Urofuransäuren

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Die allgemeine Struktur der Urofuransäuren mit R = H oder R = CH₃

Urofuransäuren (engl. urofuran acids) sind eine Gruppe von Dicarbonsäuren, die einen Furanring enthalten und als Stoffwechselprodukt der Furanfettsäuren entstehen.

Vorkommen und Entstehung

Die kurzkettigeren Urofuransäuren finden sich im tierischen und menschlichen Blut, sowie im Harn (Namensherkunft).<ref>F. D. Gunstone: Fatty Acid and Lipid Chemistry. Verlag Springer, 1996, S. 16, ISBN 0-834-21342-7 eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.</ref>

Physiologie

Im Fall einer Urämie sammeln sich Urofuransäuren, insbesondere 3-Carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropionsäure (CMPF, in der Grafik n und m = 2, R = CH₃), im Blut an. Durch die starke Bindung an Humanalbumin<ref name="DOI10.1023/A:1018842506896">Yasuhiro Tsutsumi, Toru Maruyama, Akira Takadate, Masafumi Goto, Hiroshi Matsunaga, Masaki Otagiri: Interaction Between Two Dicarboxylate Endogenous Substances, Bilirubin and an Uremic Toxin, 3-Carboxy-4-Methyl-5-Propyl-2-Furanpropanoic Acid, on Human Serum Albumin. In: Pharmaceutical Research. 16, S. 916–923, doi:10.1023/A:1018842506896.</ref> lässt sich dieses Stoffwechselprodukt auch per Hämodialyse nicht aus dem Blut entfernen.<ref>Herbert E. Spiegel: Advances in clinical chemistry. Band 29, Academic Press, 1992, ISBN 0-120-10329-X, S. 74–75 eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.</ref> Mittels Peritonealdialyse kann CMPF aus dem Blut entfernt werden.<ref>Claude Jacobs: Replacement of renal function by dialysis. Verlag Springer, 1996, ISBN 0-792-33610-0, S. 18, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche</ref> CMPF ist der Hauptinhibitor für proteinbindende Wirkstoffe und ein urämisches Toxin.<ref name="PMID11169024">R. Vanholder, R. De Smet, N. Lameire: Protein-bound uremic solutes: the forgotten toxins In: Kidney Int. Suppl. 78, 2001, S. S266–S270 PMID 11169024 (Review).</ref><ref>Guido Michels, Uta C. Hoppe: Stoffwechselnotfälle. In: Repetitorium Notfallmedizin. 2008, S. 199–212, doi:10.1007/978-3-540-33705-8_9</ref> Es inhibiert direkt die Organischen Anionentransporter Typ 1 und Typ 2 (OAT1, OAT2), wodurch der Transport beziehungsweise die Ausscheidung verschiedener Arzneimittel und endogener organischer Säuren gestört wird.<ref name="PMID16085315">H. Sun, L. Frassetto, L. Z. Benet: Effects of renal failure on drug transport and metabolism In: Pharmacol Ther. 109, 2006, S. 1–11 PMID 16085315 (Review).</ref> Zu diesen endogenen Säuren gehört beispielsweise Thyroxin (T₄).<ref name="PMID8432774">C. F. Lim, B. F. Bernard, M. de Jong, R. Docter, E. P. Krenning, G. Hennemann: A furan fatty acid and indoxyl sulfate are the putative inhibitors of thyroxine hepatocyte transport in uremia In: J. Clin. Endocrinol. Metab. 76, 1993, S. 318–324 PMID 8432774.</ref> Bei Patienten mit Urämie finden sich bis zu 0,2 mMol/l CMPF im Serum.<ref name="PMID8231843">C. F. Lim, J. R. Stockigt, A. J. Curtis, K. N. Wynne, J. W. Barlow, D. J. Topliss: A naturally occurring furan fatty acid enhances drug inhibition of thyroxine binding in serum In: Metab. Clin. Exp. 42, 1993, S. 1468–1474 PMID 8231843.</ref> Die Bindungskonstante K_a von CMPF an Albumin beträgt 1,3x10⁷ Mol⁻¹.<ref name="PMID12388676">Y. Tsutsumi, T. Deguchi, M. Takano, A. Takadate, W. E. Lindup, M. Otagiri: Renal disposition of a furan dicarboxylic acid and other uremic toxins in the rat. In: J. Pharmacol. Exp. Ther. 303, 2002, S. 880–887, PMID 12388676, doi:10.1124/jpet.303.2.880.</ref> Es bildet dabei 1:1-Komplexe, speziell an der Bindungsstelle 1 des Albumins.<ref name="PMID3362278">H. Mabuchi, H. Nakahashi: A major inhibitor of phenytoin binding to serum protein in uremia. In: Nephron 48, 1988, S. 310–314, PMID 3362278.</ref><ref name="PMID2268372">S. J. Henderson, W. E. Lindup: Interaction of 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoic acid, an inhibitor of plasma protein binding in uraemia, with human albumin. In: Biochem. Pharmacol. 40, 1990, S. 2543–2548, PMID 2268372.</ref><ref name="PMID8787801">T. Sakai, A. Takadate, M. Otagiri: Characterization of binding site of uremic toxins on human serum albumin. In: Biol Pharm Bull. 18, 1995, S. 1755–1761, PMID 8787801.</ref>

Entdeckung

Die Urofuransäuren wurden 1979<ref name="PMID544607">M. Spiteller, G. Spiteller: Trennung und Charakterisierung saurer Harnbestandteile. In: J. Chromatogr. B 164, 1979, S. 253–317, PMID 544607.</ref> von den österreichischen Chemikern Michael und Gerhard Spiteller an der Universität Bayreuth als Stoffwechselprodukt der Furanfettsäuren im Harn entdeckt.<ref name="DOI10.1002/cber.19801130227">Michael Spiteller, Gerhard Spiteller, Georg-Alexander Hoyer: Urofuransaeuren – eine bisher unbekannte Klasse von Stoffwechselprodukten. In: Chemische Berichte 113, 1980, S. 699–709, doi:10.1002/cber.19801130227.</ref>

Weiterführende Literatur

• T. Nishio, N. Takamura, R. Nishii, J. Tokunaga, M. Yoshimoto, K. Kawai: Influences of haemodialysis on the binding sites of human serum albumin: possibility of an efficacious administration plan using binding inhibition. In: Nephrol. Dial. Transplant. 23, 2008, S. 2304–2310 PMID 18390890.
• H. Sun, Y. Huang, L. Frassetto, L. Z. Benet: Effects of uremic toxins on hepatic uptake and metabolism of erythromycin. In: Drug Metab Dispos 32, 2004, S. 1239–1246, PMID 15286055.
• Claudio Ronco, James F. Winchester: Dialysis, dialyzers, and sorbents. Karger Publishers, 2001, ISBN 3-805-57225-5, S. 53–60, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche
• Toshi Sassa, Hiroyuki Matsuno, Masayuki Niwa, Osamu Kozawa, Naohito Takeda, Toshimitu Niwa, Takashi Kumada, Toshihiko Uematsu: Measurement of furancarboxylic acid, a candidate for uremic toxin, in human serum, hair, and sweat, and analysis of pharmacological actions in vitro. In: Archives of Toxicology. 73, 2000, S. 649–654, doi:10.1007/s002040050020.
• Touichi Tanaka, Hideharu Ikebuchi, Jun-ichi Sawada, Yoshiko Tanaka: Production of antiserum for sensitive enzyme-linked immunosorbent assay of 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoic acid by chemiluminescence. In: Lipids. 33, 1998, S. 733–736, doi:10.1007/s11745-998-0264-0.
• K. Hannemann, V. Puchta, E. Simon, H. Ziegler, G. Ziegler, G. Spiteller: The common occurrence of furan fatty acids in plants. In: Lipids 24, 1989, S. 296–298, PMID 2755307.
• D. M. Sand, H. Schlenk, H. Thoma, G. Spiteller: Catabolism of fish furan fatty acids to urofuran acids in the rat. In: Biochim. Biophys. Acta 751, 1983, S. 455–461, PMID 6849955.
• Juergen Pfordt, Heinz Thoma, Gerhard Spiteller: Identifizierung, Strukturableitung und Synthese bisher unbekannter Urofuransaeuren im menschlichen Blut. In: Liebigs Annalen der Chemie 1981, S. 2298–2308, doi:10.1002/jlac.198119811217.

Einzelnachweise

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