Никотинамид аденинов динуклеотид

Най- Никотинамид аденинов динуклеотид е важен коензим в контекста на енергийния метаболизъм и се получава от ниацин (витамин В3, амид на никотинова киселина). Ако има недостиг на витамин В3, се появяват симптомите на пелагра.

Какво е никотинамид аденин динуклеотид?

Никотинамид аденин динуклеотид е коензим, който прехвърля хидриден йон (H-) като част от енергийния метаболизъм. Той присъства във всяка клетка и особено в митохондриите. Никотинамид аденин динуклеотид или NAD винаги е в баланса на NAD + / NADH.

NAD + е окислената, а NADH редуцираната форма. При окислителни реакции, NAD + се редуцира до NADH чрез поглъщане на протон (H +) и два електрона (2e-). Формално това е прехвърлянето на хидриден йон (H-). NADH е много високо енергиен и предава енергията си на ADP с образуването на АТФ. Докато NAD + се намира най-вече в цитозола, NADH се намира главно в митохондриите. NAD е съставен от два нуклеотида.

Единият нуклеотид съдържа азотна основа аденин, докато другият амид на нуклеотидна никотинова киселина е гликозидно свързан със захарта. Рибозата действа като захар. Двата нуклеотида са свързани помежду си чрез фосфатни групи. Азотен пръстен върху остатъка от амид на никотинова киселина се зарежда положително в окислена форма. Тази форма (NAD +) е по-ниска в енергията от намалената форма (NADH) поради ароматния пръстен.

Функция, ефект и задачи

Никотинамид аденин динуклеотид образува редокс двойка NAD + / NADH. Редукционният потенциал зависи от съотношението на двата компонента. Когато съотношението на NAD + / NADH е голямо, окислителната способност е висока. Колкото по-малко е съотношението, толкова по-голяма става намаляващата мощност.

Реакциите на окисляване и редукция трябва да протичат едновременно в биологичните системи. Това обаче не може да се гарантира от една редокс двойка. Ето защо индивидуалните реакции с различни редокс кофактори протичат отделно. Окислената форма се намира главно в цитозола, докато редуцираната форма преобладава в митохондриите. Междинното съхранение на енергия се извършва отново и отново в рамките на тази редокс система. С хидридния йон (протон + 2 електрона), NAD + също едновременно абсорбира енергия за междинно съхранение. Енергията идва от разграждането на богати на енергия субстрати като въглехидрати или мастни киселини в дихателната верига.

По време на окисляването и освобождаването на H-, енергията се прехвърля в ADP с образуването на богати на енергия АТФ. АТФ е най-важният запас на енергия, който чрез освобождаване на енергията си с регресията на АДФ стимулира енергоемките реакции (натрупване на собствените вещества в организма) или механичната работа (мускулна работа, движението на вътрешните органи) или генерирането на топлина в организма. Благодарение на редукционния си потенциал, никотинамид-адениновият динуклеотид осигурява множество редокс-реакции, които дават възможност за правилно производство на енергия в дихателната верига. Енергията многократно се съхранява временно и се отпуска целенасочено, когато се налага.

Образование, възникване и свойства

NAD + се биосинтезира от никотинова киселина или амид на никотинова киселина (ниацин, витамин В3), както и от аминокиселината триптофан. И двете вещества трябва да се абсорбират от организма, защото не се образуват в метаболизма. Триптофанът е основна аминокиселина, а ниацинът е витамин. Ако тези активни съставки липсват в диетата, се появяват симптоми на дефицит. Дневната потребност от витамин В3 зависи от енергийните разходи на организма.

Колкото повече енергия се нуждае от тялото, толкова повече ниацин трябва да се набавя. Домашните птици, рибата, млечните продукти, гъбите и яйцата съдържат много ниацин. Витамин В3 се намира и в кафето, фъстъците и бобовите растения. Симптомите на дефицит обаче рядко се появяват, защото аминокиселината триптофан също може да образува НАД. Триптофанът също се намира в достатъчни количества в гореспоменатите храни. Никотинатът D-рибонуклеотид може да бъде синтезиран и от двете изходни материали, което е отправна точка за синтеза на NAD +.

Болести и разстройства

Тъй като никотинамид-адениновият динуклеотид играе централна роля в енергийния метаболизъм, неговият дефицит води до сериозни нарушения на здравето. В допълнение към функцията си като междинен запас на енергия, той участва като коензим 1 в повече от 100 различни ензимни реакции.

В допълнение към влиянието си върху производството на енергия, той също така стимулира синтеза на невротрансмитерите допамин, адреналин или серотонин. Има стимулиращ ефект при стресови ситуации, нервност и умора. Освен това укрепва имунната система, чернодробните функции, нервната система и също така действа като антиоксидант. Той подобрява мозъчните функции чрез образуването на невротрансмитери. Паметта, концентрацията и уменията за мислене се подобряват. Положителни преживявания са направени и с болестта на Паркинсон.

Проучванията показват, че след приложението на NADH се наблюдава подобрение на симптомите. Недостигът на NAD е рядкост днес, но може да възникне при изключително едностранна диета.Например, в началото на ХХ век се появи мистериозна болест, известна като пелагра, особено в Мексико. С промяната в диетата на царевица голяма част от мексиканското население страда от затруднена концентрация и сън, загуба на апетит, раздразнителност, кожни промени с дерматит, диария, депресия и възпаление на устната и стомашно-чревната лигавица. Причината беше предлагането на царевица в цялата страна.

И ниацинът, и триптофанът се съдържат само в малки количества в царевицата. Това наруши образуването на NAD +. След като открихме причината, диетата отново беше променена. Понякога предозирането на витамин В3 води до съдоразширяващ ефект, който е известен още като зачервяване. Можете също да почувствате спад на кръвното налягане и виене на свят. Тези симптоми са израз на повишено производство на енергия от NAD +. Въпреки това, не са наблюдавани токсични ефекти дори при много високи дози.