Δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης

ο Δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης είναι ένα σημαντικό συνένζυμο στο πλαίσιο του ενεργειακού μεταβολισμού, προέρχεται από τη νιασίνη (βιταμίνη Β3, νικοτινικό οξύ αμίδιο). Εάν υπάρχει ανεπάρκεια βιταμίνης Β3, εμφανίζονται τα συμπτώματα της πελλάγρας.

Τι είναι το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης;

Το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης είναι ένα συνένζυμο που μεταφέρει ένα ιόν υδριδίου (Η-) ως μέρος του ενεργειακού μεταβολισμού. Είναι παρόν σε κάθε κύτταρο και ειδικά στα μιτοχόνδρια. Το νικοκλεοτίδιο νικοτιναμίδης ή το NAD είναι πάντα στο ισοζύγιο NAD + / NADH.

Το NAD + είναι η οξειδωμένη και NADH η μειωμένη μορφή. Στις αντιδράσεις οξείδωσης, το NAD + μειώνεται σε NADH με την πρόσληψη ενός πρωτονίου (H +) και δύο ηλεκτρονίων (2e-). Τυπικά, αυτή είναι η μεταφορά ενός ιόντος υδριδίου (Η-). Το NADH έχει πολύ υψηλή ενέργεια και μεταφέρει την ενέργειά του στο ADP με τον σχηματισμό ATP. Ενώ το NAD + βρίσκεται κυρίως στο κυτοσόλιο, το NADH βρίσκεται κυρίως στα μιτοχόνδρια. Το NAD αποτελείται από δύο νουκλεοτίδια.

Ένα νουκλεοτίδιο περιέχει την αζωτούχο βάση αδενίνη, ενώ το άλλο νουκλεοτιδικό αμίδιο νικοτινικού οξέος συνδέεται γλυκοσιδικά με το σάκχαρο. Η ριβόζη δρα ως ζάχαρη. Τα δύο νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους μέσω των φωσφορικών ομάδων. Το άζωτο του δακτυλίου στο υπόλειμμα αμιδίου νικοτινικού οξέος φορτώνεται θετικά στην οξειδωμένη μορφή. Αυτή η μορφή (NAD +) έχει χαμηλότερη ενέργεια από τη μειωμένη μορφή (NADH) λόγω του αρωματικού δακτυλίου.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης σχηματίζει το οξειδοαναγωγικό ζεύγος NAD + / NADH. Το δυναμικό redox εξαρτάται από την αναλογία των δύο συστατικών. Όταν ο λόγος NAD + / NADH είναι μεγάλος, η οξειδωτική ικανότητα είναι υψηλή. Όσο μικρότερη είναι η αναλογία, τόσο υψηλότερη γίνεται η αναγωγική ισχύς.

Τόσο οι αντιδράσεις οξείδωσης όσο και οι αντιδράσεις αναγωγής πρέπει να πραγματοποιούνται ταυτόχρονα σε βιολογικά συστήματα. Ωστόσο, αυτό δεν είναι εγγυημένο από ένα ζευγάρι redox. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μεμονωμένες αντιδράσεις με διαφορετικούς συμπαράγοντες redox πραγματοποιούνται ξεχωριστά. Η οξειδωμένη μορφή βρίσκεται κυρίως στο κυτοσόλιο, ενώ η μειωμένη μορφή κυριαρχεί στα μιτοχόνδρια. Η ενδιάμεση αποθήκευση ενέργειας πραγματοποιείται ξανά και ξανά σε αυτό το redox σύστημα. Με το ιόν υδριδίου (πρωτόνιο + 2 ηλεκτρόνια), το NAD + απορροφά επίσης ταυτόχρονα ενέργεια για ενδιάμεση αποθήκευση. Η ενέργεια προέρχεται από τη διάσπαση πλούσιων σε ενέργεια υποστρωμάτων, όπως υδατάνθρακες ή λιπαρά οξέα στην αναπνευστική αλυσίδα.

Κατά τη διάρκεια της οξείδωσης και της απελευθέρωσης του H-, η ενέργεια μεταφέρεται στο ADP με το σχηματισμό ATP πλούσιων σε ενέργεια. Το ATP είναι το πιο σημαντικό κατάστημα ενέργειας, το οποίο απελευθερώνοντας την ενέργειά του με την παλινδρόμηση του ADP είτε διεγείρει ενεργειακές αντιδράσεις (συσσώρευση των ουσιών του ίδιου του σώματος) είτε μηχανική εργασία (μυϊκή εργασία, κίνηση εσωτερικών οργάνων) ή την παραγωγή θερμότητας του σώματος. Χάρη στο δυναμικό οξειδοαναγωγής, το νικοκλεοτίδιο νικοτιναμίδης αδενίνη εξασφαλίζει πλήθος αντιδράσεων οξειδοαναγωγής που επιτρέπουν την ομαλή παραγωγή ενέργειας εντός της αναπνευστικής αλυσίδας. Η ενέργεια αποθηκεύεται επανειλημμένα προσωρινά και εκπέμπεται με στοχευμένο τρόπο όταν απαιτείται.

Εκπαίδευση, εμφάνιση & ιδιότητες

Το NAD + βιοσυντίθεται από νικοτινικό οξύ ή αμίδιο νικοτινικού οξέος (νιασίνη, βιταμίνη Β3) καθώς και από το αμινοξύ τρυπτοφάνη. Και οι δύο ουσίες πρέπει να απορροφηθούν από το σώμα επειδή δεν σχηματίζονται στο μεταβολισμό. Η τρυπτοφάνη είναι απαραίτητο αμινοξύ και η νιασίνη είναι βιταμίνη. Εάν αυτά τα δραστικά συστατικά λείπουν στη διατροφή, εμφανίζονται συμπτώματα ανεπάρκειας. Η ημερήσια απαίτηση για βιταμίνη Β3 εξαρτάται από τις ενεργειακές δαπάνες του σώματος.

Όσο περισσότερη ενέργεια χρειάζεται το σώμα, τόσο περισσότερη πρέπει να τροφοδοτείται η νιασίνη. Τα πουλερικά, τα ψάρια, τα γαλακτοκομικά προϊόντα, τα μανιτάρια και τα αυγά περιέχουν ιδιαίτερα πολλή νιασίνη. Η βιταμίνη Β3 βρίσκεται επίσης στον καφέ, τα φιστίκια και τα όσπρια. Ωστόσο, τα συμπτώματα ανεπάρκειας εμφανίζονται σπάνια επειδή το αμινοξύ τρυπτοφάνη μπορεί επίσης να σχηματίσει NAD. Η τρυπτοφάνη βρίσκεται επίσης σε επαρκείς ποσότητες στα προαναφερθέντα τρόφιμα. Το νικοτινικό ϋ-ριβονουκλεοτίδιο μπορεί να συντεθεί και από τα δύο αρχικά υλικά, το οποίο είναι το σημείο εκκίνησης για τη σύνθεση του NAD +.

Ασθένειες & Διαταραχές

Δεδομένου ότι το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης παίζει κεντρικό ρόλο στον ενεργειακό μεταβολισμό, η έλλειψή του οδηγεί σε σοβαρές διαταραχές της υγείας. Εκτός από τη λειτουργία του ως ενδιάμεσου αποθέματος ενέργειας, συμμετέχει ως συνένζυμο 1 σε περισσότερες από 100 διαφορετικές ενζυματικές αντιδράσεις.

Εκτός από την επίδρασή του στην παραγωγή ενέργειας, διεγείρει επίσης τη σύνθεση των νευροδιαβιβαστών ντοπαμίνη, αδρεναλίνη ή σεροτονίνη. Έχει διεγερτικό αποτέλεσμα σε καταστάσεις άγχους, νευρικότητα και κόπωση. Ενισχύει επίσης το ανοσοποιητικό σύστημα, τις λειτουργίες του ήπατος, το νευρικό σύστημα και επίσης δρα ως αντιοξειδωτικό. Βελτιώνει τις εγκεφαλικές λειτουργίες μέσω του σχηματισμού νευροδιαβιβαστών. Οι ικανότητες μνήμης, συγκέντρωσης και σκέψης βελτιώνονται. Θετικές εμπειρίες έχουν επίσης γίνει με τη νόσο του Πάρκινσον.

Μελέτες έχουν δείξει ότι μετά τη χορήγηση του NADH υπήρξε βελτίωση στα συμπτώματα. Μια ανεπάρκεια στο NAD είναι σπάνια σήμερα, αλλά μπορεί να συμβεί με μια εξαιρετικά μονόπλευρη δίαιτα.Για παράδειγμα, στις αρχές του εικοστού αιώνα, εμφανίστηκε μια μυστηριώδης ασθένεια γνωστή ως πελλάγρα, ειδικά στο Μεξικό. Με την αλλαγή της διατροφής σε καλαμπόκι, μεγάλο μέρος του πληθυσμού του Μεξικού υπέφερε από δυσκολία συγκέντρωσης και ύπνου, απώλεια όρεξης, ευερεθιστότητα, αλλαγές στο δέρμα με δερματίτιδα, διάρροια, κατάθλιψη και φλεγμονή του στοματικού και γαστρεντερικού βλεννογόνου. Ο λόγος ήταν η εθνική προσφορά καλαμποκιού.

Τόσο η νιασίνη όσο και η τρυπτοφάνη βρίσκονται μόνο σε μικρές ποσότητες στον αραβόσιτο. Αυτό διέκοψε τη δημιουργία του NAD +. Αφού ανακάλυψε την αιτία, η διατροφή άλλαξε ξανά. Περιστασιακά, η υπερβολική δόση βιταμίνης Β3 οδηγεί σε αγγειοδιασταλτική δράση, η οποία είναι επίσης γνωστή ως έξαψη. Μπορεί επίσης να αντιμετωπίσετε πτώση της αρτηριακής πίεσης και ζάλη. Αυτά τα συμπτώματα είναι η έκφραση μιας αυξημένης παραγωγής ενέργειας από το NAD +. Ωστόσο, δεν παρατηρήθηκαν τοξικές επιδράσεις ακόμη και σε πολύ υψηλές δόσεις.