Ácido isobutírico

¿Qué es el ácido isobutírico?

El ácido isobutírico, o ácido 2-metilpropanoico, es un ácido graso ramificado de cadena corta (AGCC⁾¹. Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) son ácidos carboxílicos y constan de dos a seis átomos de carbono y colas alifáticas cortas. Los BSCFA, aunque similares a los SCFA, se derivan durante la fermentación de aminoácidos de cadena ramificada (valina, leucina e isoleucina).

El ácido isobutírico es un líquido incoloro y tiene un olor característico a mantequilla rancia. Como metabolito vegetal, el ácido isobutírico puede encontrarse en ciertos alimentos como la algarroba y la vainilla, así como en bebidas fermentadas1.

Los miembros bacterianos del microbioma intestinal también pueden producir AGCC mediante la fermentación anaeróbica de ^fibras no digeribles2. Estas bacterias también producen AGCC como el ácido isobutírico, pero en ^cantidades considerablemente menores3.

Ácido isobutírico y salud gastrointestinal

Los AGCC producidos por los microbios intestinales son importantes para la salud gastrointestinal. Aunque los AGCCB, como el ácido isobutírico, se producen en menor cantidad, las nuevas investigaciones han identificado vínculos entre el ácido isobutírico y la salud intestinal.

En un estudio en el que participaron adultos humanos, los niveles fecales de ácido isobutírico y otros AGCC se correlacionaron negativamente con la ingesta de fibra y los niveles de AGCC; sin embargo, no hubo correlaciones con los niveles de AGCC y el ^IMC4. Aunque están surgiendo asociaciones, las investigaciones en curso siguen desentrañando la relación entre el microbioma intestinal, el ácido isobutírico y la salud gastrointestinal.

(Figura adaptada de Salazar et al.)

Ácido isobutírico y salud metabólica

También se ha demostrado que los AGCC influyen en el metabolismo y la salud metabólica. De forma similar a los efectos de los AGCC en el metabolismo de la glucosa y los lípidos, un estudio in vitro realizado con adipocitos de rata descubrió que la administración de ácido isobutírico aumenta la captación de glucosa estimulada por la insulina y reduce la fosforilación de las enzimas limitadoras de la velocidad implicadas en la ^lipólisis5. En general, las investigaciones recientes están empezando a desentrañar las propiedades antiobesogénicas de los AGCC como el ácido isobutírico.

Ácido isobutírico y neurociencia

Los AGCC y los AGCCB también están implicados en la modulación de la función cerebral. En experimentos con modelos de ratón de Parkinson, los investigadores descubrieron que el ayuno programado tiene efectos neuroprotectores que se asocian a cambios en el microbioma intestinal. Curiosamente, este estudio descubrió que el ayuno en ratones con características de Parkinson reduce los niveles de ácido isobutírico, y los trasplantes fecales de ratones normales ayunados a modelos de ratón de Parkinson imparten efectos ^{neuroprotectores6}.

Ácido isobutírico y cosméticos

El olor característico del ácido isobutírico y su éster, el isobutirato, se ha utilizado en cosmética y como aditivo alimentario. Por ejemplo, el isobutirato de bencilo se ha utilizado en champús y jabones por su olor afrutado y a ^jazmín7. El isobutirato de acetato de sacarosa también se utiliza habitualmente como agente "ajustador de densidad" en ^bebidas carbonatadas y no carbonatadas sin alcohol8.

Ácido isobutírico y desarrollo de fármacos

El ácido isobutírico ha tenido una utilidad considerable en el desarrollo de fármacos y en la industria farmacéutica. La flutamida, un antiandrógeno no esteroideo utilizado principalmente para tratar el cáncer de próstata, puede producirse eficazmente mediante la acilación de 4-nitro-3-trifluorometilanilina con cloruro de ácido ^{isobutírico9}.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina, Centro Nacional de Información Biotecnológica (2023). Resumen del compuesto PubChem, Ácido isobutírico (CID 6590).
2. Yuille, S., Reichardt, N., Panda, S., Dunbar, H., y Mulder, I.E. (2018). Bacterias intestinales humanas como potentes inhibidores de la histona desacetilasa de clase I in vitro a través de la producción de ácido butírico y ácido valérico. PLoS One 13, e0201073.
3. Lynch, C.J., y Adams, S.H. (2014). Aminoácidos de cadena ramificada en la señalización metabólica y resistencia a la insulina. Nat Rev Endocrinol 10, 723-736.
4. Rios-Covian, D., Gonzalez, S., Nogacka, A.M., Arboleya, S., Salazar, N., Gueimonde, M., and de Los Reyes-Gavilan, C.G. (2020). Una visión general sobre los ácidos grasos ramificados de cadena corta fecales a lo largo de la vida humana y su relación con el índice de masa corporal: Factores Dietéticos y Antropométricos Asociados. Front Microbiol 11, 973.
5. Heimann, E., Nyman, M., Palbrink, A.K., Lindkvist-Petersson, K., y Degerman, E. (2016). Branched short-chain fatty acids modulate glucose and lipid metabolism in primary adipocytes. Adipocyte 5, 359-368.
6. Zhou, Z.L., Jia, X.B., Sun, M.F., Zhu, Y.L., Qiao, C.M., Zhang, B.P., Zhao, L.P., Yang, Q., Cui, C., Chen, X., y Shen, Y.Q. (2019). Neuroprotección de la dieta que imita el ayuno en ratones con enfermedad de Parkinson inducida por MPTP a través de la microbiota intestinal y los metabolitos. Neurotherapeutics 16, 741-760.
7. McGinty, D., Letizia, C.S., y Api, A.M. (2012). Revisión de material de fragancia sobre isobutirato de bencilo. Food Chem Toxicol 50 Suppl 2, S420-424.
8. Reynolds, R.C., y Chappel, C.I. (1998). Sucrose acetate isobutyrate (SAIB): historical aspects of its use in beverages and a review of toxicity studies prior to 1988. Food Chem Toxicol 36, 81-93.
9. Mohammad Ghaffarzadeh, S.R. (2014). A novel method for synthesis of flutamide on the bench-scale. Revista de Investigación Química 38.