Nikotiinamiidadeniindinukleotiid

Nikotiinamiidadeniindinukleotiid on oluline koensüüm energia metabolismil. See on saadud niatsiinist (vitamiin B3, nikotiinhappe amiid). B3-vitamiini puuduse korral ilmnevad pellagra sümptomid.

Mis on nikotiinamiidadeniindinukleotiid?

Nikotiinamiidadeniindinukleotiid on koensüüm, mis kannab energia metabolismi käigus üle hüdriidiooni (H-). Seda leidub igas rakus ja eriti mitokondrites. Nikotiinamiidadeniindinukleotiid ehk NAD on alati NAD + / NADH tasakaalus.

NAD + on oksüdeerunud ja NADH redutseeritud vorm. Oksüdatsioonireaktsioonides redutseeritakse NAD + NADH-ks prootoni (H +) ja kahe elektroni (2e-) omastamise teel. Formaalselt on see hüdriidiiooni (H-) ülekanne. NADH on väga kõrge energiaga ja kannab oma energiat ADP-sse ATP moodustumisega. Kui NAD + leidub enamasti tsütosoolis, siis NADH leitakse peamiselt mitokondrites. NAD koosneb kahest nukleotiidist.

Üks nukleotiid sisaldab lämmastiku aluse adeniini, teine ​​aga nikotiinhappe amiidi nukleotiid on glükosiidselt seotud suhkruga. Ribose toimib suhkruna. Kaks nukleotiidi on fosfaatrühmade kaudu üksteisega ühendatud. Nikotiinhappe amiidi jäägi tsükli lämmastik on oksüdeeritud kujul positiivselt laetud. See vorm (NAD +) on aromaatse tsükli tõttu madalama energiaga kui redutseeritud vorm (NADH).

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Nikotiinamiidadeniindinukleotiid moodustab redokspaari NAD + / NADH. Redokspotentsiaal sõltub kahe komponendi suhtest. Kui NAD + / NADH suhe on suur, on oksüdeerimisvõime kõrge. Mida väiksem suhe, seda suuremaks muutub redutseeriv jõud.

Nii oksüdatsioonireaktsioonid kui ka redutseerimisreaktsioonid peavad toimuma bioloogilistes süsteemides samaaegselt. Seda ei saa aga tagada ükski redokspaar. Sellepärast toimuvad individuaalsed reaktsioonid erinevate redoks-kofaktoritega eraldi. Oksüdeeritud vormi leidub peamiselt tsütosoolis, redutseeritud vorm domineerib mitokondrites. Vahepealne energia salvestamine toimub ikka ja jälle selles redokssüsteemis. Hüdriidiooniga (prooton + 2 elektronit) neelab NAD + samaaegselt energiat ka vaheladustamiseks. Energia saadakse energiarikaste substraatide, näiteks süsivesikute või rasvhapete, lagunemisel hingamisahelas.

H- oksüdeerimise ja H-vabanemise ajal kandub energia ADP-sse, moodustades energiarikkaid ATP-sid. ATP on kõige olulisem energialadu, mis vabastades oma energia ADP regressiooniga, stimuleerib kas energiat kulutavaid reaktsioone (organismi enda ainete kogunemine) või mehaanilist tööd (lihastöö, siseorganite liikumine) või keha soojuse teket. Tänu oma redokspotentsiaalile tagab nikotiinamiidadeniindinukleotiid hulgaliselt redoksreaktsioone, mis võimaldavad korrapäraselt energiat toota hingamisahelas. Energiat salvestatakse korduvalt ajutiselt ja eraldatakse vajaduse korral sihipäraselt.

Haridus, esinemine ja omadused

NAD + biosünteesitakse nikotiinhappest või nikotiinhappe amiidist (niatsiin, vitamiin B3), aga ka aminohappest trüptofaanist. Mõlemad ained peavad kehas imenduma, kuna neid ei toodeta ainevahetuses. Trüptofaan on asendamatu aminohape ja niatsiin on vitamiin. Kui neid toimeaineid dieedil puuduvad, ilmnevad puuduse sümptomid. B3-vitamiini päevane vajadus sõltub keha energiakuludest.

Mida rohkem energiat keha vajab, seda rohkem tuleb tarnida niatsiini. Eriti linnuliha, kala, piimatooted, seened ja munad sisaldavad palju niatsiini. B3-vitamiini leidub ka kohvis, maapähklites ja kaunviljades. Puudulikkuse sümptomeid esineb aga harva, sest aminohape trüptofaan võib moodustada ka NAD-i. Trüptofaani leidub piisavas koguses ka eelnimetatud toitudes. Nikotinaat-D-ribonukleotiidi saab sünteesida mõlemast lähtematerjalist, mis on NAD + sünteesi lähtepunkt.

Haigused ja häired

Kuna nikotiinamiidadeniindinukleotiid mängib energia metabolismis keskset rolli, põhjustab selle defitsiit tõsiseid tervisehäireid. Lisaks sellele, et tal on vahepealne energialadu, osaleb see koensüümina 1 enam kui 100 erinevas ensümaatilises reaktsioonis.

Lisaks oma mõjule energia tootmisele stimuleerib see ka neurotransmitterite dopamiini, adrenaliini või serotoniini sünteesi. Sellel on stimuleeriv toime stressiolukordades, närvilisuse ja väsimuse korral. Samuti tugevdab see immuunsussüsteemi, maksafunktsioone, närvisüsteemi ja toimib ka antioksüdandina. See parandab aju funktsioone neurotransmitterite moodustamise kaudu. Paraneb mälu, keskendumis- ja mõtlemisoskus. Positiivseid kogemusi on saadud ka Parkinsoni tõvest.

Uuringud on näidanud, et pärast NADH manustamist on sümptomid paranenud. NAD-i puudus on tänapäeval haruldane, kuid see võib ilmneda äärmiselt ühekülgse dieedi korral.Näiteks kuni kahekümnenda sajandi alguseni ilmus Mehhikos eriti müstiline haigus nimega pellagra. Kuna toitumine muutus maisiks, kannatas suur osa Mehhiko elanikest keskendumis- ja magamisraskuste, isukaotuse, ärrituvuse, dermatiidiga nahamuutuste, kõhulahtisuse, depressiooni ning suu- ja seedetrakti limaskesta põletiku käes. Põhjuseks oli üleriigiline maisitarne.

Nii niatsiini kui ka trüptofaani leidub maisis vaid väikestes kogustes. See häiris NAD + moodustumist. Pärast põhjuse väljaselgitamist muudeti toitumist uuesti. Mõnikord põhjustab B3-vitamiini üledoos veresooni laiendavat toimet, mida nimetatakse ka uimaseks. Samuti võib teil esineda vererõhu langus ja pearinglus. Need sümptomid väljendavad NAD + suurenenud energiatootmist. Kuid isegi väga suurte annuste korral ei täheldatud toksilist toimet.