Nikotinamid adenin dinukleotid

Nikotinamid adenin dinukleotid je važan koenzim u kontekstu energetskog metabolizma, a dobiva se iz niacina (vitamin B3, amid nikotinske kiseline). Ako postoji nedostatak vitamina B3, pojavljuju se simptomi pelagre.

Što je nikotinamid adenin dinukleotid?

Nikotinamid adenin dinukleotid je koenzim koji prenosi hidridni ion (H-) kao dio energetskog metabolizma. Prisutna je u svakoj stanici, a posebno u mitohondrijama. Nikotinamid adenin dinukleotid ili NAD uvijek je u ravnoteži NAD + / NADH.

NAD + je oksidirani, a NADH reducirani oblik. U oksidacijskim reakcijama, NAD + reducira se na NADH unosom protona (H +) i dva elektrona (2e-). Formalno, ovo je prijenos hidridnog iona (H-). NADH je vrlo visok u energiji i svoju energiju prenosi u ADP stvaranjem ATP-a. Dok se NAD + uglavnom nalazi u citosolu, NADH se uglavnom nalazi u mitohondrijama. NAD je sastavljen od dva nukleotida.

Jedan nukleotid sadrži adenin u dušičnoj bazi, dok je drugi amid nukleotidne nikotinske kiseline glikozidno vezan za šećer. Ribose djeluje kao šećer. Dva nukleotida međusobno su povezana fosfatnim skupinama. Dušik iz prstena na ostatku amida nikotinske kiseline pozitivno se nabije u oksidiranom obliku. Ovaj oblik (NAD +) je energetski niži od smanjenog oblika (NADH) zahvaljujući aromatskom prstenu.

Funkcija, efekt i zadaće

Nikotinamid adenin dinukleotid tvori redoks par NAD + / NADH. Redoksni potencijal ovisi o omjeru dviju komponenata. Kad je omjer NAD + / NADH velik, oksidacijska sposobnost je velika. Što je omjer manji, to veća postaje i smanjujuća snaga.

I reakcije oksidacije i redukcije moraju se odvijati istodobno u biološkim sustavima. Međutim, to ne može jamčiti niti jedan redox par. Zato se pojedinačne reakcije s različitim redoks kofaktorima odvijaju odvojeno. Oksidirani oblik nalazi se uglavnom u citosolu, dok reducirani oblik prevladava u mitohondrijama. Međusobno skladištenje energije odvija se iznova i iznova unutar ovog redoks sustava. S hidridnim ionom (protoni + 2 elektrona), NAD + istovremeno apsorbira energiju za intermedijarno skladištenje. Energija dolazi od raspada supstrata bogatih energijom poput ugljikohidrata ili masnih kiselina u respiratornom lancu.

Tijekom oksidacije i oslobađanja H-, energija se prenosi u ADP uz stvaranje ATP-a bogatog energijom. ATP je najvažnija skladište energije koja oslobađanjem energije s regresijom ADP-a ili potiče reakcije koje troše energiju (izgradnju vlastitih tjelesnih tvari) ili mehanički rad (rad mišića, kretanje unutarnjih organa) ili stvaranje topline tijela. Zahvaljujući svom redoks potencijalu, nikotinamid adenin dinukleotid osigurava mnoštvo redoks reakcija koje omogućavaju urednu proizvodnju energije unutar dišnog lanca. Energija se u više navrata pohranjuje i ciljano daje po potrebi.

Obrazovanje, nastanak i svojstva

NAD + se biosintezira iz nikotinske kiseline ili amida nikotinske kiseline (niacin, vitamin B3), kao i iz aminokiseline triptofan. Obje tvari mora apsorbirati tijelo jer se ne formiraju u metabolizmu. Triptofan je esencijalna aminokiselina, a niacin vitamin. Ako ti aktivni sastojci nedostaju u prehrani, pojavljuju se simptomi nedostatka. Dnevna potreba za vitaminom B3 ovisi o energetskoj potrošnji tijela.

Što više energije treba tijelu, to se više treba osigurati niacina. Perad, riba, mliječni proizvodi, gljive i jaja sadrže mnogo niacina. Vitamin B3 nalazi se i u kavi, kikirikiju i mahunarkama. Međutim, simptomi nedostatka rijetko se pojavljuju jer aminokiselina triptofan također može tvoriti NAD. Triptofan se također nalazi u dovoljnim količinama u spomenutim namirnicama. Nikotin D-ribonukleotid može se sintetizirati iz oba polazna materijala, što je polazište za sintezu NAD +.

Bolesti i poremećaji

Budući da nikotinamid adenin dinukleotid igra središnju ulogu u energetskom metabolizmu, njegov nedostatak dovodi do ozbiljnih zdravstvenih poremećaja. Uz funkciju posrednog skladišta energije, sudjeluje kao koenzim 1 u više od 100 različitih enzimskih reakcija.

Uz svoj utjecaj na proizvodnju energije, potiče i sintezu neurotransmitera dopamina, adrenalina ili serotonina. Ima poticajan učinak kod stresnih situacija, nervoze i umora. Također jača imunološki sustav, funkcije jetre, živčani sustav, a djeluje i kao antioksidans. Poboljšava moždane funkcije stvaranjem neurotransmitera. Poboljšavaju se pamćenje, koncentracija i mišljenje. Pozitivna iskustva su stvorena i s Parkinsonovom bolešću.

Studije su pokazale da je nakon primjene NADH došlo do poboljšanja simptoma. Manjak NAD-a danas je rijedak, ali može se javiti s izuzetno jednostranom dijetom.Na primjer, do početka dvadesetog stoljeća pojavila se misteriozna bolest poznata kao pellagra, osobito u Meksiku. Kad je prehrana prešla na kukuruz, veliki dio meksičke populacije patio je od poteškoća u koncentraciji i spavanju, gubitka apetita, razdražljivosti, kožnih promjena s dermatitisom, proljeva, depresije i upale oralne i probavne sluznice. Razlog je bila opskrba kukuruza u cijeloj državi.

I niacin i triptofan nalaze se u kukuruzu samo u malim količinama. To je poremetilo stvaranje NAD +. Nakon što je otkrio uzrok, dijeta je opet promijenjena. Povremeno predoziranje vitamina B3 dovodi do vazodilatacijskog učinka, koji je također poznat kao ispiranje. Također možete osjetiti pad krvnog tlaka i vrtoglavicu. Ovi simptomi su izraz povećane proizvodnje energije od strane NAD +. Međutim, nisu primijećeni toksični učinci čak i pri vrlo visokim dozama.