Nikotinamid adenin dinukleotid představuje důležitý koenzym v kontextu energetický metabolismus. Je odvozen od niacinu (vitamín B3, kyselina nikotinová uprostřed). Nedostatek vitamín B3 má za následek příznaky pelagra.
Co je nikotinamidadenin dinukleotid?
Nikotinamid adenin dinukleotid je koenzym, který přenáší hydridový iont (H-) jako součást energetický metabolismus. Je přítomen v každé buňce a zejména v mitochondrie. V rovnovážném stavu NAD + / NADH je vždy přítomen nikotinamid adenin dinukleotid nebo NAD. Zde je NAD + oxidovaná forma a NADH je redukovaná forma. Při oxidačních reakcích je NAD + redukován na NADH přijetím jednoho protonu (H +) a dvou elektronů (2e-). Formálně se jedná o přenos hydridového iontu (H-). NADH je velmi energický a přenáší svou energii na ADP za vzniku ATP. Zatímco NAD + je většinou přítomen v cytosolu, NADH se vyskytuje hlavně v mitochondrie. NAD se skládá ze dvou nukleotidů. Jeden nukleotid obsahuje dusík bazický adenin, zatímco v druhém nukleotidu je nikotinamid glykosidicky vázán na cukr. ribóza funguje jako cukr. Tyto dva nukleotidy jsou spojeny pomocí fosfát skupiny. Prsten dusík na kyselina nikotinová uprostřed zbytek je kladně nabit v oxidované formě. Tato forma (NAD +) má nižší energii než redukovaná forma (NADH) kvůli aromatickému kruhu.
Funkce, akce a role
Nikotinamid adenin dinukleotid tvoří redoxní pár NAD + / NADH. V tomto procesu závisí redox potenciál na poměru obou složek. Pokud je poměr NAD + / NADH velký, je zde vysoká oxidační kapacita. Čím menší je poměr, tím vyšší je redukční kapacita. Oxidační i redukční reakce musí v biologických systémech probíhat současně. Jediný redoxní pár to však nemůže zaručit. Proto jednotlivé reakce s různými redoxními kofaktory probíhají samostatně. V cytosolu je hlavně oxidovaná forma, zatímco v mitochondrie převažuje redukovaná forma. V rámci tohoto redoxního systému probíhá ukládání energie znovu a znovu. NAD + současně absorbuje energii s hydridovým iontem (proton + 2 elektrony) pro meziskladování. Energie pochází z degradace energeticky bohatých substrátů, jako jsou sacharidy or mastné kyseliny jako součást dýchacího řetězce. Když se H- oxiduje a uvolňuje, energie se přenáší na ADP za vzniku energeticky bohatého ATP. ATP je nejdůležitější zásobárna energie, která uvolňováním své energie při tvorbě ADP zpět stimuluje buď energeticky náročné reakce (tvorba vlastních látek v těle), nebo mechanickou práci (práce svalů, pohyb vnitřní orgány) nebo tvorba tepla v těle. Prostřednictvím svého redoxního potenciálu zajišťuje nikotinamidadenindinukleotid velké množství redoxní reakce které umožňují řádnou výrobu energie v dýchacím řetězci. Energie se dočasně opakovaně ukládá a v případě potřeby se selektivně uvolňuje.
Vznik, výskyt a vlastnosti
K biosyntéze NAD + dochází z kyselina nikotinová nebo nikotinamid (niacin, vitamín B3) a také z aminokyseliny tryptofan. Obě látky musí být tělem absorbovány, protože se netvoří během metabolismu. tryptofan je esenciální aminokyselina a niacin je vitamin. Pokud tyto účinné látky chybí v EU strava, vyskytují se příznaky nedostatku. Denní potřeba vitaminu B3 závisí na energetický metabolismus z těla. Čím více energie tělo potřebuje, tím více niacinu musí být dodáno. Drůbež, ryby, mléčné výrobky, houby a vajíčka obsahují zejména hodně niacinu. Vitamin B3 se však také nachází v káva, arašídy a luštěniny. Příznaky nedostatku se však vyskytují jen zřídka kvůli aminokyselině tryptofan může také tvořit NAD. Tryptofan je také přítomen v dostatečném množství ve výše uvedených potravinách. Nikotinát D-ribonukleotid lze syntetizovat z obou výchozích materiálů, což je výchozí bod pro syntézu NAD +.
Nemoci a poruchy
Protože nikotinamid adenindinukleotid hraje ústřední roli v energetickém metabolismu, jeho nedostatek vede k vážným zdraví poruchy. Kromě své funkce prostředního skladu energie se účastní jako koenzym 1 na více než 100 různých enzymatických reakcích. Kromě svého vlivu na produkci energie také stimuluje syntézu neurotransmiterů dopamin, adrenalin or serotonin. Má tedy stimulační účinek ve stresových situacích, nervozitě, únava. Posiluje také imunitní systém, játra funkce, nervový systém a také funguje jako antioxidant. Tvorbou neurotransmiterů se zlepšuje mozek funkce. The paměť představení, koncentrace a schopnost myšlení se zlepší. Pozitivní zkušenosti byly také získány v Parkinsonova nemoc. Studie ukázaly, že příznaky se po NADH zlepšují správa. I když je dnes nedostatek NAD vzácný, může se vyskytnout v případě extrémně nevyvážené stravy. Například až do začátku dvacátého století došlo zejména v Mexiku k záhadné nemoci zvané pellagra. Se změnou strava na kukuřicetrpěla velká část mexické populace koncentrace a poruchy spánku, ztráta chuti k jídlupodrážděnost, kožní změny s dermatitidou, průjem, deprese, a zánět orální a gastrointestinální sliznice. Důvodem byla široká nabídka kukuřice, v kukuřice, jak niacin, tak tryptofan jsou přítomny pouze v malém množství. Výsledkem bylo narušení tvorby NAD +. Poté, co byla zjištěna příčina, strava byl znovu změněn. Předávkování vitaminem B3 má občas za následek a kůže vazodilatační účinek, který je také známý jako flush. Pokles krev tlak a závrať může také nastat. Tyto příznaky jsou vyjádřením zvýšené produkce energie pomocí NAD +. Toxické účinky však nebyly pozorovány ani při velmi vysokých dávkách.
