Ácido butírico

O **ácido butírico** (do grego βούτῡρον, 'manteiga'), tamén coñecido polo seu nome sistemático **ácido butanoico**, é un ácido carboxílico coa fórmula estrutural CH3CH2CH2COOH, ás veces considerado como ácido graxo de cadea curta. É un líquido aceitoso incloro soluble en auga, etanol e éter. O ácido isobutírico (ácido 2-metilpropanoico) é un isómero seu. Os sales e ésteres do ácido butírico denomínanse **butiratos** ou **butanoatos**. Este ácido non está moi espallado na natureza, pero os seus ésteres son comúns. Este ácido abunda na manteiga. É un produto industrial común.

## Distribución natural 
Os triglicéridos con ácido butírico compoñen o 3–4% da manteiga. Cando a manteiga se pon rancia, libérase o ácido butírico. É un ácido graxo de cadea curta. O ácido butírico é un ácido medianamente forte que reacciona con bases e afecta moitos metais.
O ácido butírico atópase na graxa animal e aceites vexetais, leite de vaca e humano, manteiga, quiexo parmesano e, como produto da fermentación anaerobia no corpo (no colon, como olor corporal e nos vómitos). O ácido butírico ten un sabor parecido ao da manteiga e un cheiro desagradable. Os mamíferos con boas capacidades olfactivas, como os cans, poden detectalo en concentracións de 10 partes por mil millóns, mentres que os humanos poden detectalo só en concentracións por encima de 10 partes por millón (mil veces maior). Na industria alimentaria utilízase como aromatizante.

Nos humanos o ácido butírico é un dos agonistas endóxenos primarios do receptor do ácido hidrocarboxilico 2 (HCA2), un receptor acoplado á proteína G .

O ácido butírico ou a fermentación do ácido butírico está tamén presente como éster octil butirato na charouvía (*Pastinaca sativa*) e nas sementes do xinkgo.

## Preparación e illamento 
O ácido butírico prepárase industrialmente por oxidación do butiraldehido. En 1817, publicara algúns dos seus descubrimentos sobre as propiedades do ácido butírico e deulle o seu nome. Porén, ata 1823 non presentou as propiedades do ácido butírico en detalle.

## Usos 
O ácido butírico úsase na preparación de varios ésteres butirato. Utilízase para producir butirato acetato de celulosa, que se utiliza nunha ampla variedade de ferramentas, partes e recubrimentos e é máis resistante á degradación que o acetato de celulosa. Porén, o buturato acetato de celulosa pode degradarse por exposición á calor ou humidade, liberando o ácido butírico.

Os ésteres de baixo peso molecular do ácido butírico, como o metil butirato, teñen aromas ou sabores na súa maioría pracenteiros. Moitos dos aromas dispoñibles comercialmente utilizados en cebos para as carpas (*Cyprinus carpio*) usan o ácido butírico como éster base; porén, non está claro se o peixe é atraído polo propio ácido butírico ou polas substancias engadidas con el. O ácido butírico é un dos poucos ácidos orgánicos que é degustable para as tencas e outros ciprínidos. Esta substancia tamén a usou como bomba fétida a Sea Shepherd Conservation Society para molestar as tripulacións dos barcos baleeiros xaponeses.

## Bioquímica 
miniatura|esquerda|Unha vía para a biosíntese do butirato. Os encimas relevantes: acetoacetil-CoA tiolase, 3-hidroxibutiril-CoA deshidroxenase dependente de NAD+ e de NADP+, 3-hidroxibutiril-CoA deshidratase, e butiril-CoA deshidroxenase dependente de NAD+.

### Biosíntese microbiana 
O butirato é producido en varios procesos de fermentación natural realizada por bacterias anaerobias obrigadas. Esta vía de fermentación, chamada fermentación butírica, foi descuberta por Louis Pasteur en 1861. Exemplos de especies de bacterias produtoras de butirato son:

**Clostridium butyricum*
**Clostridium kluyveri*
**Clostridium pasteurianum*
**Faecalibacterium prausnitzii*
**Fusobacterium nucleatum*
**Butyrivibrio fibrisolvens*
**Eubacterium limosum*

A vía empeza coa rotura glicolítica da glicosa en dúas moléculas de piruvato, que é unha ruta habitual na maioría dos organismos. O piruvato oxídase a acetil coencima A en reacción catalizada pola . Fórmanse dúas moléculas de dióxido de carbono (CO2) e dúas de hidróxeno (H2) como produtos residuais. Seguidamente, prodúcese o ATP no último paso da fermentación. Prodúcense tres moléculas de ATP por cada molécula de glicosa, o cal é un rendemento relativamene alto. A ecuación axustada desta fermentación é:
:C6H12O6 → C4H8O2 + 2 CO2 + 2 H2
Outras vías de produción de butirato son a redución do succinato e a desproporcionación do crotonato.

Varias especies de bacterias forman acetona e *n*-butanol por unha vía alternativa, que empeza coa fermentación butírica. Algunhas destas especies son:
**Clostridium acetobutylicum*, é o máis importante produtor de acetona e propanol, usado tamén na industria
**Clostridium beijerinckii*
**Clostridium tetanomorphum*
**Clostridium aurantibutyricum*

Estas bacterias empezan coa fermetación butírica, como se describiu antes, pero, cando o pH baixa de 5, cambian á produción de butanol e acetona para impedir que baixe máis o pH. Fórmanse dúas moléculas de butanol por cada molécula de acetona.

O cambio na vía ocorre despois da formación do acetoacetil-CoA. Este intermediario pode tomar despois dúas posibles rutas:
*acetoacetil-CoA → acetoacetato → acetona
*acetoacetil-CoA → butiril-CoA → butiraldehido → butanol

### Fontes de fibras fermentables 
Residuos de fibras doadamente fermentables, como as de amidón resistente, fibra de avea, pectina e guar son transformadas polas bacterias do colon en ácidos graxos de cadea curta, entre eles o butirato, producindo máis destes ácidos graxos curtos que outras fibras menos fermentables, como as celulosas. Un estudo atopou que o amidón resistente produce máis butirato que outros tipos de fibra alimentaria. A produción de ácidos graxos de cadea curta a partir de fibras en animais ruminantes, como as vacas, é a causa de que o leite e a manteiga deses animais conteñan butirato.

Os frutanos son outra fonte de fibras dietarias solubles prebióticas, que poden ser dixeridas para producir butirato. Atópanse a miúdo en fibras solubles de alimentos, que teñen alto contido en xofre, como en *Allium* e nas plantas crucíferas. As fontes de frutanos son principalmente o trigo (aínda que algúns tipos de trigo, como a espelta conteñen menores cantidades), centeo, cebada, cebola, allo, alcachofas, espárragos, remolacha, chicoria, follas de mexacán, allo porro, a parte branca das ceboletas, brócoli, col de Bruxelas, verza, fiúncho e prebióticos, como os frutooligosacáridos (FOS), oligofrutosa e inulina.

## Farmacoloxía 
### Farmacodinámica 
O ácido butírico é un dos dous principais agonistas endóxenos do receptor do ácido hidroxicarboxílico 2 humano (HCA2, tamén coñecido como GPR109A), un receptor acoplado á proteína G acoplado a Gi/o (GPCR), Outros transportadores que median no paso do butirato a través das membrans lipídicas son SLC5A8 (SMCT1), SLC27A1 (FATP1) e SLC27A4 (FATP4). O metabolito producido por esta reacción é o butiril–CoA, e prodúcese da seguinte maneira:
:Tributirina + H2O → dibutirina + ácido butírico

## Investigación 
### Efectos periféricos 
O butirato ten numerosos efectos sobre a homeostase enerxética e doenzas relacionadas (diabetes e obesidade), inflamación e función inmmune (por exemplo, ten pronunciados efectos antimicrobianos e anticaceríxenos) en humanos. Estes efectos ocorren por medio do seu metabolismo na mitocondria para xerar ATP durante o metabolismo dos ácidos graxos ou por medio dunha ou máis das súas dianas dos encimas modificadores de histonas (é dicir, as histona desacetilases de clase I) e as dianas dos receptores acoplados á proteína G (é dicir, FFAR2, FFAR3 e HCA2). In vitro, o butirato incrementa a expresión xénica de FOXP3 o regulador da transcrición de células T reguladoras (Tregs) e promove as células T reguladora do colon pola inhibición das histona desacetilases de clase I; O butirato tamén suprime a inflamación do colon ao inhibir as vías de sinalización de IFN-γ–STAT1, que están mediadas parcialmente por medio da inhibición das histona desacetilases. Aínda que a sinalización transitoria de IFN-γ está xeralmente asociada cunha resposta inmunitaria normal do hóspede, a sinalización crónica de IFN-γ está a miúdo asociada coa inflamación crónica. Observouse que o butirato inhibe a actividade de HDAC1 que está unido ao promotor do xene Fas en células T, o que resulta na hiperacetilación do promotor de Fas e a regulación á alza do receptor Fas da superficie das células T.

De xeito similar ao doutros agonistas de HCA2 estudados, o butirato tamén produce uns efectos antiinflamatorios marcados en diversos tecidos, incluíndo o cerebro, tracto gastrointestinal, pel e tecido vascular. A unión do butirato a FFAR3 induce a liberación do neuropéptido Y e promove a homeostase funcional da mucosa do colon e do sistema inmunitario entérico.

O ácido butírico é unha importante fonte de enerxía (ATP) para as células que tapizan o colon de mamíferos (colonocitos). Sen ácido butírico como fornecedor de enerxía, as células do colon sofren unha autofaxia regulada á alza (é dicir, autodixestión).

#### Cancro 
O butirato produce diferentes efectos en células saudables e cancerosas, o que se coñece como o "paradoxo do butirato". En concreto, o butirato inhibe as células tumorais do colon e estimula a proliferación de células sas do epitelio do colon. O mecanismo de sinalización non se coñece ben. A produción de ácidos graxos volátiles, como o butirato a partir de fibras fermentables pode contribuír ao papel da fibra alimenticia no cancro de colon.

Inversamente, algúns investigadores trataron de eliminar o butirato e considérano un potencial impulsor do cancro. Estudos feitos en ratos indican que favorece a transformación de células epiteliais do colon deficientes en MSH2.

### Adicción 
O ácido butírico é un inhibidor das HDAC que é selectivo para as HDACs de clase I en humanos. O ácido butírico e outros inhibidores das HDAC utilizáronse en investigación preclínica para avaliar os efectos transcricionais, neurais e no comportamento da inhibición das HDACs en animais adictos a drogas.

## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Butiratos
* Ácido hidroxibutírico

## Notas 
### Ligazóns externas 
*International Chemical Safety Card 1334