelo y el bagre . [22] [23]

Médico

El HMB suplementario se ha utilizado en ensayos clínicos como un tratamiento para preservar la masa corporal magra en condiciones de desgaste muscular, particularmente sarcopenia , y se ha estudiado en ensayos clínicos como una terapia adjunta junto con el ejercicio de resistencia . [11] [16] [30] Con base en dos revisiones médicas y un metaanálisis de siete ensayos controlados aleatorios , la suplementación con HMB puede preservar o aumentar la masa muscular magra y la fuerza muscular en adultos mayores sarcopénicos . [nota 2] [11] [12] [13] El HMB no parece afectar significativamente la masa grasa en adultos mayores. [11] [12] La evidencia clínica preliminar sugiere que la suplementación con HMB también puede prevenir la atrofia muscular durante el reposo en cama . [11] [29] Un creciente cuerpo de evidencia apoya la eficacia del HMB en el apoyo nutricional para reducir, o incluso revertir, la pérdida de masa muscular, función muscular y fuerza muscular que ocurre en estados de enfermedad hipercatabólica como la caquexia por cáncer ; [16] [30] [32] En consecuencia, los autores de dos revisiones de 2016 de la evidencia clínica recomendaron que la prevención y el tratamiento de la sarcopenia y el desgaste muscular en general incluyan la suplementación con HMB, ejercicio de resistencia regular y el consumo de una dieta alta en proteínas . [16] [30]

Los ensayos clínicos que utilizaron HMB para el tratamiento del desgaste muscular han implicado la administración de 3 gramos de HMB por día bajo diferentes regímenes de dosificación. [16] Según una revisión, un régimen de dosificación óptimo es administrarlo en una dosis de 1 gramo, tres veces al día, ya que esto asegura concentraciones plasmáticas elevadas de HMB durante todo el día; [16] sin embargo, a partir de 2016, [actualizar]todavía se está investigando el mejor régimen de dosificación para las condiciones de desgaste muscular. [30]

Algunos productos de marca que contienen HMB (es decir, ciertas formulaciones de Ensure y Juven) son alimentos médicos que están destinados a ser utilizados para proporcionar apoyo nutricional bajo el cuidado de un médico en personas con pérdida muscular debido al VIH/SIDA o cáncer , para promover la cicatrización de heridas después de una cirugía o lesión, o cuando lo recomiende un profesional médico. [fuentes 3] Juven, un producto nutricional que contiene 3 gramos de HMB-Ca , 14 gramos de L -arginina y 14 gramos de L -glutamina por dos porciones, [2] ha demostrado mejorar la masa corporal magra durante ensayos clínicos en personas con SIDA y cáncer, pero no caquexia reumatoide . [17] [33] [34] Se requiere más investigación que involucre el tratamiento de la caquexia por cáncer con Juven durante un período de varios meses para determinar adecuadamente la eficacia del tratamiento. [17] [33]

Mejorar el rendimiento

Una imagen de un suplemento de HMB disponible comercialmente
Una formulación de HMB disponible comercialmente. Cada cápsula de gelatina de tamaño 000 contiene 1 gramo de HMB-Ca y una cantidad no especificada de celulosa microcristalina y estearato de magnesio .

Con un programa de ejercicio adecuado, se ha demostrado que la suplementación dietética con 3 gramos de HMB por día aumenta las ganancias inducidas por el ejercicio en el tamaño muscular, la fuerza y ​​la potencia muscular y la masa corporal magra, reduce el daño muscular esquelético inducido por el ejercicio, [nota 3] y acelera la recuperación del ejercicio de alta intensidad. [fuentes 2] Según una investigación clínica limitada, la suplementación con HMB también puede mejorar el rendimiento del ejercicio aeróbico y aumentar las ganancias en la aptitud aeróbica cuando se combina con el entrenamiento en intervalos de alta intensidad . [12] [14] Estos efectos del HMB son más pronunciados en individuos no entrenados y atletas que realizan ejercicios de resistencia o aeróbicos de alta intensidad. [1] [12] [14] En poblaciones entrenadas en resistencia, los efectos del HMB sobre la fuerza muscular y la masa corporal magra son limitados. [37] El HMB afecta el tamaño, la fuerza, la masa, la potencia y la recuperación muscular en parte al estimular la síntesis de proteínas musculares miofibrilares e inhibir la degradación de las proteínas musculares a través de varios mecanismos, incluida la activación del complejo 1 de la diana mecanística de la rapamicina (mTORC1) y la inhibición de la proteólisis mediada por proteasoma en los músculos esqueléticos. [14] [15]

La eficacia de la suplementación con HMB para reducir el daño al músculo esquelético causado por el ejercicio prolongado o de alta intensidad se ve afectada por el momento en que se utiliza en relación con el ejercicio. [1] [36] Se ha demostrado que la mayor reducción del daño al músculo esquelético a partir de una única sesión de ejercicio se produce cuando se ingiere HMB-Ca 1 o 2  horas antes del ejercicio o HMB-FA 30 a 60  minutos antes del ejercicio. [1]

En 2006, solo alrededor del 2% de los atletas universitarios en los Estados Unidos usaban HMB como suplemento dietético. [19] [28] A partir de 2017, el HMB ha encontrado un uso generalizado como suplemento ergogénico entre los atletas. [29] A partir de 2018, [actualizar]el HMB no ha sido prohibido por la Asociación Nacional de Atletismo Universitario , la Agencia Mundial Antidopaje o cualquier otra organización atlética nacional o internacional destacada. [25] [26] [27]

Efectos secundarios

El perfil de seguridad del HMB en adultos humanos se basa en evidencia de ensayos clínicos en humanos y estudios en animales . [16] [18] En humanos, no se han reportado efectos adversos en adultos jóvenes o adultos mayores cuando se toma HMB en dosis de 3 gramos por día durante hasta un año. [16] [17] [18] Los estudios en adultos jóvenes que toman 6 gramos de HMB por día durante hasta 2 meses tampoco han reportado efectos adversos. [17] [18] Los estudios con HMB suplementario en ratas jóvenes en crecimiento y ganado no han reportado efectos adversos basados ​​en la química clínica o características observables; [1] [23] para humanos menores de 18 años, hay datos limitados sobre la seguridad del HMB suplementario. [1] La dosis equivalente humana de HMB para el nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) que se identificó en un modelo de rata es aproximadamente 0,4 g/kg de peso corporal por día. [nota 4] [18] [23]

Dos estudios en animales han examinado los efectos de la suplementación con HMB en cerdas preñadas sobre la descendencia y no informaron efectos adversos sobre el feto. [23] No se han realizado pruebas clínicas con HMB suplementario en mujeres embarazadas, [38] y Metabolic Technologies, Inc. , la empresa que otorga licencias para incluir HMB en suplementos dietéticos, recomienda a las mujeres embarazadas y lactantes no tomar HMB debido a la falta de estudios de seguridad. [38]

Farmacología

Farmacodinamia

Se han identificado in vivo varios componentes de la cascada de señalización que media el aumento inducido por HMB en la síntesis de proteínas del músculo esquelético humano . [14] [15] De manera similar al precursor metabólico del HMB , la L -leucina , se ha demostrado que el HMB aumenta la síntesis de proteínas en el músculo esquelético humano a través de la fosforilación del objetivo mecanístico de la rapamicina (mTOR) y la posterior activación de mTORC1.Objetivo mecanístico de la descripción emergente del complejo de rapamicina 1, que conduce a la biosíntesis de proteínas en los ribosomas celulares a través de la fosforilación de los objetivos inmediatos de mTORC1 (es decir, la quinasa p70S6 y la proteína represora de la traducción 4EBP1 ). [nota 5] [15] [39] [41] Se ha demostrado que la suplementación con HMB en varias especies animales no humanas aumenta la concentración sérica de la hormona del crecimiento y el factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1) a través de un mecanismo desconocido, lo que a su vez promueve la síntesis de proteínas a través del aumento de la fosforilación de mTOR. [1] [16] [23] Con base en evidencia clínica limitada en humanos, el HMB suplementario parece aumentar la secreción de la hormona del crecimiento y el IGF-1 en respuesta al ejercicio de resistencia. [14]

Hasta 2016 [actualizar], la cascada de señalización que media la reducción inducida por HMB en la degradación de proteínas musculares no se ha identificado en humanos vivos, aunque está bien establecido que atenúa la proteólisis en humanos in vivo . [11] [15] A diferencia de la L -leucina , el HMB atenúa la degradación de proteínas musculares de una manera independiente de la insulina en humanos. [nota 6] [15] Se cree que el HMB reduce la degradación de proteínas musculares en humanos al inhibir las subunidades 19S y 20S del sistema ubiquitina-proteasoma en el músculo esquelético y al inhibir la apoptosis de los núcleos del músculo esquelético a través de mecanismos no identificados. [15] [16] [41]

Según estudios realizados en animales, el HMB parece metabolizarse en el músculo esquelético en colesterol , que luego puede incorporarse a la membrana de las células musculares , mejorando así la integridad y la función de la membrana. [34] [35] Los efectos del HMB en el metabolismo de las proteínas musculares pueden ayudar a estabilizar la estructura de las células musculares. [23] Una revisión sugirió que la reducción inducida por el HMB observada en la concentración plasmática de biomarcadores de daño muscular (es decir, enzimas musculares como la creatina quinasa y la lactato deshidrogenasa ) en humanos después de un ejercicio intenso puede deberse a una mejora mediada por el colesterol en la función de la membrana de las células musculares. [nota 3] [23]

Se ha demostrado que el HMB estimula la proliferación , diferenciación y fusión de células miosatélites humanas in vitro , lo que potencialmente aumenta la capacidad regenerativa del músculo esquelético, al aumentar la expresión proteica de ciertos factores reguladores miogénicos (p. ej., myoD y myogenin ) y factores de transcripción genética (p. ej., MEF2 ). [1] [17] [42] La proliferación de células miosatélites humanas inducida por HMB in vitro está mediada por la fosforilación de las proteínas quinasas activadas por mitógenos ERK1 y ERK2 . [17] [23] [42] La diferenciación miosatélite humana inducida por HMB y la fusión acelerada de células miosatélites en tejido muscular in vitro están mediadas por la fosforilación de Akt , una proteína quinasa específica de serina/treonina . [17] [23] [42]

Farmacocinética

Gráfico de la concentración plasmática de HMB a lo largo del tiempo
Este gráfico muestra la concentración plasmática de HMB (en unidades de micromoles por litro de plasma sanguíneo ) a lo largo del tiempo después de la ingestión de una dosis de 1 gramo de la forma de calcio o ácido libre de HMB. [1]

Comparación de la farmacocinética entre formas farmacéuticas

Las formas de ácido libre ( HMB-FA ) y sal de calcio monohidratada ( HMB-Ca ) del HMB tienen farmacocinéticas diferentes . [1] [20] El HMB-FA se absorbe más fácilmente en el torrente sanguíneo y tiene una vida media de eliminación más larga (3 horas) en relación con el HMB-Ca (2,5 horas). [1 ] [20] La captación y utilización tisular del HMB-FA es entre un 25 y un 40 % mayor que la del HMB-Ca. [1] [20] La fracción de una dosis ingerida que se excreta en la orina no difiere entre las dos formas. [1]

Absorción de HMB-Ca

Después de la ingestión, el HMB-Ca se convierte en β-hidroxi β-metilbutirato tras la disociación de la fracción de calcio en el intestino. [1] Cuando se ingiere la forma de dosificación de HMB-Ca, la magnitud y el momento en que se produce la concentración plasmática máxima de HMB dependen de la dosis y la ingesta simultánea de alimentos. [1] Las dosis más altas de HMB-Ca aumentan la tasa de absorción , lo que resulta en un nivel plasmático máximo de HMB ( Cmax ) que es desproporcionadamente mayor de lo esperado de una relación dosis-respuesta lineal y que ocurre antes en relación con las dosis más bajas. [nota 7] [1] El consumo de HMB-Ca con sustancias azucaradas ralentiza la tasa de absorción de HMB, lo que resulta en un nivel plasmático máximo de HMB más bajo que ocurre más tarde. [nota 7] [1]

Excreción de HMB-Ca

El HMB se elimina por vía renal , y aproximadamente entre el 10 y el 40 % de la dosis ingerida se excreta sin cambios en la orina. [1] [3] El 60-90 % restante de la dosis se retiene en los tejidos o se excreta como metabolitos del HMB. [1] [3] La fracción de una dosis dada de HMB que se excreta sin cambios en la orina aumenta con la dosis. [nota 8] [1]

Metabolismo

Biosíntesis y metabolismo del β-hidroxi β-metilbutirato en humanos
β-Hidroxi
β-metilbutirato
( HMB )
Se excreta
en la orina
(10–40%)



Enzima desconocida
[nota 9]
La imagen de arriba contiene enlaces en los que se puede hacer clic.
Vía metabólica humana para HMB e isovaleril-CoA en relación con L -leucina . [1] [45] [46] De las dos vías principales, la L -leucina se metaboliza principalmente en isovaleril-CoA, mientras que solo alrededor del 5% se metaboliza en HMB. [1] [45] [46]

El metabolismo de HMB es catalizado por una enzima no caracterizada que lo convierte en β-hidroxi β-metilbutiril-CoA ( HMB-CoA ). [43] [46] HMB-CoA es metabolizado por la enoil-CoA hidratasa u otra enzima no caracterizada, produciendo β-metilcrotonil-CoA ( MC-CoA ) o hidroximetilglutaril-CoA ( HMG-CoA ) respectivamente. [3] [46] MC-CoA es luego convertido por la enzima metilcrotonil-CoA carboxilasa a metilglutaconil-CoA ( MG-CoA ), que posteriormente es convertido a HMG-CoA por la metilglutaconil-CoA hidratasa . [3] [46] [47] Luego, la HMG-CoA se escinde en acetil-CoA y acetoacetato por la HMG-CoA liasa o se utiliza en la producción de colesterol a través de la vía del mevalonato . [3] [46]

Biosíntesis

El HMB se sintetiza en el cuerpo humano a través del metabolismo de la L -leucina , un aminoácido de cadena ramificada . [46] En individuos sanos, aproximadamente el 60% de la L -leucina de la dieta se metaboliza después de varias horas, y aproximadamente el 5% ( rango de 2 a 10%  ) de la L -leucina de la dieta se convierte en HMB. [3] [16] [46]

La gran mayoría del metabolismo de la L -leucina es catalizada inicialmente por la enzima aminotransferasa de aminoácidos de cadena ramificada , que produce α-cetoisocaproato (α-KIC). [3] [46] El α-KIC es metabolizado principalmente por la enzima mitocondrial α-cetoácido deshidrogenasa de cadena ramificada , que lo convierte en isovaleril-CoA . [3] [46] El isovaleril-CoA es posteriormente metabolizado por la isovaleril-CoA deshidrogenasa y convertido en MC-CoA , que se utiliza en la síntesis de acetil-CoA y otros compuestos. [46] Durante la deficiencia de biotina , el HMB se puede sintetizar a partir de MC-CoA a través de la enoil-CoA hidratasa y una enzima tioesterasa desconocida, [43] [44] [48] que convierten MC-CoA en HMB-CoA y HMB-CoA en HMB respectivamente. [44] Una cantidad relativamente pequeña de α-KIC se metaboliza en el hígado por la enzima citosólica 4-hidroxifenilpiruvato dioxigenasa (KIC dioxigenasa), que convierte α-KIC en HMB. [3] [46] [49] En individuos sanos, esta vía menor, que implica la conversión de L -leucina en α-KIC y luego en HMB, es la ruta predominante de síntesis de HMB. [3] [46]

Química

El ácido β-hidroxi β-metilbutírico es un ácido β-hidroxi monocarboxílico y un producto natural con la fórmula molecular C 5 H 10 O 3 . [50] [51] A temperatura ambiente, el ácido β-hidroxi β-metilbutírico puro se presenta como un líquido transparente, incoloro a amarillo claro que es soluble en agua. [6] [52] El ácido β-hidroxi β-metilbutírico es un ácido débil con un p K a de 4,4. [5] Su índice de refracción ( ) es 1,42. [5] norte 25°C la = 589 norte metro {\displaystyle {\mathit {n}}_{\text{25°C}}^{\mathrm {\lambda =589nm} }}

Estructura química

El ácido β-hidroxi β-metilbutírico es un miembro de la familia de compuestos orgánicos de ácidos carboxílicos . [50] Es un análogo estructural del ácido butírico con un grupo funcional hidroxilo y un sustituyente metilo ubicado en su carbono beta . [50] [53] Por extensión, otros análogos estructurales incluyen el ácido β-hidroxibutírico y el ácido β-metilbutírico . [50] [53]

Síntesis

Se han desarrollado diversas rutas sintéticas para obtener ácido β-hidroxi β-metilbutírico . Las primeras síntesis químicas de las que se ha informado se han realizado mediante la oxidación de precursores de alquenos , diol vecinales y alcoholes :

  • En 1877, los químicos rusos Michael y Alexander Zaytsev informaron sobre la preparación de HMB mediante la oxidación de 2-metilpent-4-en-2-ol con ácido crómico (H 2 CrO 4 ); [54]
  • En 1880 y 1889, Schirokoff y Reformatsky (respectivamente) informaron que la escisión oxidativa del diol vecinal 4-metilpentano-1,2,4-triol con permanganato de potasio acidificado (KMnO 4 ) produce HMB [55] [56] – este resultado es el más relacionado con la primera síntesis ya que el KMnO 4 diluido en frío oxida los alquenos a cis -dioles vecinales que el KMnO 4 ácido caliente oxida aún más a compuestos que contienen carbonilo, y el intermedio de diol no se obtiene cuando se utilizan condiciones ácidas calientes para la oxidación de alquenos . [57] En otras palabras, el 4-metilpentano-1,2,4-triol racémico es un derivado del 2-metilpent-4-en-2-ol y el ácido β-hidroxi β-metilbutírico es un derivado de ambos; y,
  • En 1892, Kondakow informó sobre la preparación de HMB mediante oxidación con permanganato de 3-metilbutano-1,3-diol. [58]
Gráfico de las primeras rutas sintéticas del ácido β-hidroxi β-metilbutírico
Primeras rutas sintéticas para el ácido β-hidroxi β-metilbutírico

Dependiendo de las condiciones experimentales, la cicloadición de acetona y cetena produce β-isovalerolactona o 4,4-dimetiloxetan-2-ona, [59] [60] ambas hidrolizan bajo condiciones básicas para producir la base conjugada de HMB. La reacción de haloformo proporciona otra vía para HMB que involucra la halogenación exhaustiva de la región metil-cetona del alcohol de diacetona con hipobromito de sodio o hipoclorito de sodio ; [5] [61] [62] El alcohol de diacetona está fácilmente disponible a partir de la condensación aldólica de acetona. [61] Un enfoque organometálico para HMB involucra la carboxilación de alcohol terc -butílico con monóxido de carbono y reactivo de Fenton ( peróxido de hidrógeno y hierro ferroso ). [5] [63] Alternativamente, HMB puede prepararse a través de la oxidación microbiana de ácido β-metilbutírico por el hongo Galactomyces reessii . [64]

Gráfico de las rutas sintéticas posteriores al ácido β-hidroxi β-metilbutírico
Rutas sintéticas posteriores al ácido β-hidroxi β-metilbutírico

Detección en fluidos corporales

Concentraciones de HMB medidas en individuos sanos
BiofluidoGrupo de edadConcentraciónFuentes
SignificarRangoUnidades
Plasma sanguíneoAdultos (18+)4.00–10,0micrometros[50]
LCRInformación sobre herramientas sobre líquido cefalorraquídeoAdultos (18+)4.02.0–6.0micrometros[50]
SarcoplasmaAdultos (21–23)7.04.0–10.0micrometros[15]
Leche maternaAdultos (18+)–42–164microgramos por litro[65]
OrinaAdultos (18+)–3,2–25,0μmol/mmol  de creatinina[50]
OrinaNiños (1–18)–0–68μmol/mmol de creatinina[50]

La concentración de HMB producido naturalmente se ha medido en varios fluidos corporales humanos utilizando espectroscopia de resonancia magnética nuclear , cromatografía líquida-espectrometría de masas y cromatografía de gases-espectrometría de masas . [65] [50] En el plasma sanguíneo y el líquido cefalorraquídeo (LCR) de adultos sanos, la concentración molar promedio de HMB se ha medido en 4,0  micromolar (μM). [50] La concentración promedio de HMB en el líquido intramuscular de hombres sanos de 21 a 23 años se ha medido en 7,0 μM. [15] En la orina de individuos sanos de cualquier edad, la concentración urinaria excretada de HMB se ha medido en un rango de 0 a 68  micromoles por milimol (μmol/mmol) de creatinina . [50] En la leche materna de mujeres lactantes sanas, se han medido HMB y L -leucina en rangos de 42–164  μg/L y 2,1–88,5  mg/L. [65] En comparación, se ha detectado y medido HMB en la leche de vacas sanas en una concentración de <20–29  μg/L. [66] Esta concentración es demasiado baja para ser una fuente dietética adecuada de HMB para obtener concentraciones farmacológicamente activas del compuesto en el plasma sanguíneo. [66]

En un estudio en el que los participantes consumieron 2,42 gramos de HMB-FA puro en ayunas, la concentración plasmática media de HMB aumentó de un nivel basal de 5,1  μM a 408 μM después de 30 minutos. [15] A los 150 minutos posteriores a la ingestión, la concentración plasmática media de HMB entre los participantes fue de 275 μM. [15]

Se han observado concentraciones anormales de HMB en la orina y el plasma sanguíneo en varios estados patológicos en los que puede servir como biomarcador de diagnóstico , particularmente en el caso de trastornos metabólicos . [50] La siguiente tabla enumera algunos de estos trastornos junto con las concentraciones de HMB asociadas detectadas en la orina o el plasma sanguíneo. [50]

Concentraciones anormales de HMB medidas en estados de enfermedad
Condición médicaBiofluidoGrupo de edadConcentraciónFuentes
SignificarRangoUnidades
Deficiencia de biotinidasa †SangreAdultos (18+)9.50–19,0micrometrosInformación sobre herramientas micromolar[50]
Deficiencia de biotinidasa †SangreNiños (1–13)88.010,0–166,0micrometros[50]
Deficiencia de biotinidasa †OrinaNiños (1–13)275.050,0–500,0μmol/mmol  de creatinina[50]
Aciduria 3-metilglutacónica (tipo I) †OrinaNiños (1–13)200.0150,0–250,0μmol/mmol de creatinina[50]
Esofagitis eosinofílicaOrinaNiños (1–13)247,40–699,4μmol/mmol de creatinina[50]
Enfermedad por reflujo gastroesofágicoOrinaNiños (1–13)119,85,5–234,0μmol/mmol de creatinina[50]
Deficiencia de HMG-CoA liasa †OrinaNiños (1–13)2030.060,0–4000,0μmol/mmol de creatinina[50]
Deficiencia de carboxilasa de MC-CoA †OrinaNiños (1–13)30350.01700,0–59000,0μmol/mmol de creatinina[50]
Un † indica que la condición médica es un trastorno metabólico .

Historia

La primera síntesis química de HMB fue publicada en 1877 por los químicos rusos Michael y Alexander Zaytsev . [54] HMB fue aislado de la corteza de Erythrophleum couminga (un árbol de Madagascar) en 1941 por Leopold Ružička . [67] El primer aislamiento de HMB como metabolito humano fue realizado por Tanaka y colaboradores en 1968 de un paciente con acidemia isovalérica . [68] [69]

Los efectos del HMB en el músculo esquelético humano fueron descubiertos por primera vez por Steven L. Nissen en la Universidad Estatal de Iowa a mediados de la década de 1990. [ 8] [24] Nissen fundó una empresa llamada Metabolic Technologies, Inc. (MTI) en la época de su descubrimiento, que más tarde adquirió seis patentes relacionadas con el HMB que la empresa ha utilizado para obtener la licencia del derecho a fabricar e incorporar HMB en suplementos dietéticos. [24] [70] [71] Cuando estuvo disponible comercialmente por primera vez a fines de la década de 1990, el HMB se comercializó únicamente como un suplemento de ejercicio para ayudar a los atletas y culturistas a desarrollar músculo. [70] Posteriormente, MTI desarrolló dos productos que contenían HMB, Juven y Revigor, de los cuales Abbott Nutrition obtuvo los derechos de comercialización en 2003 y 2008 respectivamente. [8] [70] Desde entonces, Abbott ha comercializado Juven como un alimento médico y la marca Revigor de HMB como un ingrediente activo en productos alimenticios (por ejemplo, ciertas formulaciones de Ensure) y otros alimentos médicos (por ejemplo, ciertas formulaciones de Juven). [8] [21] [70]

Véase también

Notas

  1. ^ Los sinónimos y ortografías alternativas incluyen: ácido beta -hidroxi beta -metilbutírico , ácido 3-hidroxi-3-metilbutanoico ( nombre IUPAC ), ácido 3-hidroxiisovalérico y ácido beta -hidroxiisovalérico . [7]
  2. ^ ab El metanálisis encontró que el aumento promedio de masa muscular debido a la suplementación con HMB en adultos mayores fue de 0,35 kilogramos (0,77 lb). [11] El intervalo de confianza del 95% para el aumento estimado de masa muscular debido a la suplementación con HMB es de 0,11 a 0,59 kilogramos (0,24 a 1,30 lb). [11]
    Los siete ensayos controlados aleatorios que se incluyeron en el metanálisis contenían un total de 147 adultos mayores en los grupos de tratamiento con HMB y 140 adultos mayores en los grupos de control . [11] Los siete ensayos tuvieron duraciones de 2 a 11 meses y la duración promedio de los estudios, ponderada por su tamaño de muestra , fue de aproximadamente 6 meses. [11]
  3. ^ ab El efecto del HMB sobre el daño muscular esquelético se ha evaluado en estudios en humanos utilizando cuatro biomarcadores diferentes de daño muscular o degradación de proteínas: creatina quinasa sérica , lactato deshidrogenasa sérica , nitrógeno ureico urinario y 3-metilhistidina urinaria . [1] [19] [35] Cuando la intensidad y el volumen del ejercicio son suficientes para causar daño muscular esquelético, como durante carreras de larga distancia o sobrecarga progresiva , se ha demostrado que la suplementación con HMB atenúa el aumento de estos biomarcadores en un 20-60%. [1] [19] [36]
  4. ^ El NOAEL se estableció en base a un estudio de 3 meses que involucró a varios grupos de ratas Sprague-Dawley a las que se les administraron diferentes dosis diarias de HMB-FA . [18] [23] No se observaron efectos adversos en ningún grupo que recibió HMB, por lo que la dosis diaria más alta de HMB que se administró en este estudio se identificó como el NOAEL. [18] [23]
  5. ^ Dosis aproximadamente iguales de HMB-FA puro (2,42 gramos) y L -leucina (3,42 gramos) no producen efectos anabólicos estadísticamente distinguibles, medidos por la síntesis fraccionaria de proteínas miofibrilares , en el músculo esquelético de humanos vivos. [15] [40] A los 150 minutos después de la ingestión, estas dosis de HMB-FA y L -leucina aumentaron la síntesis de proteínas musculares en un ~70% y un ~110% respectivamente en un estudio. [15] [40]
  6. ^ A los 150 minutos de la ingestión, una dosis de 2,42 gramos de HMB-FA puro redujo la degradación de proteínas del músculo esquelético en humanos vivos en un 57 % en un estudio. [15] [40] El efecto de la L -leucina en la degradación de proteínas musculares depende completamente de la secreción de insulina y, en consecuencia, no se midió en el mismo estudio. [15] En comparación, la reducción dependiente de la insulina en la degradación de proteínas musculares después de una comida completa que contiene L -leucina y carbohidratos es de aproximadamente el 50 % en promedio. [15]
  7. ^ ab En un estudio, la ingestión de una dosis de 1 gramo de HMB-Ca por voluntarios sanos produjo un nivel plasmático máximo de HMB de 120  μM a las 2 horas posteriores a la ingestión, mientras que la ingestión de una dosis de 3 gramos de HMB-Ca produjo un nivel plasmático máximo de HMB de 487 μM a la hora siguiente a la ingestión. [1]
    El consumo de 3 gramos de HMB-Ca con 75 gramos de glucosa resultó en un nivel plasmático máximo de HMB más bajo de 352 μM que se produjo más tarde, a las 2 horas siguientes a la ingestión. [1]
  8. ^ En un estudio, la ingestión de una dosis de 1 gramo y 3 gramos de HMB resultó en la excreción del 14% y el 28% de la dosis como HMB en la orina, respectivamente. [1]
  9. ^ Esta reacción es catalizada por una enzima tioesterasa desconocida . [43] [44]

Notas de referencia

  1. ^ [1] [8] [9] [10]
  2. ^ ab [1] [11] [12] [14] [19] [35] [36]
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Referencias

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     • Administrar por vía oral o como un módulo a través de una sonda de alimentación ...
     • Utilizar bajo supervisión médica.
     • Nutravigor® (CaHMB, β-hidroxi-β-metilbutirato de calcio)
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  9. ^ ab "JUVEN se suma a la línea de productos nutricionales de Abbott Laboratories para personas con cáncer, VIH/SIDA y heridas/úlceras por presión". PR Newswire . Abbott Laboratories. 12 de marzo de 2004. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2016 . Consultado el 11 de diciembre de 2016 .
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  11. ^ abcdef Holeček M (agosto de 2017). "Suplementación con beta-hidroxi-beta-metilbutirato y músculo esquelético en condiciones saludables y de desgaste muscular". Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle . 8 (4): 529–541. doi :10.1002/jcsm.12208. PMC 5566641 . PMID  28493406. Los informes resumidos aquí indican que el HMB proporciona una serie de beneficios a los sujetos que participan en deportes de fuerza-potencia y resistencia. Los efectos sobre la masa muscular y la fuerza, particularmente durante el entrenamiento de resistencia, probablemente estén relacionados con la supresión de la proteólisis y un efecto positivo sobre la síntesis de proteínas. Sus beneficios en el rendimiento aeróbico probablemente estén más asociados con una mejor biogénesis mitocondrial y oxidación de grasas. Los efectos favorables sobre la recuperación del daño inducido por el ejercicio pueden estar relacionados con el papel del HMB como precursor del colesterol, que modula la fluidez de la membrana y afecta los canales iónicos y la excitabilidad de la membrana. ... Los estudios han demostrado que el HMB puede prevenir el desarrollo de sarcopenia en sujetos de edad avanzada y que la acción óptima del HMB sobre el crecimiento y la fuerza muscular ocurre cuando se combina con el ejercicio. 
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  15. ^ abcdefghijklm Brioche T, Pagano AF, Py G, Chopard A (agosto de 2016). "Desgaste muscular y envejecimiento: modelos experimentales, infiltraciones grasas y prevención" (PDF) . Aspectos moleculares de la medicina . 50 : 56–87. doi :10.1016/j.mam.2016.04.006. PMID  27106402. S2CID  29717535. En conclusión, el tratamiento con HMB parece ser claramente una estrategia potente y segura contra la sarcopenia y, de manera más general, contra el desgaste muscular, porque el HMB mejora la masa muscular, la fuerza muscular y el rendimiento físico. Parece que el HMB puede actuar sobre tres de los cuatro mecanismos principales implicados en el desacondicionamiento muscular (recambio proteico, apoptosis y proceso regenerativo), mientras que se plantea la hipótesis de que afecta fuertemente al cuarto (dinámica y funciones mitocondriales). Además, el HMB es económico (30–50 dólares estadounidenses al mes a razón de 3 g al día) y puede prevenir la osteopenia (Bruckbauer y Zemel, 2013; Tatara, 2009; Tatara et al., 2007, 2008, 2012) y reducir los riesgos cardiovasculares (Nissen et al., 2000). Por todas estas razones, el HMB debería utilizarse de forma rutinaria en condiciones de desgaste muscular, especialmente en personas mayores. ... 3 g de CaHMB tomados tres veces al día (1 g cada vez) es la posología óptima, que permite una biodisponibilidad continua del HMB en el cuerpo (Wilson et al., 2013)
  16. ^ abcdefghi Molfino A, Gioia G, Rossi Fanelli F, Muscaritoli M (diciembre de 2013). "Suplementación con beta-hidroxi-beta-metilbutirato en la salud y la enfermedad: una revisión sistemática de ensayos aleatorios". Amino Acids . 45 (6): 1273–1292. doi : 10.1007/s00726-013-1592-z . hdl :11573/524784. PMID  24057808. S2CID  8688823. Normalmente, un individuo metaboliza 60 g de L-LEU para obtener 3 g de HMB, pero una persona de 70 kg produce entre 0,2 y 0,4 g de HMB por día, dependiendo de la dosis de LEU en la dieta (Van Koevering y Nissen 1992). ... La dosis habitual de 3 g/día puede recomendarse de forma rutinaria para mantener o mejorar la masa y la función muscular en condiciones de salud y enfermedad. El perfil de seguridad del HMB es inequívoco. ... Estos resultados muestran que el HMB/ARG/GLN puede utilizarse de forma segura para tratar el desgaste muscular relacionado con el SIDA y el cáncer
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