ÁCIDO HIPÚRICO: ESTRUTURA, PROPRIEDADES, BIOSSÍNTESE, USOS - QUÍMICA - 2025

O ácido hipúrico é um composto orgânico de fórmula química C ₆ H ₅ CONHCH ₂ COOH. É formado pela conjugação do ácido benzóico C ₆ H ₅ COOH e glicina NH ₂ CH ₂ COOH.

O ácido hipúrico é um sólido cristalino incolor. É proveniente do metabolismo de compostos orgânicos aromáticos presentes no corpo de mamíferos, como humanos, cavalos, bovinos e roedores, entre outros.

O ácido hipúrico foi isolado pela primeira vez da urina de cavalo. no. Fonte: Wikipedia Commons.

Sua biossíntese ocorre na mitocôndria das células hepáticas ou renais, a partir do ácido benzóico. Uma vez produzido, o ácido hipúrico é excretado na urina. Na verdade, o nome “hippúrico” vem de hipopótamos, uma palavra grega para cavalo, pois foi isolado pela primeira vez da urina de cavalo.

A presença de certos microrganismos benéficos no intestino humano faz com que certos compostos orgânicos sejam absorvidos ou não, e isso depende se mais ou menos ácido hipúrico é produzido posteriormente.

Tem sido usado para determinar o grau de exposição ao tolueno para pessoas que trabalham com solventes. Pode ser usado como um indicador de dano cardíaco em pacientes renais crônicos. Ele também tem uso potencial em dispositivos ópticos especializados.

Estrutura

A molécula de ácido hipúrico é composta por um grupo benzoíla C ₆ H ₅ –C = O e um grupo –CH ₂ –COOH, ambos ligados a um grupo amino –NH–.

Estrutura da molécula de ácido hipúrico. Usuário: Edgar181. Fonte: Wikipedia Commons.

Nomenclatura

- ácido hipúrico

- N-Benzoil-glicina

- ácido 2-benzoamidoacético

- Ácido benzoil-amino-acético

- ácido 2-fenilformamido-acético

- Ácido fenil-carbonil-aminoacético

- N- (fenilcarbonil) glicina

- Hipurato (quando está na forma de sal, como hipurato de sódio ou potássio)

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor com estrutura ortorrômbica.

Peso molecular

179,17 g / mol

Ponto de fusão

187-191 ºC

Ponto de ebulição

210 ºC (começa a se decompor)

Densidade

1,38 g / cm ³

Solubilidade

Ligeiramente solúvel em água: 3,75 g / L

Localização na natureza

É um componente normal da urina humana porque vem do metabolismo de compostos orgânicos aromáticos que são ingeridos com os alimentos.

O ácido hipúrico é um componente normal da urina de humanos e mamíferos herbívoros. Autor: Plume Ploume. Fonte: Pixabay.

Alguns desses compostos são polifenóis, presentes em bebidas como chá, café, vinho e sucos de frutas.

Polifenóis como o ácido clorogênico, ácido cinâmico, ácido quínico e (+) - catequina são convertidos em ácido benzóico que é transformado em ácido hipúrico e excretado na urina.

Outros compostos que também dão origem ao ácido benzóico e, portanto, ao ácido hipúrico são a fenilalanina e o ácido chiquímico ou psíquico.

O ácido benzóico também é usado como conservante de alimentos, portanto, o ácido hipúrico também é derivado desses alimentos.

Existem certas bebidas cuja ingestão aumenta a excreção de ácido hipúrico, por exemplo, cidra de maçã, Gingko biloba, infusão de camomila ou frutas como mirtilo, pêssego e ameixa, entre outras.

Beber suco de maçã aumenta a excreção de ácido hipúrico. Autor: Budap Fonte: Pixabay.

Também foi encontrado na urina de mamíferos herbívoros, como gado e cavalos, roedores, ratos, coelhos e também gatos e alguns tipos de macacos.

Por ter sido isolado pela primeira vez da urina de cavalos, recebeu o nome de Hipúrico, derivado da palavra grega hipopótamos, que significa cavalo.

Biossíntese

Sua síntese biológica ocorre na mitocôndria das células do fígado ou rim e provém basicamente do ácido benzóico. Requer duas etapas.

A primeira etapa é a conversão do ácido benzóico em benzoiladenilato. Esta etapa é catalisada pela enzima benzoil-CoA sintetase.

Na segunda etapa, a glicina atravessa a membrana mitocondrial e reage com o benzoiladenilato, gerando hipurato. Este é catalisado pela enzima benzoilCoA-glicina N-aciltransferase.

Importância da microbiota intestinal

Há evidências de que os compostos polifenólicos de alto peso molecular não são bem absorvidos no intestino humano. A metabolização dos polifenóis no intestino humano é realizada pela colonização natural de micróbios conhecidos como microbiota.

A microbiota atua por meio de vários tipos de reações, como desidroxilação, redução, hidrólise, descarboxilação e desmetilação.

Por exemplo, os microrganismos quebram o anel da catequina em valerolactona, que é então transformada em ácido fenilpropiônico. Este é absorvido pelo intestino e metabolizado no fígado, gerando ácido benzóico.

Outros estudos indicam que a hidrólise do ácido clorogênico pela microbiota intestinal produz ácido caféico e ácido quínico. O ácido cafeico é reduzido a ácido 3,4-dihidroxi-fenil-propiônico e então desidroxilado a ácido 3-hidroxi-fenil-propiônico.

Em seguida, este último e o ácido quínico são convertidos em ácido benzóico e este em ácido hipúrico.

Certos estudos indicam que a presença de determinado tipo de microbiota intestinal é essencial para o metabolismo dos componentes fenólicos dos alimentos e, conseqüentemente, para a produção de hipurato.

E descobriu-se que, ao mudar o tipo de dieta, a microbiota intestinal pode mudar, o que pode estimular uma maior ou menor produção de ácido hipúrico.

Formulários

Na medicina ocupacional

O ácido hipúrico é usado como biomarcador no monitoramento biológico da exposição ocupacional a altas concentrações de tolueno no ar.

Após sua absorção por inalação, o tolueno no corpo humano é metabolizado em ácido hipúrico via ácido benzóico.

Apesar de sua falta de especificidade para o tolueno, uma boa correlação foi encontrada entre a concentração de tolueno no ar do ambiente de trabalho e os níveis de ácido hipúrico na urina.

É o indicador mais utilizado no monitoramento do tolueno em trabalhadores expostos.

As fontes mais importantes de geração de ácido hipúrico por trabalhadores expostos são a contaminação ambiental com tolueno e alimentos.

Trabalhadores da indústria calçadista estão expostos a solventes orgânicos, principalmente tolueno. Pessoas que trabalham com tintas à base de óleo também estão expostas ao tolueno dos solventes.

A exposição aguda e crônica ao tolueno causa múltiplos efeitos no corpo humano, pois afeta os sistemas nervoso, gastrointestinal, renal e cardiovascular.

É por essas razões que o monitoramento do ácido hipúrico na urina desses trabalhadores expostos ao tolueno é tão importante.

Efeito antibacteriano

Certas fontes de informação relatam que o aumento da concentração de ácido hipúrico na urina pode ter um efeito antibacteriano.

Usos potenciais

Como biomarcador na doença renal crônica

Alguns pesquisadores descobriram que a principal via de eliminação do ácido hipúrico é a secreção renal tubular e que a interrupção desse mecanismo leva ao seu acúmulo no sangue.

A concentração de ácido hipúrico no soro de pacientes renais crônicos, submetidos à hemodiálise por muitos anos, tem sido correlacionada com hipertrofia do ventrículo esquerdo do coração nesses pacientes.

Por esse motivo, tem sido proposto como biomarcador ou forma de determinar a sobrecarga do ventrículo esquerdo do coração, que está associada a um maior risco de morte em pacientes em estágio final de doença renal crônica.

Como um material óptico não linear

O ácido hipúrico foi estudado como um material óptico não linear.

Os materiais ópticos não lineares são úteis nas áreas de telecomunicações, computação óptica e armazenamento óptico de dados.

As propriedades ópticas de cristais de ácido hipúrico dopado com cloreto de sódio NaCl e cloreto de potássio KCl foram estudadas. Isso significa que o ácido hipúrico se cristalizou com quantidades muito pequenas desses sais em sua estrutura cristalina.

Foi observado que os sais de dopagem melhoram a eficiência da geração de segundo harmônico, uma propriedade importante para materiais ópticos não lineares. Eles também aumentam a estabilidade térmica e a microdureza dos cristais de ácido hipúrico.

Além disso, estudos na região UV-Visível confirmam que cristais dopados podem ser muito úteis em janelas ópticas em comprimentos de onda entre 300 e 1200 nm.

Todas essas vantagens confirmam que o ácido hipúrico dopado com NaCl e KCl pode ser utilizado na fabricação de dispositivos ópticos não lineares.

Para reduzir o efeito estufa

Alguns pesquisadores demonstraram que o aumento do ácido hipúrico em até 12,6% na urina de bovinos pode reduzir em 65% a emissão de gás N ₂ O na atmosfera do solo de pastagem.

O N ₂ O é um gás de efeito estufa com maior potencial de perigo do que o CO ₂.

Uma das fontes mais importantes de N ₂ O no mundo é a urina depositada por animais ruminantes, por ser proveniente da transformação da uréia, composto nitrogenado presente na urina.

A dieta de animais ruminantes tem forte influência no conteúdo de ácido hipúrico de sua urina.

Portanto, modificar a dieta de animais em pastejo para obter um maior teor de ácido hipúrico na urina pode ajudar a mitigar o efeito estufa.

Alimentação de gado. Autor: Matthias Böckel. Fonte: Pixabay.

Referências

1. Lees, HJ et al. (2013). Hippurate: The Natural History of a Mammalian-Microbial Cometabolite. Journal of Proteome Research, 23 de janeiro de 2013. Recovered from pubs.acs.org.
2. Yu, T.-H. et al. (2018) Associação entre ácido hipúrico e hipertrofia ventricular esquerda em pacientes em hemodiálise de manutenção. Clinica Chimica Acta 484 (2018) 47-51. Recuperado de sciencedirect.com.
3. Suresh Kumar, B. e Rajendra Babu, K. (2007). Crescimento e caracterização de cristais de ácido hipúrico dopados para dispositivos NLO. Crys. Res. Technol. 42, No. 6, 607-612 (2007). Recuperado de onlinelibrary.wiley.com.
4. Bertram, JE et al. (2009). Inibição de ácido hipúrico e ácido benzóico das emissões de N ₂ O derivadas da urina do solo Global Change Biology (2009) 15, 2067-2077. Recuperado de onlinelibrary.wiley.com.
5. Decharat, S. (2014). Níveis de ácido hipúrico em pintores em fabricantes de móveis de aço na Tailândia. Segurança e saúde no trabalho 5 (2014) 227-233. Recuperado de sciencedirect.com.
6. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA. (2019). Ácido hipúrico. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.