Niacin là một thuật ngữ chung cho các cấu trúc hóa học của axit pyridine-3-cacboxylic, bao gồm axit nicotinic, axit của nó amit nicotinamide, và các coenzyme hoạt tính sinh học nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) và nicotinamide adenine dinucleotide phốt phát (NADP). Việc chỉ định sớm hơn vitamin B3 là “yếu tố PP” (yếu tố ngăn ngừa pellagra) hoặc “yếu tố bảo vệ pellagra” quay trở lại khám phá của Goldberger vào năm 1920 rằng pellagra là một bệnh thiếu hụt và do không có yếu tố chế độ ăn uống trong ngô. Mãi cho đến nhiều năm sau, các nghiên cứu thực nghiệm đã cung cấp bằng chứng rằng pellagra có thể bị loại bỏ bởi niacin. Nicotinamide được ưu tiên tìm thấy trong cơ thể động vật dưới dạng coenzyme NAD và NADP. Axit nicotinicmặt khác, được tìm thấy chủ yếu trong các mô thực vật, chẳng hạn như ngũ cốc và cà phê đậu, nhưng với số lượng nhỏ hơn và ở đó nó chủ yếu liên kết cộng hóa trị (bằng liên kết nguyên tử cố định) với các đại phân tử - niacytin, một dạng mà cơ thể người không thể sử dụng được. Axit nicotinic và nicotinamide có thể chuyển đổi lẫn nhau trong quá trình chuyển hóa trung gian và có hoạt tính coenzym tương ứng ở dạng NAD và NADP.
Tổng hợp
Cơ thể con người có thể tạo ra NAD theo ba cách khác nhau. Các sản phẩm khởi đầu để tổng hợp NAD là axit nicotinic và nicotinamit, ngoài axit amin thiết yếu (quan trọng) tryptophan. Các bước tổng hợp riêng lẻ được hiển thị như sau. NAD tổng hợp từ L-tryptophan.
- L-tryptophan → formylkynurenine → kynurenine → 3-hydroxykynurenine → axit 3-hydroxyanthranilic → axit 2-amino-3-cacboxymuconic semialdehyde → axit quinolinic.
- Axit quinolinic + PRPP (photphoribosyl pyrophosphat) → axit quinolinic ribonucleotit + PP (pyrophosphat).
- Axit quinolinic ribonucleotit → axit nicotinic ribonucleotit + CO2 (carbon đioxit).
- Axit nicotinic binucleotit + ATP (adenosin triphosphat) → axit nicotinic dinucleotit + PP
- Axit nicotinic adenin dinucleotit + glutaminate + ATP → NAD + glutamate + AMP (adenosine monophosphate) + PP
Tổng hợp NAD từ axit nicotinic (con đường Preiss-Handler).
- Axit nicotinic + PRPP → axit nicotinic ribonucleotit + PP.
- Axit nicotinic ribonucleotit + ATP → axit nicotinic adenin dinucleotit + PP
- Axit nicotinic adenin dinucleotit + glutaminat + ATP → NAD + glutamat + AMP + PP
Tổng hợp NAD từ nicotinamide
- Nicotinamide + PRPP → nicotinamide ribonucleotide + PP
- Nicotinamit ribonucleotit + ATP → NAD + PP
NAD được chuyển đổi thành NADP bằng cách phosphoryl hóa (gắn một phốt phát nhóm) sử dụng ATP và NAD kinase.
- NAD + + ATP → NADP + + ADP (adenosine điphotphat).
Tổng hợp NAD từ L-tryptophan chỉ đóng một vai trò trong gan và thận. Theo đó, trung bình 60 mg L-tryptophan tương đương (tương đương) với một miligam nicotinamide ở người. Do đó, nhu cầu vitamin B3 được biểu thị bằng lượng tương đương niacin (1 đương lượng niacin (NE) = 1 mg niacin = 60 mg L-tryptophan). Tuy nhiên, tỷ lệ này không áp dụng trong chế độ ăn thiếu tryptophan vì quá trình sinh tổng hợp protein bị hạn chế (bị hạn chế) khi lượng tryptophan thấp, và axit amin thiết yếu được sử dụng riêng cho quá trình sinh tổng hợp protein (hình thành protein mới) cho đến khi lượng protein vượt quá mức cần thiết sinh tổng hợp cho phép tổng hợp NAD [1-3, 7, 8, 11, 13]. Do đó, cần đảm bảo lượng tryptophan đầy đủ. Nguồn cung cấp tryptophan tốt chủ yếu là thịt, cá, pho mát và trứng cũng như các loại hạt và các loại đậu. Ngoài ra, cung cấp đầy đủ folate, riboflavin (vitamin B2), và pyridoxine (vitamin B6) rất quan trọng vì những vitamin tham gia vào quá trình chuyển hóa tryptophan. Chất lượng và số lượng tiêu thụ protein cũng như mô hình axit béo cũng ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp niacin từ L-tryptophan. Trong khi sự chuyển đổi tryptophan thành NAD tăng lên khi tăng lượng chất không bão hòa axit béo, tỷ lệ chuyển đổi (tỷ lệ chuyển đổi) giảm khi lượng protein tăng lên (> 30%). Đặc biệt, dư thừa axit amin leucine gây rối loạn chuyển hóa tryptophan hoặc niacin, vì leucine ức chế cả sự hấp thu tryptophan của tế bào và hoạt động của acid quinolinic phosphoribosyl transferase và do đó tổng hợp NAD. Thông thường ngô được đặc trưng bởi một cao leucine và hàm lượng tryptophan thấp. ngô đa dạng, có hàm lượng protein và tryptophan tương đối cao tập trung và thấp leucine Nội dung. Bằng cách này, các triệu chứng thiếu vitamin B3 có thể được ngăn chặn ở các nước nơi ngô là lương thực chính, chẳng hạn như Mexico. Cuối cùng, sự tổng hợp niacin nội sinh (của chính cơ thể) từ L-tryptophan thay đổi tùy thuộc vào chất lượng của chế độ ăn uống. Mặc dù chuyển đổi trung bình từ 60 mg tryptophan thành 1 mg niacin, phạm vi dao động là giữa 34 và 86 mg tryptophan. Do đó, không có dữ liệu chính xác nào về quá trình tự sản xuất vitamin B3 từ tryptophan.
Hấp thụ
Nicotinamide được hấp thu nhanh chóng và gần như hoàn toàn (hấp thụ) dưới dạng axit nicotinic tự do sau khi phân hủy các coenzyme đã có trong dạ dày, nhưng phần lớn ở phần trên ruột non sau khi thủy phân vi khuẩn (phân cắt bằng phản ứng với nước). Đường ruột hấp thụ (hấp thu qua ruột) vào niêm mạc tế bào (tế bào niêm mạc) sau a liều-cơ chế vận chuyển kép phụ thuộc. Liều thấp niacin được hấp thu tích cực (hấp thụ) nhờ chất mang sau động học bão hòa để đáp ứng với natri gradient, trong khi niacin liều cao (3-4 g) được hấp thu bổ sung (hấp thụ) bằng cách khuếch tán thụ động. Hấp thụ của axit nicotinic tự do cũng xảy ra nhanh chóng và gần như hoàn toàn ở phần trên ruột non theo cùng một cơ chế. Các hấp thụ tỷ lệ niacin chủ yếu bị ảnh hưởng bởi chất nền thực phẩm (bản chất của thực phẩm). Do đó, trong thực phẩm động vật, sự hấp thụ gần như 100% được tìm thấy, trong khi trong các sản phẩm ngũ cốc và các thực phẩm khác có nguồn gốc thực vật, do liên kết cộng hóa trị của axit nicotinic với các đại phân tử - niacytin - sinh khả dụng chỉ khoảng 30% có thể được mong đợi. Các biện pháp nhất định, chẳng hạn như xử lý kiềm (xử lý bằng kim loại kiềm hoặc nguyên tố hóa học, Chẳng hạn như natri, kali và canxi) hoặc rang các loại thực phẩm tương ứng, có thể phân cắt hợp chất phức tạp niacytin và tăng tỷ lệ axit nicotinic tự do, dẫn đến khả năng sử dụng sinh học của axit nicotinic tăng lên đáng kể. Ở các nước nơi ngô là nguồn cung cấp niacin chính, chẳng hạn như Mexico, tiền xử lý ngô bằng canxi dung dịch hydroxit cung cấp một loại lương thực chính góp phần đáng kể vào việc đáp ứng các yêu cầu về niacin. Rang cà phê demethyl hóa axit metylnicotinic (trigonelline) có trong cà phê xanh các loại hạt không thể sử dụng được bởi con người, làm tăng hàm lượng axit nicotinic tự do từ 2 mg / 100 g hạt cà phê xanh trước đây lên khoảng 40 mg / 100 g cà phê rang. Chế độ ăn uống đồng thời không ảnh hưởng đến sự hấp thu của axit nicotinic và nicotinamit.
Vận chuyển và phân phối trong cơ thể
Niacin được hấp thụ, chủ yếu là axit nicotinic, đi vào gan qua cổng thông tin máu, nơi chuyển đổi thành coenzyme NAD và NADP xảy ra [2-4, 7, 11]. Ngoài các gan, hồng cầu (đỏ máu tế bào) và các mô khác cũng tham gia vào quá trình lưu trữ niacin ở dạng NAD (P). Tuy nhiên, khả năng dự trữ của vitamin B3 có hạn và khoảng 2-6 tuần ở người lớn. Gan điều chỉnh hàm lượng NAD trong các mô phụ thuộc vào nicotinamide ngoại bào (nằm bên ngoài tế bào) tập trung - khi cần thiết, nó phân hủy NAD thành nicotinamide, chất này phục vụ để cung cấp cho các mô khác trong máu. Vitamin B3 có một trao đổi chất đầu tiên (chuyển đổi một chất trong lần đầu tiên nó đi qua gan), để ở mức thấp liều khoảng nicotinamide được giải phóng từ gan vào hệ thống lưu thông chỉ ở dạng coenzyme NAD và / hoặc NADP. Trong các thí nghiệm trên chuột, người ta thấy rằng sau khi vào phúc mạc quản lý (đưa một chất vào khoang bụng) 5 mg / kg trọng lượng cơ thể của axit nicotinic được dán nhãn, chỉ một phần nhỏ xuất hiện ở dạng không đổi trong nước tiểu. Sau khi dùng liều cao (500 mg niacin) hoặc trong điều kiện trạng thái ổn định (uống liều 3 g niacin / ngày), mặt khác, hơn 88% liều dùng được tìm thấy ở dạng không thay đổi và được chuyển hóa (chuyển hóa) trong nước tiểu, cho thấy sự hấp thu gần như hoàn toàn. máu–não rào cản (rào cản sinh lý giữa dòng máu và trung tâm hệ thần kinh) và trước tiên phải được chuyển đổi thành nicotinamide thông qua NAD để làm như vậy.
Bài tiết
Trong điều kiện sinh lý, niacin chủ yếu được bài tiết dưới dạng:
- N1-metyl-6-pyridon-3-cacboxamit.
- N1-metyl-nicotinamit và
- N1-metyl-4-pyridone-3-carboxamide bị loại bỏ bởi thận.
Sau khi dùng liều cao hơn (3 g vitamin B3 / ngày), mô hình bài tiết của các chất chuyển hóa (sản phẩm thoái hóa) thay đổi do đó chủ yếu:
- N1-metyl-4-pyridon-3-cacboxamit,
- Nicotinamide-N2-oxit, và
- Nicotinamide không thay đổi xuất hiện trong nước tiểu.
Trong điều kiện cơ bản, con người bài tiết khoảng 3 mg chất chuyển hóa metyl hóa mỗi ngày thông qua thận. Thiếu (thiếu) lượng vitamin B3, thận loại bỏ (bài tiết qua thận) của pyridone giảm sớm hơn so với methyl nicotinamide. Trong khi sự bài tiết N1-methyl-nicotinamide 17.5-5.8 µmol / ngày cho thấy tình trạng niacin ở ranh giới, loại bỏ <5.8 µmol N1-methyl-nicotinamide / ngày là một dấu hiệu của sự thiếu hụt vitamin B3. Các loại bỏ hoặc thời gian bán thải trong huyết tương (thời gian trôi qua giữa thời gian tối đa tập trung của một chất trong huyết tương giảm xuống còn một nửa giá trị này) phụ thuộc vào tình trạng niacin và liều lượng cung cấp. Nó trung bình khoảng 1 giờ. Mãn tính lọc máu điều trị (quy trình lọc máu) được sử dụng ở bệnh nhân mãn tính suy thận có thể làm mất niacin đáng kể và do đó, làm giảm nồng độ nicotinamide trong huyết thanh.
