ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד: פונקציה ומחלות

ניקוטינמיד אדנין דינוקליאוטיד מייצג קואנזים חשוב בהקשר של מטבוליזם אנרגיה. זה נגזר מניאצין (ויטמין B3, חומצה ניקוטינית amide). מחסור של ויטמין B3 גורם לתסמינים של פלאגרה.

מהו ניקוטינאמיד אדנין דינוקליאוטיד?

ניקוטינאמיד אדנין דינוקליאוטיד הוא קואנזים המעביר יון הידריד (H-) כחלק מ מטבוליזם אנרגיה. זה קיים בכל תא ובמיוחד ב המיטוכונדריה. ניקוטינאמיד אדנין דינוקליאוטיד או NAD קיים תמיד בשיווי המשקל NAD + / NADH. כאן, NAD + הוא הצורה המחומצנת ו- NADH היא הצורה המופחתת. בתגובות חמצון, NAD + מצטמצם ל- NADH על ידי קבלת פרוטון אחד (H +) ושני אלקטרונים (2e-). באופן רשמי, זהו העברת יון הידריד (H-). NADH מאוד אנרגטי ומעביר את האנרגיה שלו ל- ADP כדי ליצור ATP. בעוד ש- NAD + קיים בעיקר בציטוזול, ה- NADH נמצא בעיקר ב המיטוכונדריה. NAD מורכב משני נוקליאוטידים. נוקלאוטיד אחד מכיל את חנקן אדנין בסיס, בעוד שבנוקלאוטיד האחר ניקוטינאמיד קשור לגליקוזיד סוכר. Ribose פועל כמו סוכר. שני הנוקלאוטידים מקושרים על ידי ה- פוספט קבוצות. הטבעת חנקן על חומצה ניקוטינית amide שאריות טעונות באופן חיובי בצורה מחומצנת. צורה זו (NAD +) נמוכה יותר באנרגיה מהצורה המופחתת (NADH) בגלל הטבעת הארומטית.

פונקציה, פעולה ותפקידים

ניקוטינמיד אדנין דינוקלאוטיד יוצר את הזוג החמצני NAD + / NADH. בתהליך זה, פוטנציאל החמצון תלוי ביחס בין שני המרכיבים. אם היחס בין NAD + / NADH גדול, יש יכולת חמצון גבוהה. ככל שהיחס קטן יותר, יכולת ההפחתה גבוהה יותר. הן תגובות החמצון והן תגובות ההפחתה חייבות להתרחש במקביל במערכות ביולוגיות. עם זאת, זוג חיזור יחיד אינו יכול להבטיח זאת. לכן, התגובות האינדיבידואליות עם גורמי החמצון השונים מתקיימות בנפרד. בציטוזול יש בעיקר את הצורה המחומצנת, ואילו ב המיטוכונדריה הצורה המוקטנת שולטת. בתוך מערכת החמצון הזו, חוצץ האנרגיה מתרחש שוב ושוב. NAD + סופג בו זמנית אנרגיה עם יון ההידריד (פרוטון + 2 אלקטרונים) לאחסון ביניים. האנרגיה מגיעה מהשפלה של מצעים עשירים באנרגיה כגון פחמימות or חומצות שומן כחלק משרשרת הנשימה. כאשר H- מחומצן ומשתחרר, האנרגיה מועברת ל- ADP כדי ליצור ATP עשיר באנרגיה. ATP הוא מאגר האנרגיה החשוב ביותר, אשר, על ידי שחרור האנרגיה שלו תוך יצירת ADP בחזרה, מגרה תגובות צורכות אנרגיה (בניית חומרים בגוף עצמו) או עבודה מכנית (עבודת שרירים, תנועה של איברים פנימיים) או היווצרות חום בגוף. באמצעות פוטנציאל החיזור שלו, ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד מבטיח מספר רב של תגובות חיזור המאפשרים ייצור מסודר של אנרגיה בתוך שרשרת הנשימה. האנרגיה נשמרת שוב ושוב באופן זמני ומשתחררת באופן סלקטיבי בעת הצורך.

היווצרות, התרחשות ותכונות

הביוסינתזה של NAD + מתרחשת מ- חומצה ניקוטינית או ניקוטין (ניאצין, ויטמין B3) וכן מחומצת האמינו טריפטופן. שני החומרים צריכים להיספג בגוף מכיוון שהם אינם נוצרים במהלך חילוף החומרים. טריפטופן היא חומצת אמינו חיונית וניאצין הוא ויטמין. אם חומרים פעילים אלה חסרים ב דיאטה, מופיעים תסמיני מחסור. הדרישה היומית של ויטמין B3 תלויה ב מטבוליזם אנרגיה של הגוף. ככל שהגוף זקוק לאנרגיה רבה יותר, יש לספק יותר ניאצין. עופות, דגים, מוצרי חלב, פטריות ו ביצים במיוחד מכילים הרבה ניאצין. אך ויטמין B3 נמצא גם ב קָפֶה, בוטנים וקטניות. לעתים רחוקות מופיעים תסמיני מחסור מכיוון שחומצת האמינו טריפטופן יכול גם ליצור NAD. טריפטופן נמצא גם בכמות מספקת במזונות הנ"ל. ניתן לסנתז ניקוטינט D-ribonucleotide משני חומרי המוצא, שהיא נקודת המוצא לסינתזה של NAD +.

מחלות והפרעות

מכיוון שניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד ממלא תפקיד מרכזי בחילוף החומרים באנרגיה, מחסורו מוביל לחמור בריאות הפרעות. בנוסף לתפקודו כחנות אנרגיה ביניים, הוא משתתף כקואנזים 1 בלמעלה מ 100 תגובות אנזימטיות שונות. מלבד השפעתו על ייצור האנרגיה, הוא גם מגרה את הסינתזה של נוירוטרנסמיטרים. דופמין, אדרנלין or סרוטונין. לפיכך, יש לו השפעה מגרה במצבי לחץ, עצבנות, עייפות. זה גם מחזק את המערכת החיסונית, כבד פונקציות, מערכת העצבים ומשמש גם כ- נוגד חמצון. באמצעות היווצרותם של נוירוטרנסמיטרים זה משתפר מוֹחַ פונקציות. ה זיכרון ביצועים, ריכוז ויכולת חשיבה הופכים טובים יותר. חוויות חיוביות נוצרו גם ב מחלת פרקינסון. מחקרים הראו שהתסמינים משתפרים לאחר NADH מנהל. למרות שמחסור ב- NAD נדיר כיום, הוא עלול להתרחש במקרה של דיאטות לא מאוזנות ביותר. לדוגמא, עד תחילת המאה העשרים אירעה מחלה מסתורית בשם פלאגרה, במיוחד במקסיקו. עם השינוי של דיאטה ל תירס, חלק גדול מאוכלוסיית מקסיקו סבלה ריכוז ו הפרעות שינה, אובדן תיאבון, עצבנות, שינויים בעור עם דרמטיטיס, שלשול, דכאון, ו דלקת של הפה והמעיים רירית. הסיבה הייתה ההיצע הנרחב של תירס. ב תירס, שניאצין וטריפטופן קיימים רק בכמויות קטנות. כתוצאה, היווצרות ה- NAD + הופרעה. לאחר זיהוי הגורם, דיאטה הוחלף שוב. לעיתים, מנת יתר של ויטמין B3 גורמת ל- a עור אפקט מרחיב כלי הדם, הידוע גם בשם שטיפה. טיפה פנימה דם לחץ ו סְחַרחוֹרֶת עלול להתרחש גם. תסמינים אלה הם הביטוי לייצור אנרגיה מוגבר על ידי NAD +. עם זאת, לא נצפו השפעות רעילות אפילו במינונים גבוהים מאוד.