Nikotinamid adenin dinukleotid representerer et viktig koenzym i sammenheng med energimetabolisme. Det er avledet fra niacin (vitamin B3, nikotinsyre amid). Mangel på vitamin B3 resulterer i symptomene på pellagra.
Hva er nikotinamid-adenindinukleotid?
Nikotinamid-adenindinukleotid er et koenzym som overfører et hydridion (H-) som en del av energimetabolisme. Det er tilstede i hver celle og spesielt i mitokondrier. Nikotinamidadenindinukleotid eller NAD er alltid til stede i likevekten NAD + / NADH. Her er NAD + den oksyderte formen og NADH er den reduserte formen. I oksidasjonsreaksjoner reduseres NAD + til NADH ved å akseptere en proton (H +) og to elektroner (2e-). Formelt er dette overføring av et hydridion (H-). NADH er veldig energisk og overfører energien til ADP for å danne ATP. Mens NAD + hovedsakelig er til stede i cytosolen, finnes NADH hovedsakelig i mitokondrier. NAD består av to nukleotider. Ett nukleotid inneholder nitrogen base adenin, mens nikotinamid i det andre nukleotidet er glykosidisk bundet til sukker. ribose fungerer som sukker. De to nukleotidene er koblet av fosfat grupper. Ringen nitrogen på nikotinsyre amid rester er positivt ladet i oksidert form. Denne formen (NAD +) har lavere energi enn den reduserte formen (NADH) på grunn av den aromatiske ringen.
Funksjon, handling og roller
Nikotinamid-adenindinukleotid danner redoks-paret NAD + / NADH. I denne prosessen avhenger redokspotensialet av forholdet mellom de to komponentene. Hvis forholdet mellom NAD + / NADH er stort, er det høy oksidasjonskapasitet. Jo mindre forholdet er, desto høyere er reduksjonskapasiteten. Både oksidasjonsreaksjoner og reduksjonsreaksjoner må forekomme samtidig i biologiske systemer. Et enkelt redoksepar kan imidlertid ikke garantere dette. Derfor skjer de individuelle reaksjonene med forskjellige redoks-kofaktorer hver for seg. I cytosolen er det hovedsakelig oksidert form, mens i mitokondrier den reduserte formen dominerer. Innenfor dette redoks-systemet foregår energibuffering igjen og igjen. NAD + absorberer samtidig energi med hydridionet (proton + 2 elektroner) for mellomlagring. Energien kommer fra nedbrytning av energirike substrater som f.eks karbohydrater or fettsyrer som en del av luftveiskjeden. Når H- oksideres og frigjøres, overføres energien til ADP for å danne energirikt ATP. ATP er den viktigste energilageret, som ved å frigjøre energien mens den danner ADP tilbake stimulerer enten energiforbrukende reaksjoner (oppbygging av kroppens egne stoffer) eller mekanisk arbeid (muskelarbeid, bevegelse av Indre organer) eller dannelsen av varme i kroppen. Gjennom redokspotensialet sørger nikotinamidadenindinukleotidet for et stort antall redoksreaksjoner som muliggjør en ordnet produksjon av energi i luftveiskjeden. Energien lagres gjentatte ganger midlertidig og frigjøres selektivt ved behov.
Dannelse, forekomst og egenskaper
Biosyntese av NAD + skjer fra nikotinsyre eller nikotinamid (niacin, vitamin B3) så vel som fra aminosyren tryptofan. Begge stoffene må absorberes av kroppen fordi de ikke dannes under stoffskiftet. Tryptofan er en essensiell aminosyre og niacin er et vitamin. Hvis disse aktive stoffene mangler i kosthold, oppstår mangelsymptomer. Det daglige behovet for vitamin B3 avhenger av energimetabolisme av kroppen. Jo mer energi kroppen trenger, jo mer må niacin tilføres. Fjærfe, fisk, meieriprodukter, sopp og egg spesielt inneholder mye niacin. Men vitamin B3 finnes også i kaffe, peanøtter og belgfrukter. Mangel symptomer oppstår sjelden, men fordi aminosyren tryptofan kan også danne NAD. Tryptofan er også tilstede i tilstrekkelige mengder i de nevnte matvarene. Nikotinat-D-ribonukleotid kan syntetiseres fra begge utgangsmaterialene, som er utgangspunktet for syntesen av NAD +.
Sykdommer og lidelser
Fordi nikotinamidadenindinukleotid spiller en sentral rolle i energimetabolismen, fører mangelen til alvorlig Helse forstyrrelser. I tillegg til sin funksjon som et mellomliggende energilager, deltar det som koenzym 1 i mer enn 100 forskjellige enzymatiske reaksjoner. I tillegg til sin innflytelse på energiproduksjon, stimulerer det også syntesen av nevrotransmittere. dopamin, adrenalin or serotonin. Dermed virker det stimulerende i stressende situasjoner, nervøsitet, tretthet. Det styrker også immunsystem, leveren funksjoner, nervesystemet og fungerer også som en antioksidant. Gjennom dannelsen av nevrotransmittere forbedres det hjerne funksjoner. De minne ytelse, konsentrasjon og tenkeevne blir bedre. Positive erfaringer er også gjort i Parkinsons sykdom. Studier har vist at symptomene forbedres etter NADH administrasjon. Selv om mangel på NAD er sjelden i dag, kan det forekomme i tilfelle ekstremt ubalanserte dietter. For eksempel, inntil begynnelsen av det tjuende århundre, oppstod en mystisk sykdom kalt pellagra, spesielt i Mexico. Med endringen av kosthold til mais, en stor del av den meksikanske befolkningen led av konsentrasjon og søvnforstyrrelser, nedsatt matlystirritabilitet, hudforandringer med dermatitt, diaré, depresjonog betennelse av oral og gastrointestinal slimhinne. Årsaken var den omfattende tilførselen av mais. i mais, både niacin og tryptofan er bare tilstede i små mengder. Som et resultat ble dannelsen av NAD + forstyrret. Etter at årsaken ble identifisert, kosthold ble endret igjen. Noen ganger resulterer en overdose av vitamin B3 i hud vasodilatoreffekt, som også er kjent som en spyling. Et innfall blod trykk og svimmelhet kan også forekomme. Disse symptomene er uttrykk for økt energiproduksjon av NAD +. Imidlertid har toksiske effekter ikke blitt observert selv ved veldig høye doser.
