Nikotinamido adenino dinukleotidas

Nikotinamido adenino dinukleotidas yra svarbus kofermentas energijos apykaitos kontekste. Jis gaunamas iš niacino (vitamino B3, nikotino rūgšties amido). Jei trūksta vitamino B3, atsiranda pellagros simptomų.

Kas yra nikotinamido adenino dinukleotidas?

Nikotinamido adenino dinukleotidas yra kofermentas, perduodantis hidrido joną (H-) kaip energijos apykaitos dalį. Jo yra kiekvienoje ląstelėje, ypač mitochondrijose. Nikotinamido adenino dinukleotidas arba NAD visada yra NAD + / NADH balanse.

NAD + yra oksiduotas, o NADH - redukuota forma. Įvykstant protonui (H +) ir dviem elektronams (2e-), oksidacijos reakcijose NAD + redukuojamas į NADH. Formaliai tai yra hidrido jonų (H-) perdavimas. NADH turi labai daug energijos ir perduoda savo energiją ADP, sudarydamas ATP. Nors NAD + daugiausia randama citozolyje, NADH daugiausia randama mitochondrijose. NAD sudaro du nukleotidai.

Viename nukleotide yra azoto bazės adeninas, o kituose - nikotino rūgšties amidas - glikozidiškai surištas su cukrumi. Ribose veikia kaip cukrus. Du nukleotidai yra sujungti vienas su kitu per fosfato grupes. Žiedas, esantis ant nikotino rūgšties amido liekanų, yra teigiamai įkrautas oksiduotos formos. Dėl aromatinio žiedo ši forma (NAD +) turi mažesnę energiją nei redukuota forma (NADH).

Funkcija, poveikis ir užduotys

Nikotinamido adenino dinukleotidas sudaro redokso porą NAD + / NADH. Redokso potencialas priklauso nuo dviejų komponentų santykio. Kai NAD + / NADH santykis yra didelis, oksidacijos gebėjimas yra didelis. Kuo mažesnis santykis, tuo didesnė redukcinė galia.

Tiek oksidacijos, tiek redukcijos reakcijos turi vykti vienu metu biologinėse sistemose. Tačiau to negali užtikrinti viena redokso pora. Štai kodėl individualios reakcijos su skirtingais redox kofaktoriais vyksta atskirai. Oksiduota forma daugiausia randama citozolyje, o redukuota forma vyrauja mitochondrijose. Tarpinis energijos kaupimas vėl ir vėl vyksta šioje redox sistemoje. Su hidrido jonu (protonu + 2 elektronai), NAD + taip pat sugeria energiją tarpiniam saugojimui. Energija gaunama suskaidžius daug energijos turinčius substratus, tokius kaip angliavandeniai ar riebalų rūgštys kvėpavimo grandinėje.

H oksidacijos ir išsiskyrimo metu energija perduodama ADP, susidarant daug energijos turinčioms ATP. ATP yra svarbiausia energijos atsarga, kuri, išleisdama savo energiją su ADP regresija, skatina arba energiją vartojančias reakcijas (paties organizmo medžiagų kaupimąsi), arba mechaninį darbą (raumenų darbas, vidaus organų judėjimas), arba organizmo šilumos generavimą. Dėl savo redoksinio potencialo nikotinamido adenino dinukleotidas užtikrina daugybę redokso reakcijų, leidžiančių tvarkingai gaminti energiją kvėpavimo grandinėje. Energija pakartotinai laikinai kaupiama ir prireikus tikslingai paskirstoma.

Švietimas, atsiradimas ir savybės

BAD sintezė vyksta iš nikotino rūgšties arba nikotino rūgšties amido (niacino, vitamino B3), taip pat iš aminorūgšties triptofano. Abi medžiagas organizmas turi absorbuoti, nes jos nesudaromos metabolizme. Triptofanas yra nepakeičiama aminorūgštis, o niacinas - vitaminas. Jei šių veikliųjų medžiagų maiste trūksta, atsiranda trūkumo simptomų. Dienos vitamino B3 poreikis priklauso nuo organizmo energijos sąnaudų.

Kuo daugiau energijos reikia kūnui, tuo daugiau niacino reikia tiekti. Paukštienoje, žuvyje, pieno produktuose, grybuose ir kiaušiniuose ypač daug niacino. Vitamino B3 taip pat yra kavoje, žemės riešutuose ir ankštiniuose produktuose. Tačiau trūkumo simptomų pasitaiko retai, nes aminorūgštis triptofanas taip pat gali sudaryti NAD. Minėtuose maisto produktuose taip pat randamas pakankamas triptofano kiekis. Nikotinato-D-ribonukleotidas gali būti sintetinamas iš abiejų pradinių medžiagų, tai yra NAD + sintezės pradinis taškas.

Ligos ir sutrikimai

Kadangi nikotinamido adenino dinukleotidas vaidina pagrindinį vaidmenį energijos apykaitoje, jo trūkumas sukelia rimtų sveikatos sutrikimų. Be to, kad jis veikia kaip tarpinis energijos kaupiklis, jis kaip koenzimas 1 dalyvauja daugiau nei 100 skirtingų fermentinių reakcijų.

Jis ne tik daro įtaką energijos gamybai, bet ir stimuliuoja neuromediatorių dopamino, adrenalino arba serotonino sintezę. Tai stimuliuojantis poveikis stresinėse situacijose, nervingumas ir nuovargis. Jis taip pat stiprina imuninę sistemą, kepenų funkcijas, nervų sistemą, taip pat veikia kaip antioksidantas. Tai pagerina smegenų funkcijas, nes formuojasi neuromediatoriai. Gerėja atmintis, koncentracijos ir mąstymo įgūdžiai. Teigiamų išgyvenimų taip pat buvo su Parkinsono liga.

Tyrimai parodė, kad suleidus NADH simptomai pagerėjo. NAD trūkumas šiandien yra retas reiškinys, tačiau jis gali atsirasti laikantis ypač vienpusės dietos.Pavyzdžiui, iki dvidešimtojo amžiaus pradžios paslaptinga liga, vadinama pellagra, pasireiškė ypač Meksikoje. Pakeitus dietą į kukurūzus, didelei daliai Meksikos gyventojų buvo sunku susikaupti ir miegoti, apetitas netekimas, dirglumas, odos pokyčiai su dermatitu, viduriavimas, depresija ir burnos bei virškinimo trakto gleivinės uždegimai. Priežastis buvo visos šalies kukurūzų atsargos.

Niacinas ir triptofanas yra tik nedideli kiekiai kukurūzuose. Tai sutrikdė NAD + formavimąsi. Išsiaiškinus priežastį, dieta vėl buvo pakeista. Kartais perdozavus vitamino B3 atsiranda vazodilatacinis poveikis, kuris taip pat žinomas kaip pleiskanojimas. Taip pat gali sumažėti kraujospūdis ir svaigti galva. Šie simptomai reiškia padidėjusią NAD + energijos gamybą. Tačiau net ir labai didelėmis dozėmis toksinio poveikio nepastebėta.