Alpha-Ketoleucin

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Alpha Ketoleucine

Tên khác

α-Ketoisocaproic acid

Tên danh pháp theo IUPAC

4-methyl-2-oxopentanoic acid

Mã UNII

4GUJ8AH400

Mã CAS

816-66-0

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C6H10O3

Phân tử lượng

130.14 g/mol

Cấu trúc phân tử

Alpha Ketoleucine là axit monocarboxylic 2-oxo, có cấu trúc là axit pentanoic (axit valeric) được thay thế bằng nhóm keto ở C-2 và nhóm methyl ở C-4. Nó là một axit liên hợp của 4-methyl-2-oxopentanoate.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 1

Số liên kết hydro nhận: 3

Số liên kết có thể xoay: 3

Diện tích bề mặt tôpô: 54.4Å²

Số lượng nguyên tử nặng: 9

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 8 – 10 °C

Điểm sôi: 251 °C

Tỷ trọng riêng: 1.053-1.058

Độ tan trong nước: 32 mg/mL

Hằng số phân ly pKa: -9.7

Dạng bào chế

Viên nén: Đây là dạng bào chế phổ biến nhất của Alpha Ketoleucine. Mỗi viên nén chứa 500 mg hoặc 1000 mg của chất này.

Dung dịch tiêm: Đây là dạng bào chế dùng cho những người không thể nuốt viên nén hoặc cần liều lượng cao hơn của Alpha Ketoleucine. Mỗi ống tiêm chứa 5 ml dung dịch có nồng độ 100 mg/ml của chất này.

Bột pha nước: Đây là dạng bào chế dùng cho những người muốn uống Alpha Ketoleucine với các loại nước giải khát khác nhau. Mỗi gói bột chứa 2 g hoặc 4 g của chất này.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Độ ổn định và điều kiện bảo quản của Alpha Ketoleucine phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như nồng độ, nhiệt độ, áp suất, oxy hóa và ánh sáng.

Theo một nghiên cứu, Alpha Ketoleucine phân hủy theo cơ chế yếm khí khi tiếp xúc với oxy. Tốc độ phân hủy tăng lên khi nhiệt độ và tỷ lệ oxy tăng lên. Để bảo quản Alpha Ketoleucine một cách hiệu quả, nên giữ nó ở nhiệt độ thấp, trong môi trường không khí hoặc chân không, và tránh ánh sáng mạnh.

Ngoài ra, Alpha Ketoleucine cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như pH, độ ẩm và các chất phụ gia. Theo một hướng dẫn của ASEAN, các thuốc chứa Alpha Ketoleucine nên được kiểm tra độ ổn định ở các điều kiện bảo quản khác nhau, như 25°C/60%RH, 30°C/65%RH và 40°C/75%RH. Các thử nghiệm độ ổn định cần được tiến hành vào các thời điểm 0, 6-8 và 24 giờ hoặc phù hợp với khoảng thời gian sử dụng đã dự kiến.

Nguồn gốc

Alpha Ketoleucine là một chất trung gian trong quá trình chuyển hóa leucine, một axit amin thiết yếu. Chất này được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1950 bởi nhà hóa sinh người Mỹ David M. Greenberg, khi ông nghiên cứu về sự chuyển hóa của leucine trong gan của chuột. Sau đó, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng Alpha Ketoleucine có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý và bệnh lý của cơ thể. Một số ví dụ như:

Alpha Ketoleucine là một nguồn năng lượng cho cơ bắp và tế bào gan, đặc biệt khi cơ thể thiếu glucose.
Alpha Ketoleucine có khả năng kích thích sự phát triển của các tế bào NK (natural killer), những tế bào miễn dịch có khả năng tiêu diệt các tế bào nhiễm virus hoặc ung thư.
Alpha Ketoleucine cũng có tác dụng chống viêm, chống oxy hóa và chống lão hóa, bằng cách ức chế sự sản xuất của các cytokine viêm như TNF-alpha (yếu tố hoại tử khối u alpha) và IL-6 (interleukin-6).

Do đó, Alpha Ketoleucine được xem là một chất có tiềm năng trong điều trị và phòng ngừa nhiều bệnh lý như béo phì, tiểu đường, viêm gan, ung thư và các bệnh lý liên quan đến tuổi già.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Cơ chế tác dụng dược lý của Alpha Ketoleucine (α-Ketoisocaproic acid) thường liên quan đến nhiều khía cạnh của sinh hóa và năng lượng tế bào. Dưới đây là một số khía cạnh chính của cơ chế tác dụng dược lý của α-Ketoisocaproic acid:

Chuyển hóa amino acid: α-Ketoisocaproic acid (α-KIC) là một sản phẩm của quá trình chuyển hóa amino acid leucine, một trong nhóm amino acid cần thiết cho cơ bắp và sức khỏe tổng thể của cơ thể. Quá trình chuyển hóa này giúp cung cấp năng lượng và nguyên liệu sinh hóa cho các quá trình tế bào.

Chuyển đổi năng lượng: Trong quá trình tế bào, α-KIC tham gia vào chu kỳ Krebs (còn được gọi là chu trình aspartate-argininosuccinate), một phần quan trọng của quá trình chuyển đổi năng lượng trong tế bào. Nó chuyển đổi thành acetyl-CoA, một hợp chất quan trọng trong việc sản xuất năng lượng.

Năng lượng cho cơ bắp: α-KIC cũng được xem xét trong việc cung cấp năng lượng cho cơ bắp, đặc biệt trong các điều kiện thể dục nặng. Việc tham gia vào quá trình chuyển đổi amino acid thành năng lượng giúp cung cấp nguồn năng lượng hiệu quả cho cơ bắp.

Chống oxi hóa: α-KIC có khả năng chống oxi hóa, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương gây ra bởi stress oxi hóa. Điều này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tế bào não khỏi các tác động có hại.

Ứng dụng trong y học

Alpha Ketoleucine, hay còn được biết đến với tên gọi khác là α-Ketoisocaproic acid, là một hợp chất hóa học quan trọng trong lĩnh vực y học. Được biết đến với nhiều tính chất và ứng dụng đa dạng, α-Ketoisocaproic acid đang thu hút sự quan tâm của cộng đồng nghiên cứu và các chuyên gia y tế.

Một trong những ứng dụng quan trọng của α-Ketoisocaproic acid là trong điều trị bệnh tim mạch. Nó đã được nghiên cứu và chứng minh có khả năng cải thiện chức năng tim, đặc biệt là trong việc giảm stress oxi hóa và vi khuẩn gây nhiễm trùng. Điều này mở ra cánh cửa cho việc sử dụng chất này như một phần của liệu pháp đa chiều để giảm nguy cơ các bệnh tim mạch.

Ngoài ra, α-Ketoisocaproic acid cũng có vai trò quan trọng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe não. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chất này có khả năng bảo vệ tế bào não khỏi sự tổn thương, giảm nguy cơ các bệnh lý như Alzheimer và Parkinson. Cơ chế bảo vệ này có thể liên quan đến khả năng chống oxi hóa và khả năng ổn định các quá trình sinh hóa trong tế bào não.

Trong lĩnh vực dinh dưỡng và thể dục, α-Ketoisocaproic acid cũng được xem xét với tư cách là một loại chất cung cấp năng lượng hiệu quả cho cơ bắp. Nó tham gia vào quá trình chuyển đổi amino acid, đóng vai trò quan trọng trong quá trình cung cấp năng lượng cho cơ bắp khi cần thiết, đặc biệt trong các hoạt động thể dục nặng.

Trên thị trường dược phẩm, α-Ketoisocaproic acid cũng được sử dụng như một thành phần trong một số loại thuốc chống ung thư. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chất này có khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư và tăng cường hiệu suất của các phương pháp điều trị truyền thống.

Không chỉ có ứng dụng trong lĩnh vực điều trị bệnh, α-Ketoisocaproic acid còn được xem xét về khả năng nâng cao hiệu quả của các quá trình phục hồi sau chấn thương. Việc sử dụng chất này có thể giúp cải thiện quá trình tái tạo tế bào và làm giảm thời gian phục hồi sau các ca chấn thương cơ bản.

Tóm lại, α-Ketoisocaproic acid không chỉ là một hợp chất hóa học quan trọng mà còn là một công cụ mạnh mẽ trong lĩnh vực y học. Tính chất đa dạng của nó mở ra nhiều cánh cửa cho ứng dụng rộng rãi trong việc cải thiện sức khỏe và điều trị nhiều loại bệnh lý.

Dược động học

Hấp thu

α-KIC thường được tạo ra trong cơ từ quá trình chuyển hóa của l-leucine thông qua enzyme aminotransferase chuỗi nhánh. Nó cũng có thể được cung cấp thông qua các dạng bổ sung dinh dưỡng.

Phân bố

Khi hấp thụ, α-KIC được phân phối trong cơ thể và có thể chuyển hóa thành nhiều hợp chất khác tùy thuộc vào enzyme và điều kiện môi trường.

Chuyển hóa

Ở gan, α-KIC có thể chuyển hóa thành các hợp chất khác như cholesterol, acetyl-CoA, isovaleryl-CoA, và nhiều phân tử sinh học khác. Isovaleryl-CoA là hợp chất chính được tổng hợp từ α-KIC.

Thải trừ

α-KIC có thể được chuyển hóa và loại bỏ qua nước tiểu.

Độc tính ở người

Nhiều nghiên cứu đã khẳng định rằng cả đối với con người lẫn động vật, việc tiêu thụ α-KIC hoặc HMB không gây ra bất kỳ tác dụng phụ nào. Trong các thử nghiệm, không có thông tin về các hiện tượng không mong muốn hoặc tác dụng phụ đáng kể khi người tham gia ăn phải α-KIC hoặc HMB.

Tuy nhiên, đối với những bệnh nhân mắc bệnh nước tiểu Maple Syrup, nhóm người không thể chuyển hóa axit alpha keto chuỗi nhánh, α-KIC được xem xét là một trong những chất trung gian chính gây nhiễm độc thần kinh. Trong trường hợp này, việc chuyển hóa α-KIC trở nên khó khăn, có thể dẫn đến tình trạng nhiễm độc thần kinh ở những người mắc bệnh nước tiểu Maple Syrup.

Tính an toàn

Tính an toàn của các axit alpha-keto chuỗi nhánh như α-KIC được đặc biệt quan tâm, đặc biệt là khi chúng được tìm thấy ở nồng độ cao trong nước tiểu của những người mắc bệnh nước tiểu Maple Syrup. Đây là một loại bệnh do thiếu hụt một phần alpha-keto acid dehydrogenase chuỗi nhánh, dẫn đến sự tích tụ độc hại của các axit alpha-keto chuỗi nhánh như α-KIC và HMB. Các axit keto này gặp khó khăn trong việc chuyển hóa thành isovaleryl-CoA, do đó, chúng cần được đào thải qua nước tiểu dưới dạng α-KIC, HMB và nhiều axit keto khác.

Cơn bùng phát của bệnh ở những người mắc bệnh này thường xuất hiện khi họ tiêu thụ chế độ ăn kém chất lượng. Triệu chứng của bệnh nước tiểu Maple Syrup bao gồm nước tiểu có mùi ngọt, tình trạng khó chịu, thờ ơ và, trong các trường hợp nặng, có thể gây phù não, ngưng thở, hôn mê hoặc suy hô hấp. Để điều trị, phương pháp giảm lượng leucine trong chế độ ăn và áp dụng chế độ ăn chuyên biệt nhằm bù đắp cho việc thiếu hụt leucine được coi là hiệu quả. Điều này đồng thời giúp kiểm soát tích tụ axit alpha-keto và đảm bảo tính an toàn trong điều trị của bệnh.

Tương tác với thuốc khác

Hiện tại, thông tin về tương tác thuốc của Alpha Ketoleucine (α-Ketoisocaproic acid) vẫn còn hạn chế và không rõ ràng do nó là một chất phức tạp và nghiên cứu về chủng loại này vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Do đó, việc xem xét tương tác thuốc cần sự cẩn trọng và được thực hiện dưới sự giám sát của chuyên gia y tế. Một số loại thuốc có thể tương tác với α-Ketoisocaproic acid bao gồm:

Thuốc chống đông: Có thể có tương tác với các thuốc chống đông, do α-Ketoisocaproic acid có thể có ảnh hưởng đến quá trình đông máu.

Thuốc điều trị bệnh tim mạch: Nếu α-Ketoisocaproic acid có ảnh hưởng đến chức năng tim mạch, có thể tương tác với một số loại thuốc được sử dụng để điều trị bệnh tim.

Thuốc chống ung thư: Do α-Ketoisocaproic acid đang được nghiên cứu về tác dụng chống ung thư, có thể có tương tác với các phương pháp điều trị ung thư khác.

Thuốc chống co giãn cơ: Có thể tương tác với các loại thuốc chống co giãn cơ do có ảnh hưởng đến chức năng cơ bắp.

Lưu ý khi sử dụng Alpha Ketoleucine

Nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi sử dụng Alpha Ketoleucine, đặc biệt nếu bạn có tiền sử bệnh tim, thận, tiểu đường hoặc dị ứng với bất kỳ thành phần nào của thuốc.

Nên uống thuốc theo liều lượng và thời gian được chỉ định, không tăng giảm liều hoặc ngừng sử dụng đột ngột mà không có sự cho phép của bác sĩ.

Nên uống thuốc cùng với bữa ăn hoặc sau bữa ăn để giảm nguy cơ đau bụng, buồn nôn hoặc tiêu chảy.

Nên kiểm tra máu định kỳ để theo dõi hiệu quả và tác dụng phụ của thuốc. Nếu có bất kỳ triệu chứng bất thường nào như đau ngực, khó thở, mệt mỏi, chóng mặt, da vàng, nước tiểu đậm màu hoặc phân trắng, nên báo ngay cho bác sĩ.

Nên tránh uống rượu hoặc các chất kích thích khác khi sử dụng Alpha Ketoleucine vì chúng có thể làm tăng nguy cơ gây hại cho gan và thận.

Nên báo cho bác sĩ về các thuốc khác mà bạn đang dùng, kể cả các thuốc không kê đơn, thảo dược hoặc bổ sung dinh dưỡng, vì chúng có thể tương tác với Alpha Ketoleucine và gây ra các tác dụng phụ không mong muốn.

Một vài nghiên cứu của Alpha Ketoleucine trong Y học

Tác dụng của việc bổ sung axit glycine-arginine-α-ketoisocaproic ở phụ nữ được đào tạo ở độ tuổi đại học trong nhiều đợt tập luyện sức đề kháng

Effects of glycine-arginine-α-ketoisocaproic acid supplementation in college-age trained females during multi-bouts of resistance exercise

Axit Glycine-arginine-α-ketoisocaproic (GAKIC) đã được đề xuất để tăng hiệu suất tập thể dục cường độ cao kỵ khí ở các đối tượng nam giới. Tuy nhiên, tác dụng của việc uống GAKIC ở đối tượng nữ chưa được nghiên cứu. Do đó, mục đích của nghiên cứu này là nghiên cứu tác động của việc bổ sung GAKIC lên tổng khối lượng tải (tức là khối lượng nâng lên) và các thông số trao đổi chất trong các lần duỗi chân dưới mức tối đa lặp đi lặp lại ở nữ giới trong độ tuổi đại học.

Chín phụ nữ được huấn luyện sức đề kháng đã tham gia vào một nghiên cứu ngẫu nhiên, đối trọng, mù đôi. Các đối tượng được chỉ định ngẫu nhiên vào nhóm giả dược hoặc GAKIC (10,2 g) và thực hiện sáu hiệp với tỷ lệ 50% của một lần duỗi chân tối đa (hai chân cùng lúc) cho đến khi thất bại. Một tuần sau, các đối tượng dùng chất bổ sung khác và thực hiện cùng một quy trình tập luyện. Hơn nữa, axit lactic trong máu, đường huyết và nhịp tim cũng được đo trước khi tập luyện và 5 giây sau khi hoàn thành quá trình tập luyện.

Việc bổ sung GAKIC làm tăng đáng kể tổng khối lượng tải khi duỗi chân (GAKIC = 1721,7 ± 479,9 kg; giả dược = 1479,1 ± 396,8 kg, p < 0,01). Nhịp tim và axit lactic trong máu tăng đáng kể (p < 0,01 cho cả hai biện pháp) sau khi tập luyện so với trước khi tập luyện, nhưng không khác biệt đáng kể giữa GAKIC và giả dược (p = 0,40 đối với nhịp tim; p = 0,88 đối với axit lactic). Đường huyết giảm đáng kể (p = 0,03) sau khi tập luyện so với trước khi tập luyện, nhưng không khác biệt đáng kể (p = 0,78) giữa GAKIC và giả dược.

Nói chung, những phát hiện này cho thấy GAKIC đã tăng hiệu suất sức đề kháng của cơ thể ở phần dưới của phụ nữ trong độ tuổi đại học đã được huấn luyện; tuy nhiên, những phát hiện này không nhất thiết phải khái quát hóa.