Liponsäure

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Strukturformel
Struktur von Liponsäure
Vereinfachte Strukturformel (ohne Stereochemie)
Allgemeines
Name Liponsäure
Andere Namen
  • Thioctsäure
  • 1,2-Dithiolan-3-pentansäure
  • 5-[(3RS)-1,2-Dithiolan-3-yl]pentansäure (IUPAC)
  • THIOCTIC ACID (INCI)[1]
Summenformel C8H14O2S2
Kurzbeschreibung

gelbliche Nadeln [(RS)-Liponsäure][2]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1077-28-7 [(RS)-Liponsäure]
EG-Nummer 214-071-2
ECHA-InfoCard 100.012.793
PubChem 864
ChemSpider 841
Wikidata Q312229
Arzneistoffangaben
ATC-Code
Wirkstoffklasse

Neuropathiemittel

Eigenschaften
Molare Masse 206,33 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt
  • 60–61 °C [(RS)-Liponsäure][3]
  • 46–48 °C [(R)-Liponsäure][3]
Siedepunkt

160–165 °C [(R)-Liponsäure][3]

pKS-Wert

5,4[2]

Löslichkeit
  • nahezu unlöslich in Wasser (127 mg·l−1 bei 25 °C)[4]
  • schlecht in Ethanol (50 g·l−1)[5]
Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[5]

Achtung

H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​317​‐​319​‐​411
P: 273​‐​280​‐​301+312+330​‐​302+352​‐​305+351+338[5]
Toxikologische Daten

502 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral)[4]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Liponsäure, auch α-Liponsäure oder Alpha-Liponsäure (abgekürzt LA vom englischen lipoic acid oder ALA vom englischen alpha lipoic acid; anderer Name Thioctsäure) ist eine schwefelhaltige Fettsäure. In ihrer natürlichen (R)-Form kommt sie als Coenzym in den Mitochondrien fast aller Eukaryoten vor und spielt eine wichtige Rolle im Energiestoffwechsel. Die Salze der Liponsäure heißen Lipoate.

Struktur und Isomerie

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α-Liponsäure ist eine schwefelhaltige Fettsäure, wobei die beiden Schwefelatome in einer Ringstruktur miteinander verbunden sind. Die natürliche α-Liponsäure ist am (einzigen) stereogenen Zentrum (R)-konfiguriert; ihr Enantiomer ist (S)-konfiguriert.

Isomere von Liponsäure
Name (R)-Liponsäure (S)-Liponsäure
Andere Namen D-Liponsäure
(+)-Liponsäure
Arliponsäure		 L-Liponsäure
(−)-Liponsäure
Strukturformel
CAS-Nummer 1200-22-2 1077-27-6
1077-28-7 (RS)
EG-Nummer 638-752-2 664-251-3
214-071-2 (unspez.)
ECHA-Infocard 100.166.365 100.190.488
100.012.793 (unspez.)
PubChem 6112 445125
864 (unspez.)
DrugBank DB00166 −
Wikidata Q27887203 Q21097956
Q312229 (unspez.)

In der Natur sind nur die (R)-Liponsäure[6] (Synonym D-Liponsäure) und ihre reduzierte Form, die Dihydroliponsäure[7] (6,8-Dimercaptooctansäure), biologisch aktiv. Strukturanaloga mit sechs- oder mehrgliedrigen Ringen sind biologisch unwirksam.

Als Arzneistoff wird außer der (R)-Liponsäure (Freiname: Arliponsäure[8]) auch das Racemat (RS)-Liponsäure [Synonyme: DL-Liponsäure, (±)-Liponsäure] verwendet.

Funktion

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α-Liponsäure ist als kovalent gebundener Cofaktor an 5 Redoxreaktionen im Menschen beteiligt:[9][10][11]

EC-Nummer Enzym Gen Multienzymkomplex/-system Stoffwechselart
EC 2.3.1.12 Dihydrolipoyl-Transacetylase (E2) DLAT Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex (PDC) Energiestoffwechsel
EC 2.3.1.61 Dihydrolipoyl-Transsuccinylase (E2) DLST α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplex (OGDC) Energiestoffwechsel & Aminosäurenstoffwechsel
2-Oxoadipat-Dehydrogenase-Komplex (OADHC) Aminosäurenstoffwechsel
EC 2.3.1.168 Dihydrolipoyl-Transacylase (E2) DBT Verzweigtkettige-α-Ketosäuren-Dehydrogenase-Komplex (BCKDC)
H-Protein GCSH Glycine-Cleavage-System (GCS)

Liponsäure ist als Cofaktor – mit Ausnahme Glycine-Cleavage-Systems – auf die Familie der Multienzymkomplexe der α-Ketosäure-Dehydrogenasen spezialisiert.[9][10] Die Lipoylgruppe überträgt Acylgruppen in α-Ketosäuren-Dehydrogenase-Komplexen, und die Methylamingruppe im Glycine-Cleavage-System.[12] Als Bestandteil des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes der Mitochondrien, dem Verbindungsglied zwischen Glykolyse und Citratzyklus und dem α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplex im Citratzyklus, spielt sie eine wichtige Rolle im Energiestoffwechsel. Mit ihrer reduzierten Form Dihydroliponsäure bildet α-Liponsäure ein biochemisches Redoxsystem. α-Liponsäure ist ein Radikalfänger und starkes Antioxidans, das im Körper verbrauchte Antioxidantien wie Vitamin C, Vitamin E, Coenzym Q10 oder Glutathion regenerieren kann.[13]

Krankheiten

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Bei der Stoffwechselerkrankung der kombinierten Malon- und Methylmalonazidurie (CMAMMA) aufgrund von ACSF3 ist die mitochondriale Fettsäuresynthese (mtFASII) gestört, welche die Vorgängerreaktion der Liponsäurebiosynthese darstellt.[14][15] Die Folge ist ein verringerter Lipoylierungsgrad bei wichtigen mitochondrialen Enzymkomplexen, wie des Pyruvate-Dehydrogenase-Komplexes und α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplexes.[15] Eine Supplementierung mit Liponsäure kann die mitochondriale Funktion nicht wiederherstellen.[16][15]

Verwendung

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α-Liponsäure wird seit 1966 in Deutschland als Arzneistoff zur Behandlung von Lebererkrankungen und bei peripheren Polyneuropathien eingesetzt.

In der Chelat-Therapie kann α-Liponsäure bei Vergiftung mit anorganischen Quecksilberverbindungen eingesetzt werden.[17] Im Gegensatz zu anderen Chelatbildnern wie DMSA oder DMPS kann Liponsäure in alle Bereiche des zentralen und peripheren Nervensystems eindringen,[18] kann insbesondere die Blut-Hirn-Schranke passieren.[2] Ihre Wirksamkeit zu diesem Zweck beruht vor allem auf ihrer reduzierten Form Dihydroliponsäure, einem Dithiol, das starke antioxidative Eigenschaften besitzt und Chelatbindungen eingehen kann. Die Ausscheidung dieser Komplexe erfolgt fast ausschließlich über die Gallenwege.[19]

α-Liponsäure wirkt als Antidot bei Vergiftungen mit Amanita-Pilzen.[20]

Wegen ihrer antioxidativen Wirkung wird α-Liponsäure auch als Nahrungsergänzungsmittel (NEM) angeboten.[21] Eine Warnung zur Höchstmenge diesbezüglicher NEMs gibt es nicht, die tägliche Einnahme von 0,6 mg pro Kilogramm Körpergewicht betrachtet die Bayerische Kontrollbehörde für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen als unbedenklich. Eine Überdosierung (z. B. bei 50 bis 100 mg pro kg KW) kann zu Toxizitäten führen: zunächst psychomotorische Unruhe oder Bewusstseinstrübung, später treten generalisierte Krampfanfälle und Hypoglykämien auf, bei massiven Überdosierungen besteht die Gefahr für Schock.[21]

Für eine behauptete Wirkung gegen das Fortschreiten von Demenz des Alzheimer-Typus fehlen aussagekräftige Belege, es ist daher nicht bekannt, ob α-Liponsäure die Krankheit abmildern oder sogar davor zu schützen vermag.[22]

Handelsnamen

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Monopräparate

Alpha-Lipogamma (D), Alpha-Lipon STADA (D), Alpha-Vibolex (D), Biomo-Lipon (D), espa-lipon (D), Liponsäure-ratiopharm (D), Neurium (D), Pleomix-Alpha (D), Sana Alpha-Liponsäure (D), Thioctacid (D, A), Thiogamma (D), Tromlipon (D), Vitatrans (D), Alpha-Lipon AL (D), Alpan (D), Unilipon (D).

Literatur

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  • Biewenga, GP. et al. (1997): The Pharmacology of the Antioxidant Lipoic Acid. In: Gen Pharmacol. 29(3); 315–331; PMID 9378235.
  • Biewenga, GP. et al. (1997): The role of lipoic acid in the treatment of diabetic polyneuropathy. In: Drug Metab Rev. 29(4), 1025–1054; PMID 9421684.
  • Berkson Burt (1998): The Alpha Lipoic Acid Breakthrough. Three Rivers Press New York; ISBN 0-7615-1457-0.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Eintrag zu THIOCTIC ACID in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 28. Dezember 2020.
  2. ↑ a b c Eintrag zu Liponsäure. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 17. April 2013.
  3. ↑ a b c The Merck Index, 9. Auflage, 1976, ISBN 0-911910-26-3; S. 1203–1204.
  4. ↑ a b Eintrag zu Thioctic acid in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM) (Seite nicht mehr abrufbar)
  5. ↑ a b c Datenblatt (±)-α-Lipoic acid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 2. Oktober 2020 (PDF).
  6. ↑ Peter Nuhn: Naturstoffchemie, S. Hirzel Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1990, ISBN 3-7776-0473-9, S. 359.
  7. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Dihydroliponsäure: CAS-Nr.: 462-20-4, EG-Nr.: 610-288-5, ECHA-InfoCard: 100.120.390, PubChem: 421, ChemSpider: 408, DrugBank: DB03760, Wikidata: Q5276437.
  8. ↑ INN Recommended List 83. In: who.int. Abgerufen am 29. Mai 2024 (englisch).
  9. ↑ a b Johannes A. Mayr, René G. Feichtinger, Frederic Tort, Antonia Ribes, Wolfgang Sperl: Lipoic acid biosynthesis defects. In: Journal of Inherited Metabolic Disease. Band 37, Nr. 4, Juli 2014, S. 553–563, doi:10.1007/s10545-014-9705-8.
  10. ↑ a b Ashley Solmonson, Ralph J. DeBerardinis: Lipoic acid metabolism and mitochondrial redox regulation. In: Journal of Biological Chemistry. Band 293, Nr. 20, Mai 2018, S. 7522–7530, doi:10.1074/jbc.TM117.000259, PMID 29191830, PMC 5961061 (freier Volltext) – (elsevier.com).
  11. ↑ Natalia S. Nemeria, Balint Nagy, Roberto Sanchez, Xu Zhang, João Leandro, Attila Ambrus, Sander M. Houten, Frank Jordan: Functional Versatility of the Human 2-Oxoadipate Dehydrogenase in the L-Lysine Degradation Pathway toward Its Non-Cognate Substrate 2-Oxopimelic Acid. In: International Journal of Molecular Sciences. Band 23, Nr. 15, 26. Juli 2022, S. 8213, doi:10.3390/ijms23158213, PMID 35897808, PMC 9367764 (freier Volltext) – (mdpi.com).
  12. ↑ Lipoic Acid. Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University, Corvallis, 1. Januar 2019, abgerufen am 5. November 2019 (englisch).
  13. ↑ A. Gorąca, H. Huk-Kolega u. a.: Lipoic acid - biological activity and therapeutic potential. In: Pharmacological Reports Band 63, Nummer 4, 2011, S. 849–858, PMID 22001972.
  14. ↑ Alina Levtova, Paula J. Waters, Daniela Buhas, Sébastien Lévesque, Christiane Auray‐Blais, Joe T.R. Clarke, Rachel Laframboise, Bruno Maranda, Grant A. Mitchell, Catherine Brunel‐Guitton, Nancy E. Braverman: Combined malonic and methylmalonic aciduria due to ACSF3 mutations: Benign clinical course in an unselected cohort. In: Journal of Inherited Metabolic Disease. Band 42, Nr. 1, Januar 2019, S. 107–116, doi:10.1002/jimd.12032.
  15. ↑ a b c Zeinab Wehbe, Sidney Behringer, Khaled Alatibi, David Watkins, David Rosenblatt, Ute Spiekerkoetter, Sara Tucci: The emerging role of the mitochondrial fatty-acid synthase (mtFASII) in the regulation of energy metabolism. In: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids. Band 1864, Nr. 11, November 2019, S. 1629–1643, doi:10.1016/j.bbalip.2019.07.012.
  16. ↑ J. Kalervo Hiltunen, Kaija J. Autio, Melissa S. Schonauer, V.A. Samuli Kursu, Carol L. Dieckmann, Alexander J. Kastaniotis: Mitochondrial fatty acid synthesis and respiration. In: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. Band 1797, Nr. 6-7, Juni 2010, S. 1195–1202, doi:10.1016/j.bbabio.2010.03.006.
  17. ↑ Rooney J: The role of thiols, dithiols, nutritional factors and interacting ligands in the toxicology of mercury. In: Toxicology. 234. Jahrgang, Nr. 3, 2007, S. 145–156, doi:10.1016/j.tox.2007.02.016, PMID 17408840.
  18. ↑ Packer L, Tritschler HJ, Wessel K: Neuroprotection by the metabolic antioxidant alpha-lipoic acid. In: Free Radical Biology and Medicine. 22. Jahrgang, Nr. 1–2, 1997, S. 359–378, PMID 8958163.
  19. ↑ Gregus Z, Stein AF, Varga F, Klaassen CD: Effect of lipoic acid on biliary excretion of glutathione and metals. In: Toxicology and Applied Pharmacology. 114. Jahrgang, Nr. 1, 1992, S. 88–96, doi:10.1016/0041-008X(92)90100-7, PMID 1585376.
  20. ↑ Frank D. Gunstone, John L. Harwood, Albert J. Dijkstra: The Lipid Handbook. Third Edition, CRC Press, 2007, ISBN 0-8493-9688-3, S. 12.
  21. ↑ a b Marius Penzel: Behörde hält „kleine Wunderwaffe“ für gesundheitsschädigend. In: Deutsche Apothekerzeitung. 22. Juli 2021, abgerufen am 6. Januar 2022.
  22. ↑ Bernd Kerschner: Alzheimer: Stoppt Liponsäure das Vergessen? Medizin transparent, 5. März 2015, abgerufen am 6. Januar 2022.
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