β- N- methylamino- L- alanin | |
Identifikation | |
---|---|
IUPAC navn | ( S ) -2-amino-3-methylaminopropansyre |
N o CAS | |
PubChem | 105089 |
SMILE |
C ([C @ H] (CNC) N) (O) = O , |
InChI |
InChI: InChI = 1 / C4H10N2O2 / c1-6-2-3 (5) 4 (7) 8 / h3,6H, 2,5H2,1H3, (H, 7,8) / t3- / m0 / s1 |
Kemiske egenskaber | |
Brute formel |
C 4 H 10 N 2 O 2 [isomerer] |
Molar masse | 118,1334 ± 0,0049 g / mol C 40,67%, H 8,53%, N 23,71%, O 27,09%, |
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet. | |
Den β- N -méthylamino- L -alanin (eller BMAA ) er en aminosyre ikke-protein, nerve , relativt stabil, produceret af cyanobakterier , nogle Nostocs . Det findes også i hjernen hos patienter, der er døde af visse typer degeneration af centralnervesystemet .
Det er vist på øen Guam, at BMAA kan være i naturen stærkt akkumuleret i visse dele af planter (rodknuder, frugter, frø), der har etableret en rodsymbiose med cyanophyceae, derefter hos dyr (inklusive mennesker), der spiser disse planter. .
BMAA er et usædvanligt neurotoksin, der kombinerer flere toksiske effekter. Som en ikke-proteinaminosyre udvikler den:
Mens der ikke er nogen dyremodel til undersøgelse af BMAA-induceret ALS , er der nu væsentlige beviser, der stærkt antyder en årsagsforbindelse mellem dette bakterietoksin og ALS.
Indtagelse af BMAA er en mulig faktor for demens parkinsonnienne relateret til amyotrofisk lateral sklerose : den Guam syndrom , syndrom atypisk kun fundet på øen Guam, og forblev misforstået i hele anden halvdel af XX th århundrede . Derudover viser opfølgningen af tilfælde hos patienter, der længe har forladt øen Guam, at der kan gå op til 30 år (og måske mere) mellem kontakt med toksinet og sygdomserklæringen.
Toksiciteten af dette molekyle er også blevet undersøgt in vitro på kulturer af kortikale neuroner.
Som det er tilfældet for mange bakterietoksiner, er det sandsynligt, at BMAA spiller en beskyttende rolle for de bakterier, der producerer det, eller endda for arter (træer, svampe osv.), Der udvikler en symbiose med disse bakterier.
De økotoksikologiske konsekvenser af dette molekyle svarende til alanin (forkortelse: Ala eller A) er komplekse og stadig dårligt forstået. De er genstand for undersøgelser, især med hensyn til biomagnifikation, der synes bevist i visse sammenhænge, og som kunne have været undervurderet andre steder. Visse dyrearter virker relativt immune (f.eks. Frugtflagermus fra øen Guam), men de kan stærkt biokoncentrere det og derefter overføre det i fødekæden, også til mennesker, via forbrug af vildt til jagtpopulationer. Dette er blevet demonstreret på øen Guam (se nedenfor).
Da cyanophyceae-udbrud oftere og hyppigere forekommer i frisk overfladevand, herunder søer eller dæmningsreservoirer, der bruges til at producere drikkevand, kan en bekræftelse af hypotesen om, at dette er en "udløsende miljøbakterie" for ALS eller andre neurodegenerative sygdomme have enorme sundhedsmæssige konsekvenser .
Det tager sit navn fra det faktum, at i midten af XX th århundrede , læger og epidemiologer USA findes på denne ø, inden den aboriginal befolkning Chamorro , en unormalt høj forekomst (50 til 100 gange mere end normalt) til et syndrom, meget spændende og bekymrende for epidemiologer, der fremkalder kendte neurodegenerative sygdomme , men med sporadiske tilfælde blandt unge mennesker (som for prionsygdomme ). Det kombinerer symptomerne på amyotrof lateral sklerose med symptomer på parkinsons demens , der udgør en neurodegenerativ sygdom.
Forskere opdagede derefter, at store mængder BMAA var til stede i frøene og frugterne af et lokalt træ, Cyca ( Cycas micronesica ), en type palme, der engang var meget almindelig på øen. Det blev derefter vist, at denne BMAA faktisk blev produceret af tusinder af små kolonier af symbiotiske cyanobakterier, der var beskyttet under jorden, inde i knuder dannet af Cycas i specialiserede rødder (kendt som “koralloidrødder” . I fri form. I naturen indeholder bakterien kun 0,3 mcg. · G -1 af BMAA, men når den lever i symbiose med sin skaft (Cicas), producerer den op til 120 gange ( 2 til 37 mcg · g - 1 ). Denne BMAA transporteres med saften til grenene og derefter findes især koncentreret i træets reproduktive væv (9 μg / g i gennemsnit i den kødfulde del af sarkotesten og mere end 100 gange mere, 1.161 μg g -1 i gennemsnit i frøets perifere hylster). Denne BMAA er findes også i bioassimilerbar form i frugten og frøet, men i små mængder i fri form. Det er i form bundet til proteiner, at det er specielt til stede, op til hundrede gange mere koncentreret, derefter bioassimilerbar. Forskere havde foreslået en sammenhæng mellem dette BMAA og det mærkelige Guam-syndrom, men de fik at vide, at det ville tage masser af mel fra frøene eller frugterne af dette træ for at akkumulere den mængde BMAA, der findes i hjernen hos nogle syge. Forskningen blev afbrudt i omkring tredive år og rettet mod andre forklaringer, hvoraf ingen var overbevisende. Derudover udvikler dette syndrom sig generelt flere årtier efter forgiftning, hvilket ikke letter epidemiologisk overvågning.
Flere årtier senere blev det bemærket, at flere dyrearter, der blev spist af mennesker, fodret med frugten og frøene af dette træ: dette er tilfældet med frugtflagermus ( Pteropus mariannus ), svin og hjorte . Ved målinger af deres BMAA-indhold blev det derefter hurtigt observeret, at disse dyr deltog i en hurtig biomagnifikation af neurotoksinet i det lokale trofiske netværk (op til mennesker, som er placeret i slutningen af fødekæden ). Frugtflagermus, der spiser frø og frugter af Cyca, bioakkumulerer igen BMAA (i gennemsnit 3.556 μg · g -1 ). Og de er meget populære blandt de indfødte Chamorro- folk, der jager dem og spiser dem kogt i kokosnødcreme . BMAA viste sig derefter at være et meget stabilt toksin, der var nok til at findes i store mængder i Guam-frugtflagermus opbevaret på museer. Forbrug af en enkelt frugtflagermus giver en ækvivalent dosis BMAA end ved at spise 174 til 1014 kg cycadmel. På grund af den traditionelle fest med flyvende ræve (et andet navn for denne frugtflagermus) dør Chamorros langt mere end gennemsnittet hos Guam syndrom; denne BMAA (bundet til proteiner) er faktisk også fundet i hjernen til dødsfald af disse degenerative sygdomme på øen (i gennemsnitlige koncentrationer på 627 μg · g -1 , 5 mM), mens den ikke blev fundet i hjernen af kontrolsager eller i hjernen hos patienter, der døde af Huntingtons sygdom .
Disse fund har genoplivet interessen for hypotesen om, at BMAA kunne udløse andre neurodegenerative sygdomme, især da det også er blevet fundet (i gennemsnit på 95 μg · g -1 , 0,8 mM) i hjernen hos nordamerikanske individer, der døde af Alzheimers sygdom , som forstærker hypotesen om en mulig etiologisk rolle for BMAA i tilfælde af neurodegenerative sygdomme andetsteds end på øen (og en undersøgelse, der stadig er omstridt, mener, at andre planter eller dyr kunne koncentrere BMAA). Cyanobakterier er rigelige over hele verden. Derudover er udbruddet af cyanophyceae i overfladiske drikkevandsreservoirer mere og mere hyppige (på grund af økologiske ubalancer, der stadig er dårligt forstået, men tilsyneladende involverer eutrofiering af overfladevand). I 2000'erne fik hypotesen om, at miljøfaktorer, der spillede en vigtig rolle i udviklingen af neurodegenerative sygdomme, terræn. Især er visse stammer af cyanobakterier potentielt (og på en bevist måde i Guam) en kilde til miljømæssig BMAA, der sandsynligvis vil blive transporteret i drikkevand eller biokoncentreret og derefter involveret i Alzheimers sygdom, ALS ( amyotrofisk lateral sklerose ) eller Parkinsons sygdom i individer, der har en genetisk disposition for manglende evne til at forhindre akkumulering af proteiner knyttet til BMAA i hjernen, en hypotese fremsat af nogle forfattere, men som endnu ikke er bekræftet (for eksempel ved isotopsporing og / eller ved solid epidemiologisk (og øko-epidemiologiske ) undersøgelser.