Nikotínamid adenín dinukleotid je dôležitým koenzýmom v súvislosti s energetickým metabolizmom a je odvodený od niacínu (vitamín B3, amid kyseliny nikotínovej). Ak je nedostatok vitamínu B3, objavujú sa príznaky pellagra.
Čo je nikotínamid adenín dinukleotid?
Nikotínamid adenín dinukleotid je koenzým, ktorý prenáša hydridový ión (H-) ako súčasť energetického metabolizmu. Je prítomný v každej bunke a najmä v mitochondriách. Nikotínamid adenín dinukleotid alebo NAD je vždy v rovnováhe NAD + / NADH.
NAD + je oxidovaná a NADH redukovaná forma. Pri oxidačných reakciách sa NAD + redukuje na NADH vychytávaním protónu (H +) a dvoch elektrónov (2e-). Formálne je to prenos hydridového iónu (H-). NADH má veľmi vysokú energiu a prenáša svoju energiu na ADP s tvorbou ATP. Zatiaľ čo NAD + sa väčšinou nachádza v cytozole, NADH sa nachádza hlavne v mitochondriách. NAD sa skladá z dvoch nukleotidov.
Jeden nukleotid obsahuje adenínovú bázu dusíka, zatiaľ čo druhý nukleotid amid kyseliny nikotínovej je glykozidicky viazaný na cukor. Ribóza pôsobí ako cukor. Dva nukleotidy sú navzájom spojené pomocou fosfátových skupín. Kruhový dusík na zvyšku amidu kyseliny nikotínovej je kladne nabitý v oxidovanej forme. Táto forma (NAD +) má v dôsledku aromatického kruhu nižšiu energiu ako redukovaná forma (NADH).
Funkcia, účinok a úlohy
Nikotínamid adenín dinukleotid tvorí redoxný pár NAD + / NADH. Redoxný potenciál závisí od pomeru týchto dvoch zložiek. Keď je pomer NAD + / NADH vysoký, oxidačná schopnosť je vysoká. Čím menší je pomer, tým vyššia je redukčná sila.
Oxidačné a redukčné reakcie sa musia uskutočňovať súčasne v biologických systémoch. To však nemôže zaručiť jediný redoxný pár. Preto sa jednotlivé reakcie s rôznymi redoxnými kofaktormi uskutočňujú osobitne. Oxidovaná forma sa nachádza hlavne v cytosole, zatiaľ čo redukovaná forma prevláda v mitochondriách. V tomto redoxnom systéme sa opakovane a opakovane uskutočňuje medziskladovanie energie. NAD + tiež absorbuje energiu pre medziskladovanie s hydridovým iónom (protónové + 2 elektróny). Energia pochádza z rozkladu substrátov bohatých na energiu, ako sú uhľohydráty alebo mastné kyseliny v dýchacom reťazci.
Počas oxidácie a uvoľňovania H- sa energia prevádza na ADP za vzniku energeticky bohatých ATP. ATP je najdôležitejším zásobníkom energie, ktorý uvoľňovaním svojej energie s regresiou ADP buď stimuluje energeticky náročné reakcie (hromadenie vlastných látok v tele) alebo mechanickú prácu (práca svalov, pohyb vnútorných orgánov) alebo tvorbu tepla v tele. Vďaka svojmu redoxnému potenciálu zabezpečuje nikotínamid adenín dinukleotid množstvo redoxných reakcií, ktoré umožňujú riadnu produkciu energie v dýchacom reťazci. Energia sa opakovane dočasne ukladá av prípade potreby sa cielene vydáva.
Vzdelávanie, výskyt a vlastnosti
NAD + je biosyntetizovaný z kyseliny nikotínovej alebo amidu kyseliny nikotínovej (niacín, vitamín B3), ako aj z aminokyseliny tryptofánu. Obe látky musia byť v tele absorbované, pretože sa nevytvárajú v metabolizme. Tryptofán je esenciálna aminokyselina a niacín je vitamín, a ak tieto účinné látky v strave chýbajú, objavujú sa príznaky nedostatku. Denná potreba vitamínu B3 závisí od výdaja energie v tele.
Čím viac energie telo potrebuje, tým viac niacínu je potrebné dodať. Hydina, ryby, mliečne výrobky, huby a vajcia obsahujú veľa niacínu. Vitamín B3 sa tiež nachádza v káve, arašidoch a strukovinách. Symptómy nedostatku sa však vyskytujú zriedkavo, pretože aminokyselina tryptofán môže tiež tvoriť NAD. Tryptofán sa tiež nachádza v dostatočných množstvách vo vyššie uvedených potravinách. Nikotinát-D-ribonukleotid sa môže syntetizovať z obidvoch východiskových materiálov, čo je východiskovým bodom pre syntézu NAD +.
Choroby a poruchy
Pretože nikotínamid adenín dinukleotid hrá hlavnú úlohu v energetickom metabolizme, jeho nedostatok vedie k vážnym zdravotným poruchám. Okrem svojej funkcie ako medziskladu energie sa podieľa ako koenzým 1 na viac ako 100 rôznych enzymatických reakciách.
Okrem svojho vplyvu na produkciu energie stimuluje tiež syntézu neurotransmiterov dopamínu, adrenalínu alebo serotonínu. Má stimulačný účinok v stresových situáciách, nervozite a únave. Posilňuje tiež imunitný systém, pečeňové funkcie, nervový systém a pôsobí tiež ako antioxidant. Zlepšuje mozgové funkcie vytváraním neurotransmiterov. Zlepšujú sa schopnosti v oblasti pamäte, koncentrácie a myslenia. Pozitívne skúsenosti sa dosiahli aj pri Parkinsonovej chorobe.
Štúdie ukázali, že po podaní NADH došlo k zlepšeniu symptómov. Deficit NAD je dnes zriedkavý, ale môže sa vyskytnúť pri jednostrannej strave.Napríklad až do začiatku 20. storočia sa záhadná choroba nazývaná pellagra vyskytla najmä v Mexiku. So zmenou stravy na kukuricu mala veľká časť mexickej populácie ťažkosti s koncentráciou a spánkom, stratou chuti do jedla, podráždenosťou, kožnými zmenami s dermatitídou, hnačkou, depresiou a zápalom ústnej a gastrointestinálnej sliznice. Dôvodom bola celoštátna ponuka kukurice.
Niacín aj tryptofán sa v kukurici nachádzajú iba v malom množstve. Tým sa narušila tvorba NAD +. Po identifikácii príčiny sa strava opäť zmenila. Predávkovanie vitamínom B3 občas vedie k vazodilatačnému účinku na pokožku, ktorý sa tiež nazýva začervenanie. Môžete tiež zaznamenať pokles krvného tlaku a závraty. Tieto príznaky sú prejavom zvýšenej produkcie energie pomocou NAD +. Ani pri veľmi vysokých dávkach sa však nepozorovali žiadne toxické účinky.
