ब्यूटिरिक एसिड

From LTRC
एथिलएसेटिक एसिड
1-प्रोपेनकार्बोक्सिलिक एसिड
प्रोपिलफॉर्मिक एसिड
C4:0 (Lipid numbers)
Other names एथिलएसेटिक एसिड
1-प्रोपेनकार्बोक्सिलिक एसिड
प्रोपिलफॉर्मिक एसिड
C4:0 (Lipid numbers)
Pin ब्यूटेनॉइक एसिड[1]
Identifiers
Index label ब्यूटिरिक एसिड
Index1 label ब्यूटायरेट
UNII 40UIR9Q29H
ChEMBL 14227
KEGG C00246
CAS Number 107-92-6
Casno1 461-55-2
PubChem CID 264
Pubchem1 104775
ChemSpider 259
Chemspiderid1 94582
UN number 2820
EC Number 203-532-3
RTECS number ES5425000
Iuphar ligand 1059
ChEBI 30772
Drugbank DB03568
SMILES O=C(O)CCC
Properties
Formula C4H8O2
Formula C3H7COOH
Appearance रंगहीन तरल
Odor अप्रिय, उल्टी या शरीर की गंध के समान
Density 1.135 g/cm3 (−43 °C)[2]
0.9528 g/cm3 (25 °C)
Sublimation conditions −35 °C पर ऊर्ध्वपातित होता है
ΔsublHo = 76 kJ/mol[3]
Solubility in water मिश्रणीय
Solubleother एथेनॉल, ईथर के साथ मिश्रणीय। CCl4 में थोड़ा घुलनशील
Acidity (pKa) 4.82
Viscosity 1.814 cP (15 °C)[4]
1.426 cP (25 °C)
Vapor pressure 0.112 kPa (20 °C)
0.74 kPa (50 °C)
9.62 kPa (100 °C)[3]
Logp 0.79
Henryconstant 5.35·10−4 L·atm/mol
Thermal conductivity 1.46·105 W/m·K
Magnetic susceptibility −55.10·10−6 cm3/mol
Melting point −5.1 °C
Boiling point 163.75 °C
Structure
Dipole moment 0.93 D (20 °C)[4]
Crystal structure मोनोक्लिनिक (−43 °C)[2]
Spacegroup C2/m[2]
Lattconst a 8.01 Å
Lattconst b 6.82 Å
Lattconst c 10.14 Å[2]
Lattconst beta 111.45
Thermochemistry
Heat capacity 178.6 J/mol·K[3]
Std enthalpy of formation −533.9 kJ/mol[3]
Std molar entropy 222.2 J/mol·K[4]
Deltahc 2183.5 kJ/mol[3]
Hazards
Externalsds External MSDS
Ghspictograms 05[5]
Ghssignalword खतरा
Hphrases 314[5]
Pphrases 310[5]
Explolimits 2.2–13.4%
Nfpa-h 3
Nfpa-f 2
Nfpa-r 0
LD50 2000 mg/kg (मौखिक, चूहा)
Flash point 71 से 72 °C
Autoignition temperature 440 °C
Related
Otherfunction label कार्बोक्सिलिक एसिड
Otherfunction प्रोपियोनिक एसिड, पेंटानोइक एसिड
Related compounds 1-ब्यूटेनॉल
ब्यूटिराल्डिहाइड
मिथाइल ब्यूटायरेट

ब्यूटिरिक एसिड (IPA: /bjuːˈtɪrɪk/; βούτῡρον से, जिसका अर्थ है "मक्खन"), जिसे व्यवस्थित नाम ब्यूटेनॉइक एसिड के रूप में भी जाना जाता है, एक सीधी-श्रृंखला वाला अल्काइल फैटी एसिड है जिसका रासायनिक सूत्र CH3CH2CH2COOH है। यह एक तैलीय, रंगहीन तरल है जिसमें अप्रिय गंध होती है। आइसोब्यूटिरिक एसिड (2-मिथाइलप्रोपानोइक एसिड) एक आइसोमर है। ब्यूटिरिक एसिड के लवण और एस्टर को ब्यूटायरेट्स या ब्यूटेनॉएट्स के रूप में जाना जाता है। एसिड स्वयं प्रकृति में व्यापक रूप से नहीं पाया जाता है, लेकिन इसके एस्टर व्यापक हैं। यह एक सामान्य औद्योगिक रसायन[6] है और स्तनधारी आंत का एक महत्वपूर्ण घटक है।

इतिहास

ब्यूटिरिक एसिड को पहली बार 1814 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ मिशेल यूजीन शेवरुल द्वारा अशुद्ध रूप में देखा गया था। 1818 तक, उन्होंने इसे शुद्ध करके इसकी विशेषताओं का वर्णन कर लिया था। हालाँकि, शेवरुल ने ब्यूटिरिक एसिड पर अपने शुरुआती शोध को प्रकाशित नहीं किया; इसके बजाय, उन्होंने अपने निष्कर्षों को पेरिस, फ्रांस में विज्ञान अकादमी के सचिव के पास पांडुलिपि के रूप में जमा कर दिया। हेनरी ब्रेकोनोट, एक अन्य फ्रांसीसी रसायनज्ञ, भी मक्खन की संरचना पर शोध कर रहे थे और अपने निष्कर्ष प्रकाशित कर रहे थे, जिससे प्राथमिकता को लेकर विवाद पैदा हो गया। 1815 की शुरुआत में, शेवरुल ने दावा किया कि उन्होंने मक्खन की गंध के लिए जिम्मेदार पदार्थ पा लिया है।[7] 1817 तक, उन्होंने ब्यूटिरिक एसिड के गुणों के संबंध में अपने कुछ निष्कर्ष प्रकाशित किए और इसका नामकरण किया।[8] हालाँकि, 1823 तक उन्होंने ब्यूटिरिक एसिड के गुणों को विस्तार से प्रस्तुत नहीं किया।[9] ब्यूटिरिक एसिड नाम βούτῡρον से आया है, जिसका अर्थ है "मक्खन", वह पदार्थ जिसमें यह पहली बार पाया गया था। लैटिन नाम ब्यूटिरम (या ब्यूटुरम) भी समान है।

प्राप्ति

ट्राइब्यूटिरिन, ब्यूटिरिक एसिड का ट्राइग्लिसराइड, मक्खन का 3 से 4% हिस्सा बनाता है। जब मक्खन बासी हो जाता है, तो हाइड्रोलिसिस द्वारा ग्लिसराइड से ब्यूटिरिक एसिड मुक्त हो जाता है।[10] यह शॉर्ट-चेन फैटी एसिड नामक फैटी एसिड उपसमूह में से एक है। ब्यूटिरिक एसिड एक विशिष्ट कार्बोक्सिलिक एसिड है जो क्षारों के साथ प्रतिक्रिया करता है और कई धातुओं को प्रभावित करता है।[11] यह पशु वसा और पौधों के तेल, गौ दूध, पपीता, स्तन का दूध, मक्खन, परमेसन पनीर, शरीर की गंध, और उल्टी में अवायवीय किण्वन (कोलन सहित) के उत्पाद के रूप में पाया जाता है।[12] इसका स्वाद कुछ हद तक मक्खन जैसा और गंध अप्रिय होती है। अच्छी गंध पहचान क्षमता वाले स्तनधारी, जैसे कि कुत्ते, इसे 10 पार्ट्स पर बिलियन पर पहचान सकते हैं, जबकि मनुष्य इसे केवल 10 पार्ट्स पर मिलियन से अधिक सांद्रता में ही पहचान सकते हैं। खाद्य निर्माण में, इसका उपयोग फ्लेवरिंग एजेंट के रूप में किया जाता है।[13]

मनुष्यों में, ब्यूटिरिक एसिड मानव हाइड्रॉक्सीकार्बोक्सिलिक एसिड रिसेप्टर 2 (HCA2) के दो प्राथमिक अंतर्जात एगोनिस्ट में से एक है, जो एक Gi/o-युग्मित G प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर है।[14][15]

ब्यूटिरिक एसिड पार्सनिप (पास्टिनाका सैटिवा) में अपने ऑक्टाइल एस्टर के रूप में[16] और जिन्कगो पेड़ के बीज में मौजूद होता है।[17]

उत्पादन

औद्योगिक

उद्योग में, ब्यूटिरिक एसिड का उत्पादन प्रोपीन और सिनगैस से हाइड्रोफॉर्मिलेशन द्वारा किया जाता है, जिससे ब्यूटिराल्डिहाइड बनता है, जिसे अंतिम उत्पाद में ऑक्सीकृत किया जाता है।[6]

H2 + CO + CH3CH\dCH2 → CH3CH2CH2CHO→ब्यूटिरिक एसिड

इसे कैल्शियम क्लोराइड जैसे लवणों के साथ संतृप्ति द्वारा जलीय घोल से अलग किया जा सकता है। कैल्शियम लवण, Ca(C4H7O2)2 · H2O, ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी में कम घुलनशील होता है।

सूक्ष्मजैविक जैवसंश्लेषण

ब्यूटायरेट जैवसंश्लेषण के लिए एक मार्ग। प्रासंगिक एंजाइम: एसीटोएसेटिल-CoA थियोलेज, NAD- और NADP-निर्भर 3-हाइड्रॉक्सीब्यूटिरिल-CoA डिहाइड्रोजनेज, 3-हाइड्रॉक्सीब्यूटिरिल-CoA डिहाइड्रेटेज, और NAD-निर्भर ब्यूटिरिल-CoA डिहाइड्रोजनेज।

ब्यूटायरेट अनिवार्य अवायवीय बैक्टीरिया द्वारा की जाने वाली कई किण्वन प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित होता है।[18] यह किण्वन मार्ग 1861 में लुई पाश्चर द्वारा खोजा गया था। ब्यूटायरेट-उत्पादक प्रजाति बैक्टीरिया के उदाहरण:

यह मार्ग ग्लूकोज के पाइरूवेट के दो अणुओं में ग्लाइकोलाइटिक विभाजन के साथ शुरू होता है, जैसा कि अधिकांश जीवों में होता है। पाइरूवेट को पाइरूवेट:फेरेडॉक्सिन ऑक्सीडोरिडक्टेस द्वारा उत्प्रेरित एसिटाइल कोएंजाइम A में ऑक्सीकृत किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के दो अणु और हाइड्रोजन (H2) के दो अणु अपशिष्ट उत्पादों के रूप में बनते हैं। इसके बाद, किण्वन के अंतिम चरण में एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट का उत्पादन होता है। प्रत्येक ग्लूकोज अणु के लिए ATP के तीन अणु उत्पन्न होते हैं, जो एक अपेक्षाकृत उच्च उपज है। इस किण्वन के लिए संतुलित समीकरण है

C6H12O6 → C4H8O2 + 2CO2 + 2H2

ब्यूटायरेट के अन्य मार्गों में सक्सिनेट कमी और क्रोटोनैट असमानुपातन शामिल हैं।

क्रिया जिम्मेदार एंजाइम
एसिटाइल कोएंजाइम A एसीटोएसेटिल कोएंजाइम A में परिवर्तित होता है एसिटाइल-CoA-एसिटाइल ट्रांसफरेज
एसीटोएसेटिल कोएंजाइम A β-हाइड्रॉक्सीब्यूटिरिल CoA में परिवर्तित होता है β-हाइड्रॉक्सीब्यूटिरिल-CoA डिहाइड्रोजनेज
β-हाइड्रॉक्सीब्यूटिरिल CoA क्रोटोनिल CoA में परिवर्तित होता है क्रोटोनेज
क्रोटोनिल CoA ब्यूटिरिल CoA (CH3CH2CH2C\dO\sCoA) में परिवर्तित होता है ब्यूटिरिल CoA डिहाइड्रोजनेज
एक फॉस्फेट समूह ब्यूटिरिल फॉस्फेट बनाने के लिए CoA की जगह लेता है फॉस्फोब्यूटायराइलेज
फॉस्फेट समूह ATP और ब्यूटायरेट बनाने के लिए ADP में शामिल होता है ब्यूटायरेट काइनेज

कई प्रजातियां एक वैकल्पिक मार्ग में एसीटोन और n-ब्यूटेनॉल बनाती हैं, जो ब्यूटायरेट किण्वन के रूप में शुरू होता है। इनमें से कुछ प्रजातियां हैं:

ये बैक्टीरिया ब्यूटायरेट किण्वन के साथ शुरू होते हैं, जैसा कि ऊपर वर्णित है, लेकिन, जब pH 5 से नीचे गिरता है, तो वे pH को और कम होने से रोकने के लिए ब्यूटेनॉल और एसीटोन उत्पादन में बदल जाते हैं। एसीटोन के प्रत्येक अणु के लिए ब्यूटेनॉल के दो अणु बनते हैं।

मार्ग में परिवर्तन एसीटोएसेटिल CoA गठन के बाद होता है। यह मध्यवर्ती फिर दो संभावित मार्ग अपनाता है:

  • एसीटोएसेटिल CoA → एसीटोएसीटेट → एसीटोन
  • एसीटोएसेटिल CoA → ब्यूटिरिल CoA → ब्यूटिराल्डिहाइड → ब्यूटेनॉल

व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए क्लोस्ट्रीडियम प्रजातियों का उपयोग अधिमानतः ब्यूटिरिक एसिड या ब्यूटेनॉल उत्पादन के लिए किया जाता है। प्रोबायोटिक्स के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम प्रजाति क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटिरिकम है।[19]

किण्वन योग्य फाइबर स्रोत

अत्यधिक किण्वन योग्य फाइबर अवशेष, जैसे कि प्रतिरोधी स्टार्च, जई का चोकर, पेक्टिन, और ग्वार को कोलन बैक्टीरिया द्वारा शॉर्ट-चेन फैटी एसिड (SCFA) में बदल दिया जाता है, जिसमें ब्यूटायरेट शामिल है, जो कम किण्वन योग्य फाइबर जैसे सेलूलोज़ की तुलना में अधिक SCFA का उत्पादन करता है।[12][20] एक अध्ययन में पाया गया कि प्रतिरोधी स्टार्च लगातार अन्य प्रकार के आहार फाइबर की तुलना में अधिक ब्यूटायरेट का उत्पादन करता है।[21] मवेशियों जैसे जुगाली करने वाले जानवरों में फाइबर से SCFA का उत्पादन दूध और मक्खन की ब्यूटायरेट सामग्री के लिए जिम्मेदार है।[22]

फ्रुक्टन्स प्रीबायोटिक घुलनशील आहार फाइबर का एक और स्रोत हैं जिन्हें ब्यूटायरेट का उत्पादन करने के लिए पचाया जा सकता है।[23] वे अक्सर सल्फर में उच्च खाद्य पदार्थों के घुलनशील फाइबर में पाए जाते हैं, जैसे कि एलियम और क्रूसिफेरस सब्जियां। फ्रुक्टन्स के स्रोतों में गेहूं (हालाँकि कुछ गेहूं के उपभेदों जैसे स्पेल्ट में कम मात्रा होती है),[24] राई, जौ, प्याज, लहसुन, जेरूसलम और ग्लोब आटिचोक, शतावरी, चुकंदर, चिकोरी, डंडेलियन के पत्ते, लीक, रेडिकियो, स्प्रिंग अनियन का सफेद हिस्सा, ब्रोकोली, ब्रसेल्स स्प्राउट्स, गोभी, सौंफ, और प्रीबायोटिक्स, जैसे फ्रुक्टूलिगोसैकेराइड्स (FOS), ओलिगोफ्रुक्टोज, और इनुलिन शामिल हैं।[25][26]

आहार संबंधी पैटर्न कोलन ब्यूटायरेट उत्पादन को दृढ़ता से प्रभावित करते हैं, क्योंकि कुछ खाद्य पदार्थों में किण्वन योग्य फाइबर का उच्च स्तर होता है जो ब्यूटायरेट-उत्पादक बैक्टीरिया द्वारा अधिमानतः मेटाबोलाइज किया जाता है। प्रतिरोधी स्टार्च-युक्त खाद्य पदार्थ जैसे पके हुए और ठंडे आलू, चावल और फलियां कम-किण्वन क्षमता वाले फाइबर की तुलना में लुमिनल ब्यूटायरेट सांद्रता को काफी बढ़ाते हैं।[27] जई, जौ β-ग्लुकन, पेक्टिन-युक्त फलों (सेब, खट्टे फल), और ग्वार गम में पाए जाने वाले घुलनशील फाइबर सूक्ष्मजैविक ब्यूटायरेट गठन को समान रूप से बढ़ाते हैं।[28]

रासायनिक प्रतिक्रियाएं

ब्यूटिरिक एसिड एक विशिष्ट कार्बोक्सिलिक एसिड के रूप में प्रतिक्रिया करता है: यह एमाइड, एस्टर, एनहाइड्राइड, और क्लोराइड डेरिवेटिव बना सकता है।[29] बाद वाला, ब्यूटिरिल क्लोराइड, आमतौर पर दूसरों को प्राप्त करने के लिए मध्यवर्ती के रूप में उपयोग किया जाता है।

उपयोग

ब्यूटिरिक एसिड का उपयोग विभिन्न ब्यूटायरेट एस्टर की तैयारी में किया जाता है। इसका उपयोग सेलूलोज़ एसीटेट ब्यूटायरेट (CAB) का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के उपकरणों, पेंट्स और कोटिंग्स में किया जाता है, और यह सेलूलोज़ एसीटेट की तुलना में गिरावट के प्रति अधिक प्रतिरोधी है।[30] CAB गर्मी और नमी के संपर्क में आने पर खराब हो सकता है, जिससे ब्यूटिरिक एसिड निकलता है।[31]

ब्यूटिरिक एसिड के कम-आणविक-भार वाले एस्टर, जैसे मिथाइल ब्यूटायरेट, में ज्यादातर सुखद सुगंध या स्वाद होता है।[6] परिणामस्वरूप, उनका उपयोग खाद्य और इत्र योजकों के रूप में किया जाता है। यह EU FLAVIS डेटाबेस (संख्या 08.005) में एक अनुमोदित खाद्य फ्लेवरिंग है।

अपनी शक्तिशाली गंध के कारण, इसका उपयोग मछली पकड़ने के चारा योज्य के रूप में भी किया गया है।[32] कॉमन कार्प (साइप्रिनस कार्पियो) चारे में उपयोग किए जाने वाले कई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध स्वादों में ब्यूटिरिक एसिड का उपयोग उनके एस्टर आधार के रूप में किया जाता है। यह स्पष्ट नहीं है कि मछली ब्यूटिरिक एसिड से आकर्षित होती है या इसमें मिलाए गए पदार्थों से। ब्यूटिरिक एसिड उन कुछ कार्बनिक एसिडों में से एक था जो टेनच और बिटरलिंग दोनों के लिए स्वादिष्ट पाए गए थे।[33]

इस पदार्थ का उपयोग सी शेफर्ड कंजर्वेशन सोसाइटी द्वारा जापानी व्हेलिंग क्रू को बाधित करने के लिए स्टिंक बम के रूप में किया गया है।[34] एक्सटिंक्शन रिबेलियन की डच शाखा ने एक कपड़ों की दुकान में इसे रासायनिक एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया है; बीमार हुए कई लोगों का एम्बुलेंस क्रू द्वारा मौके पर ही इलाज किया गया।[35]

सोडियम ब्यूटायरेट ट्रैवलर्स डायरिया की रोकथाम में प्रभावी पाया गया है।[36][37]

फार्माकोलॉजी

मानव एंजाइम और GPCR बाइंडिंग[38][39]
बाधित एंजाइम IC50 (नैनोमोलर) प्रविष्टि नोट
HDAC1 16,000
HDAC2 12,000
HDAC3 9,000
HDAC4 2,000,000 निचली सीमा
HDAC5 2,000,000 निचली सीमा
HDAC6 2,000,000 निचली सीमा
HDAC7 2,000,000 निचली सीमा
HDAC8 15,000
HDAC9 2,000,000 निचली सीमा
CA1 511,000
CA2 1,032,000
GPCR लक्ष्य pEC50 प्रविष्टि नोट
FFAR2 2.9–4.6 पूर्ण एगोनिस्ट
FFAR3 3.8–4.9 पूर्ण एगोनिस्ट
HCA2 2.8 एगोनिस्ट

फार्माकोडायनामिक्स

ब्यूटिरिक एसिड (pKa 4.82) शारीरिक pH पर पूरी तरह से आयनित होता है, इसलिए इसका आयन वह सामग्री है जो मुख्य रूप से जैविक प्रणालियों में प्रासंगिक है। यह मानव हाइड्रॉक्सीकार्बोक्सिलिक एसिड रिसेप्टर 2 (HCA2, जिसे GPR109A के रूप में भी जाना जाता है) के दो प्राथमिक अंतर्जात एगोनिस्ट में से एक है, जो एक Gi/o-युग्मित G प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर (GPCR) है।[14][15]

अन्य शॉर्ट-चेन फैटी एसिड (SCFAs) की तरह, ब्यूटायरेट फ्री फैटी एसिड रिसेप्टर्स FFAR2 और FFAR3 पर एक एगोनिस्ट है, जो पोषक तत्व सेंसर के रूप में कार्य करते हैं और ऊर्जा संतुलन के होमियोस्टैटिक नियंत्रण को सुविधाजनक बनाते हैं; हालाँकि, SCFAs के समूह में, केवल ब्यूटायरेट ही HCA2 का एगोनिस्ट है।[40][41] यह एक HDAC अवरोधक (विशेष रूप से, HDAC1, HDAC2, HDAC3, और HDAC8) भी है,[38][39] जो एक ऐसी दवा है जो हिस्टोन डीएसेटाइलेज एंजाइमों के कार्य को बाधित करती है, जिससे कोशिकाओं में हिस्टोन की एसिटिलेटेड अवस्था को बढ़ावा मिलता है।[41]

फार्माकोकाइनेटिक्स (औषधगतिकी)

आहार फाइबर के माइक्रोबियल किण्वन के माध्यम से कोलन में उत्पादित ब्यूटायरेट मुख्य रूप से कोलोनोसाइट्स और यकृत द्वारा अवशोषित और मेटाबोलाइज किया जाता है[note 1] ऊर्जा चयापचय के दौरान ATP के उत्पादन के लिए; हालाँकि, कुछ ब्यूटायरेट डिस्टल कोलन में अवशोषित होता है, जो पोर्टल वेन से नहीं जुड़ा होता है, जिससे संचार प्रणाली के माध्यम से कई अंग प्रणालियों में ब्यूटायरेट का प्रणालीगत वितरण संभव हो पाता है।[41][42] प्रणालीगत परिसंचरण तक पहुँचने वाला ब्यूटायरेट मोनोकार्बोक्सिलेट ट्रांसपोर्टर्स (अर्थात, SLC16A ट्रांसपोर्टर्स समूह के कुछ सदस्य) के माध्यम से आसानी से रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार कर सकता है।[43][44] लिपिड झिल्लियों के पार ब्यूटायरेट के मार्ग को सुगम बनाने वाले अन्य ट्रांसपोर्टर्स में SLC5A8 (SMCT1), SLC27A1 (FATP1), और SLC27A4 (FATP4) शामिल हैं।[38][44]

चयापचय

ब्यूटिरिक एसिड का चयापचय विभिन्न मानव XM-लिगेज (ACSM1, ACSM2B, ASCM3, ACSM4, ACSM5, और ACSM6) द्वारा किया जाता है, जिन्हें ब्यूटायरेट-CoA लिगेज के रूप में भी जाना जाता है।[45][46] इस प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित मेटाबोलाइट ब्यूटिरिल-CoA है, और यह इस प्रकार उत्पन्न होता है:[45]

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट + ब्यूटिरिक एसिड + कोएंजाइम A → एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट + पाइरोफॉस्फेट + ब्यूटिरिल-CoA

एक शॉर्ट-चेन फैटी एसिड के रूप में, ब्यूटायरेट को माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा फैटी एसिड चयापचय के माध्यम से ऊर्जा (अर्थात, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या ATP) स्रोत के रूप में मेटाबोलाइज किया जाता है।[41] विशेष रूप से, यह स्तनधारी कोलन (कोलोनोसाइट्स) की परत बनाने वाली कोशिकाओं के लिए एक महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत है।[23] ब्यूटायरेट के बिना, कोलन कोशिकाएं ऑटोफैगी (अर्थात, स्व-पाचन) से गुजरती हैं और मर जाती हैं।[47]

मनुष्यों में, ब्यूटायरेट प्रीकर्सर ट्राइब्यूटिरिन, जो मक्खन में प्राकृतिक रूप से मौजूद होता है, ट्रायसिलग्लिसरॉल लाइपेज द्वारा डिब्यूटिरिन और ब्यूटायरेट में इस प्रतिक्रिया के माध्यम से मेटाबोलाइज किया जाता है:[48]

ट्राइब्यूटिरिन + H2O → डिब्यूटिरिन + ब्यूटिरिक एसिड

जैव रसायन

ब्यूटायरेट का मनुष्यों में ऊर्जा होमियोस्टैसिस पर कई प्रभाव पड़ता है। ये प्रभाव फैटी एसिड चयापचय के दौरान एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट उत्पन्न करने के लिए माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा इसके चयापचय के माध्यम से, या इसके एक या अधिक हिस्टोन-संशोधित एंजाइम लक्ष्यों (अर्थात, वर्ग I हिस्टोन डीएसेटाइलेज) और जी-प्रोटीन कपल्ड रिसेप्टर लक्ष्यों (अर्थात, FFAR2, FFAR3, और HCA2) के माध्यम से होते हैं।[40][49]

स्तनधारी आंत

ब्यूटायरेट मेजबान प्रतिरक्षा होमियोस्टैसिस के लिए आवश्यक है।[40] यद्यपि आंत में ब्यूटायरेट की भूमिका और महत्व पूरी तरह स्पष्ट नहीं है, कई शोधकर्ताओं का तर्क है कि कई वैस्कुलिटिक स्थितियों वाले रोगियों में ब्यूटायरेट-उत्पादक बैक्टीरिया की कमी इन विकारों के रोगजनन के लिए आवश्यक है। आंत में ब्यूटायरेट की कमी आमतौर पर ब्यूटायरेट-उत्पादक-बैक्टीरिया (BPB) की अनुपस्थिति या कमी के कारण होती है। BPB में यह कमी माइक्रोबियल डिस्बिओसिस की ओर ले जाती है। यह कम जैव विविधता और प्रमुख ब्यूटायरेट-उत्पादक सदस्यों की कमी की विशेषता है। ब्यूटायरेट एक आवश्यक माइक्रोबियल मेटाबोलाइट है जिसकी मेजबान में उचित प्रतिरक्षा कार्य के मॉड्यूलेटर के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका है। यह दिखाया गया है कि BPB की कमी वाले बच्चे एलर्जी रोग[50] और टाइप 1 मधुमेह के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।[51] ब्यूटायरेट आहार फाइबर में कम आहार में भी कम हो जाता है, जो सूजन पैदा कर सकता है और अन्य प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है क्योंकि ये शॉर्ट-चेन फैटी एसिड PPAR-γ को सक्रिय करते हैं।[52]

ब्यूटायरेट के स्तर में कमी से आंतों की उपकला बाधा क्षतिग्रस्त या निष्क्रिय हो जाती है।[53] ब्यूटायरेट की कमी को Clostridioides difficile के प्रसार से भी जोड़ा गया है। इसके विपरीत, उच्च फाइबर वाला आहार ब्यूटिरिक एसिड की उच्च सांद्रता और C. difficile के विकास को रोकने का परिणाम देता है।[54]

स्तनधारी वर्ग (Mammalia) में पाए जाने वाले आंत माइक्रोबायोम में, सर्वाहारी और शाकाहारी जीवों में ब्यूटायरेट-उत्पादक जीवाणु समुदाय ब्यूटिरिल-CoA:एसीटेट CoA-ट्रांसफरेज मार्ग द्वारा हावी होते हैं, जबकि मांसाहारी जीवों में ब्यूटायरेट-उत्पादक जीवाणु समुदाय ब्यूटायरेट काइनेज मार्ग द्वारा हावी होते हैं।[55]

ब्यूटिरिक एसिड की गंध, जो सभी स्तनधारियों के वसामय रोमछिद्रों से निकलती है, टिक (ticks) पर एक संकेत के रूप में कार्य करती है।

इम्युनोमोड्यूलेशन (प्रतिरक्षा मॉड्यूलेशन)

प्रतिरक्षा प्रणाली पर ब्यूटायरेट के प्रभाव वर्ग I हिस्टोन डीएसेटाइलेज के निषेध और इसके जी-प्रोटीन कपल्ड रिसेप्टर लक्ष्यों: HCA2 (GPR109A), FFAR2 (GPR43), और FFAR3 (GPR41) के सक्रियण के माध्यम से मध्यस्थ होते हैं।[56] आंत में अपने स्थानीय प्रभावों से परे, ब्यूटायरेट को प्रयोगात्मक सेटिंग्स में प्रणालीगत इम्यूनोमोड्यूलेटरी क्रियाएं करने के लिए दिखाया गया है। प्रीक्लिनिकल अध्ययन बताते हैं कि ब्यूटायरेट प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकाइन उत्पादन को कम करके, प्रतिरक्षा कोशिका सक्रियण को विनियमित करके, और उपकला और एंडोथेलियल बाधा कार्य को संरक्षित करके जन्मजात और अनुकूली प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को संशोधित कर सकता है। सेप्सिस सहित प्रणालीगत सूजन के मॉडल में, ब्यूटायरेट सप्लीमेंटेशन को सूजन संबंधी प्रतिक्रियाओं और अंग शिथिलता के क्षीणन के साथ जोड़ा गया है।[57]

कोलोनोसाइट्स

कोलोनोसाइट्स से लगभग 70% ऊर्जा के लिए जिम्मेदार, ब्यूटिरिक एसिड कोलन होमियोस्टैसिस में एक महत्वपूर्ण SCFA है।[58] शॉर्ट-चेन फैटी एसिड, जिसमें ब्यूटिरिक एसिड शामिल है, लाभकारी कोलोनिक बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित होते हैं जो प्रीबायोटिक्स को खाते या किण्वित करते हैं, ऊर्जा रूपांतरण को बढ़ाकर कोलोनोसाइट्स का समर्थन करते हैं।[20]

ब्यूटायरेट लवण और एस्टर

ब्यूटायरेट (ब्यूटानोएट) आयन, C3H7CO2-, ब्यूटिरिक एसिड का संयुग्मी क्षार है। यह सोडियम ब्यूटायरेट में पाया जाता है, जिसे कार्बोक्सिलेट लवण के रूप में वर्गीकृत किया गया है। ब्यूटिरिक एसिड जलीय घोल में शारीरिक pH के करीब ब्यूटायरेट में परिवर्तित हो जाता है। ब्यूटायरेट ब्यूटिरिक एसिड के एस्टर को भी संदर्भित करता है, जैसे एथिल ब्यूटायरेट।

उदाहरण

लवण

एस्टर

इन्हें भी देखें

नोट्स

  1. ↑ कोलन से रक्त प्लाज्मा में अवशोषित होने वाला अधिकांश ब्यूटायरेट पोर्टल वेन के माध्यम से संचार प्रणाली में प्रवेश करता है; इस मार्ग से संचार प्रणाली में प्रवेश करने वाले अधिकांश ब्यूटायरेट को यकृत द्वारा ग्रहण कर लिया जाता है।[41]

संदर्भ

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बाहरी कड़ियाँ

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Butyric acid" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Butyric_acid यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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