Niacīns (B3 vitamīns): definīcija, sintēze, absorbcija, transports un izplatīšana

Niacīns ir kopīgs termins piridīna-3-karbonskābes ķīmiskajām struktūrām, kas ietver: nikotīnskābe, tā skābe amīds nikotīnamīds un bioloģiski aktīvi koenzīmi nikotīnamīda adenīna dinukleotīds (NAD) un nikotīnamīda adenīna dinukleotīds fosfāts (NADP). Agrākais B3 vitamīna apzīmējums kā “PP faktors” (pellagra novēršanas faktors) vai “pellagra aizsardzības faktors” atgriežas pie Goldbergera 1920. gada atklājuma, ka pellagra ir deficīta slimība, un tas ir saistīts ar uztura faktora neesamību kukurūza. Tikai pēc daudziem gadiem eksperimentālie pētījumi sniedza pierādījumus tam, ka pelagru var izvadīt ar niacīnu. Nikotinamīds galvenokārt atrodams dzīvnieku organismā koenzīmu NAD un NADP formā. Nikotīnskābe, no otras puses, galvenokārt atrodams augu audos, piemēram, graudaugos un kafija pupiņas, bet mazākos daudzumos un tur tas galvenokārt ir kovalenti saistīts (ar fiksētu atomu saiti) ar makromolekulām - niacitīnu, formu, kuru cilvēka organisms nevar izmantot. Nikotīnskābe un nikotīnamīds ir savstarpēji pārveidojami starpposma metabolismā un koenzimātiski aktīvi attiecīgi NAD un NADP formā.

Sintēze

Cilvēka organisms var radīt NAD trīs dažādos veidos. Sākotnējie produkti NAD sintēzei ir nikotīnskābe un nikotīnamīds papildus būtiskajai (vitālajai) aminoskābei triptofāns. Atsevišķās sintēzes darbības ir parādītas šādi. NAD sintēze no L-triptofāns.

  • L-triptofāns → formilkinurenīns → kinurenīns → 3-hidroksikinurenīns → 3-hidroksiantranilskābe → 2-amino-3-karboksimukonskābes semialdehīds → hinolīnskābe.
  • Hinolīnskābe + PRPP (fosforibozilpirofosfāts) → hinolīnskābes ribonukleotīds + PP (pirofosfāts).
  • Hinolīnskābes ribonukleotīds → nikotīnskābes ribonukleotīds + CO2 (ogleklis dioksīds).
  • Nikotīnskābes binukleotīds + ATP (adenozīna trifosfāts) → nikotīnskābes dinukleotīds + PP
  • Nikotīnskābes adenīna dinukleotīds + glutamināts + ATP → NAD + glutamāts + AMP (adenozīna monofosfāts) + PP

NAD sintēze no nikotīnskābes (Preiss-Handler ceļš).

  • Nikotīnskābe + PRPP → nikotīnskābes ribonukleotīds + PP.
  • Nikotīnskābes ribonukleotīds + ATP → nikotīnskābes adenīna dinukleotīds + PP
  • Nikotīnskābes adenīna dinukleotīds + glutamināts + ATP → NAD + glutamāts + AMP + PP

NAD sintēze no nikotīnamīda

  • Nikotinamīds + PRPP → nikotīnamīda ribonukleotīds + PP
  • Nikotinamīda ribonukleotīds + ATP → NAD + PP

NAD pārveido par NADP ar fosforilēšanas palīdzību (a fosfāts grupa), izmantojot ATP un NAD kināzi.

  • NAD + + ATP → NADP + + ADP (adenozīns difosfāts).

NAD sintēzei no L-triptofāna ir nozīme tikai aknas un niere. Tādējādi cilvēkiem 60 mg L-triptofāna ir ekvivalents (ekvivalents) vienam miligramam nikotīnamīda. Tāpēc vitamīna B3 prasības tiek izteiktas niacīna ekvivalentos (1 niacīna ekvivalents (NE) = 1 mg niacīna = 60 mg L-triptofāna). Tomēr šī attiecība neattiecas uz diētām, kurās trūkst triptofāna, jo olbaltumvielu biosintēze ir ierobežota (ierobežota), ja triptofāna uzņemšana ir zema, un neaizstājamo aminoskābi izmanto tikai olbaltumvielu biosintēzei (jaunu olbaltumvielu veidošanai), līdz tiek pārsniegta prasība pēc olbaltumvielām biosintēze nodrošina NAD sintēzi [1-3, 7, 8, 11, 13]. Attiecīgi jānodrošina pietiekama triptofāna uzņemšana. Labi triptofāna avoti galvenokārt ir gaļa, zivis, siers un olas kā arī rieksti un pākšaugi. Turklāt pietiekams folātu, riboflavīns (B2 vitamīns), un piridoksīna (vitamīns B6) ir svarīgs, jo šie vitamīni ir iesaistīti triptofāna metabolismā. Olbaltumvielu patēriņa kvalitāte un daudzums, kā arī taukskābju modelis ietekmē arī niacīna sintēzi no L-triptofāna. Kaut arī triptofāna pārveidošanās par NAD palielinās, palielinoties nepiesātināto devu taukskābes, konversijas kurss (konversijas ātrums) samazinās, palielinoties olbaltumvielu daudzumam (> 30%). Jo īpaši aminoskābes pārpalikums leicīns izraisa traucējumus triptofāna vai niacīna metabolismā, jo leicīns kavē gan triptofāna uzņemšanu šūnā, gan hinolīnskābes fosforiboziltransferāzes aktivitāti un tādējādi arī NAD sintēzi. Vispārpieņemtais kukurūza raksturo augsts leicīns un zems triptofāna saturs. Veicināšanas uzlabojumi ļāva ražot Opaque-2 kukurūza šķirne, kurai ir salīdzinoši daudz olbaltumvielu un triptofāna koncentrācija un zemu leicīns saturu. Tādā veidā B3 vitamīna deficīta simptomu rašanos var novērst valstīs, kur kukurūza ir galvenais pārtikas produkts, piemēram, Meksikā. Visbeidzot, endogēnā (paša ķermeņa) niacīna sintēze no L-triptofāna mainās atkarībā no uzturs. Neskatoties uz vidējo 60 mg triptofāna pārveidošanu par 1 mg niacīna, svārstību diapazons ir no 34 līdz 86 mg triptofāna. Attiecīgi nav precīzu datu par B3 vitamīna pašražošanu no triptofāna.

Absorbcija

Pēc koenzīmu sadalīšanās nikotīnamīds ātri un gandrīz pilnībā uzsūcas (tiek absorbēts) kā brīvā nikotīnskābe. kuņģis, bet lielākoties augšpusē tievā zarnā pēc baktēriju hidrolīzes (šķelšana, reaģējot ar ūdens). Zarnas absorbcija (uzņemšana caur zarnām) gļotādas šūnas (gļotādas šūnas) seko a deva-atkarīgs divējāda transporta mehānisms. Mazas niacīna devas tiek aktīvi absorbētas (uzņemtas), izmantojot nesēju, pēc piesātinājuma kinētikas, reaģējot uz a nātrijs gradientu, savukārt lielas niacīna devas (3-4 g) papildus absorbē (uzņem) pasīvā difūzija. Absorbcija brīvās nikotīnskābes augšdaļā notiek arī ātri un gandrīz pilnībā tievā zarnā ar to pašu mehānismu. The absorbcija niacīna ātrumu galvenokārt ietekmē pārtikas matrica (ēdiena raksturs). Tādējādi dzīvnieku izcelsmes pārtikā absorbcija ir gandrīz 100%, savukārt graudaugu produktos un citos augu izcelsmes pārtikas produktos nikotīnskābes kovalentās saistīšanās ar makromolekulām - niacitīnu - dēļ biopieejamība var sagaidīt tikai aptuveni 30%. Daži pasākumi, piemēram, sārmu apstrāde (apstrāde ar sārmu metāliem vai ķīmiskie elementi, Piemēram, nātrijs, kālijs un kalcijs) vai atbilstošu pārtikas produktu grauzdēšana var sašķelt komplekso savienojumu niacitīnu un palielināt brīvās nikotīnskābes proporciju, kā rezultātā ievērojami palielinās nikotīnskābes bioloģiskā izmantojamība. Valstīs, kur kukurūza ir galvenais niacīna avots, piemēram, Meksikā, kukurūzas pirmapstrāde ar kalcijs hidroksīda šķīdums nodrošina galveno pārtiku, kas ievērojami veicina niacīna prasību izpildi. Grauzdēšana kafija demetilē metilnikotīnskābi (trigonelīnu), kas satur zaļā kafija pupiņas, ko cilvēki nevar lietot, palielinot brīvās nikotīnskābes saturu no iepriekš 2 mg / 100 g zaļo kafijas pupiņu līdz aptuveni 40 mg / 100 g grauzdētas kafijas. Vienlaicīga uztura lietošana neietekmē nikotīnskābes un nikotīnamīda uzsūkšanos.

Transports un izplatīšanās organismā

Absorbētais niacīns, galvenokārt kā nikotīnskābe, iekļūst aknas izmantojot portālu asinis, kur notiek pārveidošanās par koenzīmiem NAD un NADP [2-4, 7, 11]. Papildus aknas, eritrocīti (sarkans asinis šūnas) un citi audi ir iesaistīti arī niacīna uzglabāšanā NAD (P) formā. Tomēr B3 vitamīna rezerves jauda ir ierobežota, un pieaugušajiem tā ir apmēram 2-6 nedēļas. Aknas regulē NAD saturu audos atkarībā no ārpusšūnu (kas atrodas ārpus šūnas) nikotinamīda koncentrācija - kad nepieciešams, tas sadala NAD līdz nikotīnamīdam, kas kalpo citu asinsrites audu apgādei. B3 vitamīnam ir izteikta vielmaiņa pirmajā reizē (vielas pārveidošanās tās pirmās iziešanas laikā caur aknām) tā, lai zemā deva diapazona nikotīnamīds no aknām izdalās sistēmiskā sistēmā apgrozība tikai koenzīmu NAD un / vai NADP formā. Eksperimentos ar žurkām tika konstatēts, ka pēc intraperitoneālās pārvalde (vielas ievadīšana vēdera dobumā) 5 mg / kg ķermeņa masas marķētas nikotīnskābes, tikai neliela daļa urīnā parādās nemainīga. Pēc lielām devām (500 mg niacīna) vai līdzsvara stāvoklī (iekšķīgi) deva no 3 g niacīna dienā), no otras puses, vairāk nekā 88% no ievadītās devas nemainītā un metabolizētā (metabolizētā) formā urīnā tika atrasti, kas liecina par gandrīz pilnīgu absorbciju. Nikotīnskābe, atšķirībā no nikotinamīda, nevar šķērsot asinis-smadzenes barjera (fizioloģiska barjera starp asinsriti un centrālo barjeru) nervu sistēmas), un vispirms tas ar NAD starpniecību jāpārvērš nikotīnamīdā.

Izdalīšanās

Fizioloģiskos apstākļos niacīns galvenokārt izdalās kā:

  • N1-metil-6-piridon-3-karboksamīds.
  • N1-metil-nikotīnamīds un
  • N1-metil-4-piridon-3-karboksamīds, kas izvadīts ar niere.

Pēc lielākām devām (3 g B3 vitamīna dienā) metabolītu (noārdīšanās produktu) izdalīšanās modelis mainās tā, ka galvenokārt:

  • N1-metil-4-piridon-3-karboksamīds,
  • Nikotinamīda-N2-oksīds un
  • Nemainīts nikotinamīds parādās urīnā.

Bāzes apstākļos cilvēki katru dienu caur. Izdalās apmēram 3 mg metilētu metabolītu niere. Nepietiekama (nepietiekama) B3 vitamīna uzņemšana, nieres Eliminācijas (izdalīšanās caur nierēm) piridons samazinās agrāk nekā metilnikotinamīds. Kaut arī N1-metil-nikotinamīda izdalīšanās 17.5–5.8 µmol / dienā norāda uz niacīna robežas statusu, Eliminācijas <5.8 µmol N1-metil-nikotinamīda dienā ir B3 vitamīna deficīta indikators. The Eliminācijas vai plazmas pusperiods (laiks paiet starp maksimālo koncentrācija asins plazmā līdz pusei no šīs vērtības) ir atkarīgs no niacīna stāvokļa un piegādātās devas. Tas vidēji ir aptuveni 1 stunda. Hroniska dialīze ārstēšana (asins attīrīšanas procedūra), ko lieto pacientiem ar hronisku nieru mazspēja var izraisīt ievērojamus niacīna zudumus un līdz ar to zemāku nikotīnamīda līmeni serumā.