Nikotinamid adenin dinukleotid

The Nikotinamid adenin dinukleotid je pomemben koencim v okviru energetske presnove, izhaja pa iz niacina (vitamin B3, amid nikotinske kisline). Če primanjkuje vitamina B3, se pojavijo simptomi pelagre.

Kaj je nikotinamid adenin dinukleotid?

Nikotinamid adenin dinukleotid je koencim, ki kot del energijskega metabolizma prenaša hidridni ion (H-). Prisoten je v vsaki celici in še posebej v mitohondrijih. Nikotinamid adenin dinukleotid ali NAD je vedno v ravnovesju NAD + / NADH.

NAD + je oksidirana, NADH pa reducirana oblika. V oksidacijskih reakcijah se NAD + zmanjša na NADH s sprejemom protona (H +) in dveh elektronov (2e-). Formalno gre za prenos hidridnega iona (H-). NADH ima veliko energije in svojo energijo prenaša v ADP s tvorbo ATP-ja. Medtem ko NAD + večinoma najdemo v citosolu, NADH najdemo predvsem v mitohondrijih. NAD je sestavljen iz dveh nukleotidov.

En nukleotid vsebuje dušikov bazni adenin, drugi amid nikotinske kisline pa se glikozidno veže na sladkor. Riboza deluje kot sladkor. Dva nukleotida sta povezana s fosfatnimi skupinami. Obročni dušik na ostanku amida nikotinske kisline je v oksidirani obliki pozitivno nabit. Ta oblika (NAD +) je zaradi aromatičnega obroča manjša v primerjavi z zmanjšano obliko (NADH).

Funkcija, učinek in naloge

Nikotinamid adenin dinukleotid tvori redoks par NAD + / NADH. Redoks potencial je odvisen od razmerja obeh komponent. Ko je razmerje NAD + / NADH veliko, je oksidacijska sposobnost velika. Manjše ko je razmerje, večja postane manjša moč.

Oksidacijske in redukcijske reakcije morajo potekati istočasno v bioloških sistemih. Vendar tega ne more zagotoviti en sam redoks par. Zato posamezne reakcije z različnimi redoks kofaktorji potekajo ločeno. Oksidirana oblika se nahaja predvsem v citosolu, medtem ko reducirana oblika prevladuje v mitohondrijih. Vmesno shranjevanje energije se znova in znova odvija znotraj tega redoks sistema. Z hidridnim ionom (protoni + 2 elektrona) NAD + tudi absorbira energijo za vmesno skladiščenje. Energija izhaja iz razpada energetsko bogatih substratov, kot so ogljikovi hidrati ali maščobne kisline v dihalni verigi.

Med oksidacijo in sproščanjem H- se energija prenese v ADP s tvorbo energijsko bogatih ATP-jev. ATP je najpomembnejša zaloga energije, ki s sproščanjem energije z regresijo ADP bodisi spodbuja energijsko porabljene reakcije (kopičenje telesnih snovi) ali mehansko delo (delo mišic, gibanje notranjih organov) ali telesno proizvodnjo toplote. Zahvaljujoč obnovitvenemu potencialu nikotinamid adenin dinukleotid zagotavlja množico redoks reakcij, ki omogočajo pravilno proizvodnjo energije v dihalni verigi. Energija se večkrat začasno shrani in ciljno odda po potrebi.

Izobraževanje, pojav in lastnosti

NAD + je biosinteziran iz nikotinske kisline ali amida nikotinske kisline (niacin, vitamin B3) kot tudi iz aminokisline triptofan. Te snovi mora telo absorbirati, ker se v presnovi ne tvorita. Triptofan je esencialna aminokislina, niacin pa vitamin. Če te aktivne sestavine manjkajo v prehrani, se pojavijo simptomi pomanjkanja. Dnevna potreba po vitaminu B3 je odvisna od porabe energije za telo.

Več energije kot telo potrebuje, več niacina mora biti na razpolago. Perutnina, ribe, mlečni izdelki, gobe in jajca vsebujejo veliko niacina. Vitamin B3 najdemo tudi v kavi, arašidih in stročnicah. Vendar se simptomi pomanjkanja redko pojavijo, ker lahko aminokislina triptofan tvori tudi NAD. Triptofan najdemo tudi v zadostnih količinah v prej omenjenih živilih. Nikotinatni D-ribonukleotid lahko sintetiziramo iz obeh začetnih snovi, kar je izhodišče za sintezo NAD +.

Bolezni in motnje

Ker ima nikotinamid adenin dinukleotid osrednjo vlogo v energijski presnovi, njegovo pomanjkanje vodi v resne zdravstvene motnje. Poleg svoje vloge za vmesno energijo sodeluje kot koencim 1 v več kot 100 različnih encimskih reakcijah.

Poleg vpliva na proizvodnjo energije spodbuja tudi sintezo nevrotransmiterjev dopamina, adrenalina ali serotonina. Spodbudno vpliva na stresne situacije, živčnost in utrujenost. Prav tako krepi imunski sistem, jetrne funkcije, živčni sistem in deluje tudi kot antioksidant. Izboljša možganske funkcije s tvorbo nevrotransmiterjev. Pomnilnik, koncentracija in sposobnosti razmišljanja se izboljšajo. Pozitivne izkušnje so bile narejene tudi s Parkinsonovo boleznijo.

Študije so pokazale, da so se simptomi izboljšali po uporabi NADH. Pomanjkanje NAD je danes redko, pojavlja pa se lahko pri izredno enostranski prehrani.Na primer, do začetka dvajsetega stoletja se je skrivnostna bolezen, imenovana pellagra, pojavljala zlasti v Mehiki. Ko je prehrana prešla na koruzo, je velik del mehiškega prebivalstva trpel zaradi koncentracije in spanja, anoreksije, razdražljivosti, kožnih sprememb z dermatitisom, driske, depresije in vnetja ustne in prebavne sluznice. Razlog je bila v celotni državi ponudba koruze.

Tako niacin kot triptofan najdemo v koruzi le v majhnih količinah. To je motilo nastanek NAD +. Po odkritju vzroka je bila prehrana spet spremenjena. Občasno prevelik odmerek vitamina B3 povzroči vazodilatacijski učinek, ki je znan tudi kot rdečica. Lahko se pojavi tudi padec krvnega tlaka in omotica. Ti simptomi so izraz povečane proizvodnje energije s strani NAD +. Vendar pa pri zelo velikih odmerkih niso opazili strupenih učinkov.