Никотинамид аденин динуклеотид является важным коферментом в контексте энергетического метаболизма. Он получен из ниацина (витамин B3, амид никотиновой кислоты). Если наблюдается дефицит витамина B3, возникают симптомы пеллагры.
Что такое никотинамидадениндинуклеотид?
Никотинамидадениндинуклеотид представляет собой кофермент, который переносит гидрид-ион (H-) в рамках энергетического метаболизма. Он присутствует в каждой клетке и особенно в митохондриях. Никотинамидадениндинуклеотид или НАД всегда находится в балансе НАД + / НАДН.
НАД + - это окисленная, а НАДН - восстановленная форма. В реакциях окисления НАД + восстанавливается до НАДН за счет поглощения протона (H +) и двух электронов (2e-). Формально это перенос иона гидрида (H-). НАДН очень энергетичен и передает свою энергию АДФ с образованием АТФ. В то время как НАД + в основном находится в цитозоле, НАДН в основном находится в митохондриях. НАД состоит из двух нуклеотидов.
Один нуклеотид содержит азотистое основание аденин, в то время как другой нуклеотид амид никотиновой кислоты гликозидно связан с сахаром. Рибоза действует как сахар. Два нуклеотида связаны друг с другом через фосфатные группы. Азот кольца на остатке амида никотиновой кислоты в окисленной форме заряжен положительно. Эта форма (НАД +) имеет более низкую энергию, чем восстановленная форма (НАДН) из-за ароматического кольца.
Функция, эффект и задачи
Никотинамидадениндинуклеотид образует окислительно-восстановительную пару НАД + / НАДН. Редокс-потенциал зависит от соотношения двух компонентов. Когда отношение НАД + / НАДН велико, окислительная способность высока. Чем меньше коэффициент, тем выше становится восстанавливающая способность.
И реакции окисления, и реакции восстановления должны протекать одновременно в биологических системах. Однако это не может быть гарантировано одной редокс-парой. Поэтому индивидуальные реакции с разными окислительно-восстановительными кофакторами протекают отдельно. Окисленная форма в основном находится в цитозоле, тогда как восстановленная форма преобладает в митохондриях. Промежуточное накопление энергии происходит снова и снова в этой окислительно-восстановительной системе. Вместе с ионом гидрида (протон + 2 электрона) НАД + также одновременно поглощает энергию для промежуточного накопления. Энергия поступает от разложения богатых энергией субстратов, таких как углеводы или жирные кислоты, в дыхательной цепи.
Во время окисления и высвобождения H- энергия передается АДФ с образованием богатых энергией АТФ. АТФ - самый важный накопитель энергии, который, высвобождая свою энергию с регрессом АДФ, либо стимулирует энергозатратные реакции (накопление собственных веществ в организме), либо механическую работу (работа мышц, движение внутренних органов), либо тепловыделение тела. Благодаря своему окислительно-восстановительному потенциалу никотинамидадениндинуклеотид обеспечивает множество окислительно-восстановительных реакций, которые обеспечивают упорядоченное производство энергии в дыхательной цепи. Энергия многократно временно накапливается и при необходимости целенаправленно выделяется.
Образование, происхождение и свойства
НАД + синтезируется из никотиновой кислоты или амида никотиновой кислоты (ниацин, витамин B3), а также из аминокислоты триптофана. Оба вещества должны усваиваться организмом, потому что они не производятся в процессе обмена веществ. Триптофан является незаменимой аминокислотой, а ниацин - витамином. Если эти активные ингредиенты отсутствуют в рационе, возникают симптомы дефицита. Суточная потребность в витамине B3 зависит от расхода энергии организмом.
Чем больше энергии нужно организму, тем больше никотиновой кислоты необходимо получить. В частности, птица, рыба, молочные продукты, грибы и яйца содержат много ниацина. Витамин B3 также содержится в кофе, арахисе и бобовых. Однако симптомы дефицита возникают редко, поскольку аминокислота триптофан также может образовывать НАД. Триптофан также содержится в достаточном количестве в вышеупомянутых продуктах. Никотинат-D-рибонуклеотид может быть синтезирован из обоих исходных материалов, что является отправной точкой для синтеза NAD +.
Заболевания и расстройства
Поскольку никотинамидадениндинуклеотид играет центральную роль в энергетическом обмене, его дефицит приводит к серьезным нарушениям здоровья. Помимо функции промежуточного накопителя энергии, он участвует в качестве кофермента 1 более чем в 100 различных ферментативных реакциях.
Помимо влияния на выработку энергии, он также стимулирует синтез нейромедиаторов дофамина, адреналина или серотонина. Оказывает стимулирующее действие при стрессовых ситуациях, нервозности и усталости. Он также укрепляет иммунную систему, функции печени, нервную систему, а также действует как антиоксидант. Он улучшает функции мозга за счет образования нейротрансмиттеров. Улучшаются память, концентрация и мышление. Положительный опыт был получен и с болезнью Паркинсона.
Исследования показали, что после приема НАДН наблюдалось улучшение симптомов. Сегодня дефицит НАД встречается редко, но может возникнуть при крайне односторонней диете.Например, до начала ХХ века, особенно в Мексике, появлялась загадочная болезнь под названием пеллагра. Когда диета перешла на кукурузу, большая часть населения Мексики страдала от проблем с концентрацией внимания и сна, потери аппетита, раздражительности, кожных изменений с дерматитом, диареей, депрессией и воспалением слизистой оболочки полости рта и желудочно-кишечного тракта. Причина - общенациональные поставки кукурузы.
И ниацин, и триптофан содержатся в кукурузе только в небольших количествах. Это нарушило образование NAD +. После обнаружения причины диета была снова изменена. Иногда передозировка витамина B3 приводит к сосудорасширяющему эффекту, который также известен как прилив крови. Также может наблюдаться падение артериального давления и головокружение. Эти симптомы являются выражением повышенной выработки энергии НАД +. Однако даже при очень высоких дозах токсических эффектов не наблюдалось.
