حمض 3-نيتروبروبيونيك

يُشابه حمض 3-نيتروبروبيونيك في بنيته الجزيئية جزيء السكسينات الحيوي ، وهو أحد مكونات دورة حمض الستريك . ^{[ 10 ]} ولذلك، يستطيع حمض 3-نيتروبروبيونيك الارتباط تنافسيًا وبشكل لا رجعة فيه بمكون الفلافين في إنزيم نازع هيدروجين السكسينات . ^{[ 11 ]} ويؤدي التثبيط الانتحاري بواسطة حمض 3-نيتروبروبيونيك إلى تعطيل الإنزيمات المتأثرة بشكل دائم عن تحفيز أكسدة السكسينات إلى فومارات . ^{[ 11 ]} ويؤدي هذا التثبيط إلى تعطيل تخليق جزيء الطاقة الحيوي أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، مما يُسبب استنزاف الطاقة والإجهاد التأكسدي في الخلايا المتأثرة. ^{[ 12 ]}

يُقلل مركب 3-نيتروبرونيونيك أيضًا من نشاط إنزيم أوكسيداز أحادي الأمين (MAO). ^{[ 13 ]} وتتمثل الآلية في أن مركب 3-نيتروبرونيونيك يُحفز إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية ويؤكسد الدوبامين مُنتجًا كينونات الدوبامين التي يُمكنها تقليل نشاط إنزيم MAO-A. ^{[ 14 ]}

قد يحدث موت الخلايا العصبية، مما يؤدي إلى اضطرابات عصبية عضلية حادة وتلف في أنسجة الدماغ، والحبل الشوكي، والجهاز العصبي. ^{[ 12 ] [ 15 ]} لوحظ ظهور خلل التوتر العضلي المتأخر وتدهور عصبي في النواة المذنبة (البطامة) لدى البشر الذين تعرضوا لحمض 3-نيتروبروبيونيك. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} كما لاحظت دراسة أجريت على الفئران سمية الدوبامين إلى جانب اعتلال دماغي حاد وخلل التوتر العضلي. ^{[ 19 ]}

أظهرت دراسات حديثة أن حمض 3-نيتروبروبيونيك، كونه سمًا للميتوكوندريا ، يُمكن أن يُحدث تغيرات في الجسم المخطط لدى الفئران تُشابه تلك التي تُلاحظ في أدمغة مرضى داء هنتنغتون . ولذلك، استُخدم حمض 3-نيتروبروبيونيك كنموذج حيواني لداء هنتنغتون وأمراض تنكسية عصبية أخرى. ^{[ 18 ] [ 20 ]} وقد أظهرت دراسة أخرى أن إعطاء مُحفز مستقبلات الكانابينويد WIN55212-2 للفئران لمدة ستة أيام متتالية، قبل إعطاء الحمض، يُؤدي إلى تأثيرات وقائية على جميع التغيرات التي يُحدثها السم، مثل خلل وظائف الميتوكوندريا وتأكسد الدهون ، وذلك عن طريق تنشيط مستقبل CB1 . ^{[ 21 ]}

يُعد حمض 3-نيتروبروبيونيك سمًا فطريًا ، وتنتجه بعض الفطريات التي تصيب النباتات والخضراوات بشكل طبيعي. ^{[ 2 ]} تشمل هذه الفطريات Aspergillus flavus و Aspergillus parasiticus وجنس Arthrinium ، والتي تنمو في التربة والنباتات المتحللة والتبن والحبوب، وبالتالي فهي قادرة على تلويث الحبوب قبل الحصاد وأثناء التخزين. ^{[ 22 ] [ 23 ]} ووفقًا لمنظمة الصحة العالمية، تشمل بعض المحاصيل التي تتأثر عادةً بفطريات Aspergillus و Arthrinium ما يلي:

• الحبوب (الذرة، الذرة الرفيعة، القمح، الأرز)
• البذور الزيتية (فول الصويا، الفول السوداني، عباد الشمس، وبذور القطن)
• التوابل (الفلفل الحار، الفلفل الأسود، الكزبرة، الكركم والزنجبيل)
• المكسرات الشجرية (الفستق، اللوز، الجوز، جوز الهند، والجوز البرازيلي)

تؤدي الظروف الجوية القاسية ، وظروف نمو المحاصيل المجهدة ، بالإضافة إلى ظروف التخزين (مثل الرطوبة ) ^{[ 24 ]} إلى ظروف مناسبة لتكوين حمض 3-نيتروبروبيونيك في المحاصيل الغذائية.

تم الإبلاغ عن حالة تسمم مميتة بمادة 3-NPA نتيجة شرب ماء جوز الهند ، حيث تم تخزين جوز الهند المُجهز مسبقًا في درجة حرارة الغرفة لمدة شهر، بدلاً من تبريده. ^{[ 25 ]}

سُجّلت أول حالة تسمم بشري بمادة 3-NPA في النرويج، وأول دراسة منشورة عالميًا تعتمد على تقنية كروماتوغرافيا السائل - مطياف الكتلة (LC-MS) لتحليل الأيض البشري، وشملت صبيًا نرويجيًا لم يُعرف مصدر تسممه، حيث اشتبه في البداية بإصابته باضطراب في الميتوكوندريا. إلى جانب رصد عدد كبير من المستقلبات المتغيرة، حددت الدراسة آليات وقائية قد تُخفف من الآثار السامة لمادة 3-NPA، بالإضافة إلى أدلة على زيادة الإجهاد التأكسدي، واضطراب استقلاب الطاقة. أدت نتائج الدراسة إلى مراجعة قائمة فحص السموم في النرويج، حيث أُضيفت مادة 3-NPA إلى قائمة المركبات المختبرة. ^{[ 2 ]}