Nikotinamīda adenīna dinukleotīds: funkcija un slimības

Nikotinamīda adenīna dinukleotīds ir svarīgs koenzīms enerģijas metabolisms. To iegūst no niacīna (vitamīns B3, nikotīnskābe amīds). Trūkums vitamīns B3 rezultātā rodas pelagra.

Kas ir nikotinamīda adenīna dinukleotīds?

Nikotinamīda adenīna dinukleotīds ir koenzīms, kas hidrīda jonu (H-) pārnes kā daļu no enerģijas metabolisms. Tas ir katrā šūnā un it īpaši mitohondriji. Nikotinamīda adenīna dinukleotīds vai NAD vienmēr atrodas līdzsvarā NAD + / NADH. Šeit NAD + ir oksidētā forma un NADH ir reducētā forma. Oksidācijas reakcijās NAD + tiek reducēts līdz NADH, pieņemot vienu protonu (H +) un divus elektronus (2e-). Formāli tas ir hidrīda jonu (H-) pārnese. NADH ir ļoti enerģisks un nodod savu enerģiju ADP, lai izveidotu ATP. Kamēr NAD + galvenokārt atrodas citozolā, NADH galvenokārt atrodas mitohondriji. NAD sastāv no diviem nukleotīdiem. Viens nukleotīds satur slāpeklis bāzes adenīns, bet citā nukleotīdā nikotīnamīds ir glikozidiski saistīts ar cukurs. Riboze darbojas kā cukurs. Abus nukleotīdus saista fosfāts grupas. Gredzens slāpeklis uz nikotīnskābe amīds atlikums ir pozitīvi uzlādēts oksidētajā formā. Šīs formas (NAD +) enerģija ir zemāka nekā reducētajā formā (NADH) aromātiskā gredzena dēļ.

Funkcija, darbība un lomas

Nikotinamīda adenīna dinukleotīds veido redoksa pāri NAD + / NADH. Šajā procesā redoksa potenciāls ir atkarīgs no abu komponentu attiecības. Ja NAD + / NADH attiecība ir liela, pastāv augsta oksidēšanās spēja. Jo mazāka attiecība, jo lielāka ir redukcijas spēja. Gan oksidēšanās, gan reducēšanās reakcijām vienlaikus jānotiek bioloģiskajās sistēmās. Tomēr viens redokss pāris to nevar garantēt. Tāpēc individuālās reakcijas ar dažādiem redox kofaktoriem notiek atsevišķi. Citozolā galvenokārt ir oksidētā forma, bet mitohondriji pārsvarā ir reducētā forma. Šajā redoksa sistēmā enerģijas buferizācija notiek atkal un atkal. NAD + vienlaikus absorbē enerģiju ar hidrīda jonu (protons + 2 elektroni) starpposma uzglabāšanai. Enerģija rodas no ar enerģiju bagātu substrātu, piemēram, noārdīšanās ogļhidrāti or taukskābes kā daļa no elpošanas ķēdes. Kad H- oksidējas un izdalās, enerģija tiek pārnesta uz ADP, lai izveidotu ar enerģiju bagātu ATP. ATP ir vissvarīgākais enerģijas krājums, kas, atbrīvojot savu enerģiju, vienlaikus veidojot ADP, stimulē vai nu enerģiju patērējošas reakcijas (paša ķermeņa vielu izveidošana), vai mehānisko darbu (muskuļu darbs, iekšējie orgāni) vai siltuma veidošanās organismā. Izmantojot savu redoksa potenciālu, nikotīnamīda adenīna dinukleotīds nodrošina lielu daudzumu redoksreakcijas kas ļauj pareizi ražot enerģiju elpošanas ķēdē. Enerģija tiek atkārtoti īslaicīgi uzglabāta un vajadzības gadījumā atbrīvota selektīvi.

Veidošanās, rašanās un īpašības

NAD + biosintēze notiek no nikotīnskābe vai nikotīnamīds (niacīns, vitamīns B3), kā arī no aminoskābes triptofāns. Abas vielas organismam ir jāuzņem, jo ​​vielmaiņas laikā tās neveidojas. Triptofāns ir neaizvietojama aminoskābe, un niacīns ir vitamīns. Ja šīs aktīvās vielas trūkst uzturs, rodas deficīta simptomi. Dienas vitamīna B3 nepieciešamība ir atkarīga no enerģijas metabolisms ķermeņa. Jo vairāk enerģijas nepieciešams ķermenim, jo ​​vairāk jāpiegādā niacīns. Mājputni, zivis, piena produkti, sēnes un olas jo īpaši satur daudz niacīna. Bet B3 vitamīns ir atrodams arī kafija, zemesrieksti un pākšaugi. Trūkuma simptomi reti parādās, jo aminoskābe triptofāns var veidot arī NAD. Triptofāns pietiekamā daudzumā atrodas arī iepriekšminētajos pārtikas produktos. Nikotināta D-ribonukleotīdu var sintezēt no abiem izejmateriāliem, kas ir sākuma punkts NAD + sintēzei.

Slimības un traucējumi

Tā kā nikotinamīda adenīna dinukleotīdam ir galvenā loma enerģijas metabolismā, tā deficīts izraisa nopietnu veselība traucējumi. Papildus tam, ka tā darbojas kā starpposma enerģijas krātuve, tā kā koenzīms 1 piedalās vairāk nekā 100 dažādās fermentu reakcijās. Papildus ietekmei uz enerģijas ražošanu, tā stimulē arī neirotransmiteru sintēzi. dopamīna, adrenalīns or serotonīna. Tādējādi tam ir stimulējoša iedarbība stresa situācijās, nervozitāte, nogurums. Tas arī stiprina imūnā sistēma, aknas funkcijas nervu sistēmas un darbojas arī kā antioksidants. Veidojoties neirotransmiteriem, tas uzlabojas smadzenes funkcijas. The atmiņa veiktspēju, koncentrācija un domāšanas spējas kļūst labākas. Pozitīva pieredze ir gūta arī Parkinsona slimība. Pētījumi ir parādījuši, ka simptomi uzlabojas pēc NADH pārvalde. Lai gan mūsdienās NAD deficīts ir reti sastopams, tas var rasties ārkārtīgi nelīdzsvarotas diētas gadījumā. Piemēram, līdz divdesmitā gadsimta sākumam, īpaši Meksikā, notika noslēpumaina slimība, ko sauc par pelagru. Mainoties uzturs uz kukurūza, cieta liela daļa Meksikas iedzīvotāju koncentrācija un miega traucējumi, apetītes zudums, aizkaitināmība, ādas izmaiņas ar dermatītu, caureja, depresija, un iekaisums iekšķīgi un kuņģa-zarnu traktā gļotādas. Iemesls bija plaši izplatīta kukurūza. uz kukurūza, gan niacīns, gan triptofāns ir tikai nelielā daudzumā. Tā rezultātā tika traucēta NAD + veidošanās. Pēc cēloņa noteikšanas uzturs atkal tika mainīts. Dažreiz, pārdozējot B3 vitamīnu, rodas a āda vazodilatatora efekts, ko sauc arī par skalošanu. Piliens asinis spiediens un reibonis var arī notikt. Šie simptomi ir NAD + palielinātas enerģijas ražošanas izpausme. Tomēr toksiska iedarbība nav novērota pat ļoti lielās devās.