Nicotinamide adenine dinucleotide đại diện cho một coenzyme quan trọng trong bối cảnh sự chuyển hoá năng lượng. Nó có nguồn gốc từ niacin (vitamin B3, axit nicotinic amit). Sự thiếu hụt của vitamin B3 dẫn đến các triệu chứng của bệnh pellagra.
Nicotinamide adenine dinucleotide là gì?
Nicotinamide adenine dinucleotide là một coenzyme chuyển ion hydrua (H-) như một phần của sự chuyển hoá năng lượng. Nó hiện diện trong mọi tế bào và đặc biệt là trong mitochondria. Nicotinamide adenine dinucleotide hay NAD luôn có mặt ở trạng thái cân bằng NAD + / NADH. Ở đây, NAD + là dạng bị oxy hóa và NADH là dạng bị khử. Trong phản ứng oxy hóa, NAD + bị khử thành NADH bằng cách nhận một proton (H +) và hai electron (2e-). Về mặt hình thức, đây là sự chuyển ion hydrua (H-). NADH rất giàu năng lượng và chuyển năng lượng của nó cho ADP để tạo thành ATP. Trong khi NAD + chủ yếu hiện diện trong tế bào, NADH chủ yếu được tìm thấy trong mitochondria. NAD được cấu tạo bởi hai nucleotide. Một nucleotide chứa nitơ bazơ adenin, trong khi nicotinamit nucleotit khác được liên kết glycosid với đường. ribose hoạt động như đường. Hai nucleotide được liên kết bởi phốt phát các nhóm. Chiếc nhẫn nitơ trên axit nicotinic amit chất còn lại tích điện dương ở dạng oxi hóa. Dạng này (NAD +) có năng lượng thấp hơn dạng khử (NADH) vì có vòng thơm.
Chức năng, hành động và vai trò
Nicotinamide adenine dinucleotide tạo thành cặp oxy hóa khử NAD + / NADH. Trong quá trình này, thế oxy hóa khử phụ thuộc vào tỷ lệ của hai thành phần. Nếu tỷ lệ NAD + / NADH lớn thì khả năng oxi hóa cao. Tỷ lệ này càng nhỏ thì khả năng khử càng cao. Cả phản ứng oxi hóa và phản ứng khử phải xảy ra đồng thời trong hệ thống sinh học. Tuy nhiên, một cặp oxy hóa khử duy nhất không thể đảm bảo điều này. Do đó, các phản ứng riêng lẻ với các đồng yếu tố oxi hóa khử khác nhau diễn ra riêng biệt. Trong dịch bào chủ yếu là dạng oxy hóa, trong khi ở dạng mitochondria dạng rút gọn chiếm ưu thế. Trong hệ thống oxy hóa khử này, quá trình đệm năng lượng diễn ra lặp đi lặp lại. NAD + đồng thời hấp thụ năng lượng với ion hydrua (proton + 2 electron) để lưu trữ trung gian. Năng lượng đến từ sự suy thoái của các chất nền giàu năng lượng như carbohydrates or axit béo như một phần của chuỗi hô hấp. Khi H- bị oxy hóa và giải phóng, năng lượng được chuyển đến ADP để tạo thành ATP giàu năng lượng. ATP là nguồn dự trữ năng lượng quan trọng nhất, bằng cách giải phóng năng lượng của nó trong khi hình thành ADP trở lại, kích thích phản ứng tiêu tốn năng lượng (xây dựng các chất của cơ thể) hoặc hoạt động cơ học (hoạt động của cơ bắp, chuyển động của Nội tạng) hoặc sự hình thành nhiệt trong cơ thể. Thông qua tiềm năng oxy hóa khử, nicotinamide adenine dinucleotide đảm bảo một số lượng lớn phản ứng oxy hóa khử cho phép sản xuất năng lượng có trật tự trong chuỗi hô hấp. Năng lượng nhiều lần được lưu trữ tạm thời và giải phóng một cách có chọn lọc khi cần thiết.
Sự hình thành, sự xuất hiện và thuộc tính
Quá trình sinh tổng hợp NAD + xảy ra từ axit nicotinic hoặc nicotinamide (niacin, vitamin B3) cũng như từ axit amin tryptophan. Cả hai chất này đều phải được cơ thể hấp thụ vì chúng không được hình thành trong quá trình trao đổi chất. Tryptophan là một axit amin thiết yếu và niacin là một loại vitamin. Nếu các hoạt chất này bị thiếu trong chế độ ăn uống, các triệu chứng thiếu hụt xảy ra. Nhu cầu hàng ngày của vitamin B3 phụ thuộc vào sự chuyển hoá năng lượng của cơ thể. Cơ thể càng cần nhiều năng lượng thì càng phải cung cấp nhiều niacin. Gia cầm, cá, các sản phẩm từ sữa, nấm và trứng đặc biệt chứa nhiều niacin. Nhưng vitamin B3 cũng được tìm thấy trong cà phê, đậu phộng và các loại đậu. Tuy nhiên, các triệu chứng thiếu hụt hiếm khi xảy ra vì axit amin tryptophan cũng có thể tạo thành NAD. Tryptophan cũng có đủ số lượng trong các loại thực phẩm nói trên. Nicotinate D-ribonucleotide có thể được tổng hợp từ cả hai nguyên liệu ban đầu, là điểm khởi đầu cho quá trình tổng hợp NAD +.
Bệnh tật và rối loạn
Bởi vì nicotinamide adenine dinucleotide đóng vai trò trung tâm trong quá trình chuyển hóa năng lượng, sự thiếu hụt của nó dẫn đến nghiêm trọng sức khỏe các rối loạn. Ngoài chức năng là nơi lưu trữ năng lượng trung gian, nó còn tham gia với tư cách là coenzyme 1 trong hơn 100 phản ứng enzym khác nhau, ngoài ảnh hưởng đến sản xuất năng lượng, nó còn kích thích sự tổng hợp chất dẫn truyền thần kinh. dopamine, adrenaline or serotonin. Do đó, nó có tác dụng kích thích trong các tình huống căng thẳng, thần kinh, mệt mỏi. Nó cũng tăng cường hệ thống miễn dịch, gan chức năng, hệ thần kinh và cũng hoạt động như một chất chống oxy hóa. Thông qua việc hình thành các chất dẫn truyền thần kinh, nó cải thiện não chức năng. Các trí nhớ hiệu suất, tập trung và khả năng tư duy trở nên tốt hơn. Những trải nghiệm tích cực cũng đã được tạo ra trong Bệnh Parkinson. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các triệu chứng được cải thiện sau khi NADH quản lý. Mặc dù ngày nay việc thiếu hụt NAD là rất hiếm, nhưng nó có thể xảy ra trong trường hợp chế độ ăn uống không cân bằng. Ví dụ, cho đến đầu thế kỷ XX, một căn bệnh bí ẩn được gọi là pellagra đã xảy ra, đặc biệt là ở Mexico. Với sự thay đổi của chế độ ăn uống đến ngô, một phần lớn dân số Mexico bị tập trung và rối loạn giấc ngủ, ăn mất ngon, cáu gắt, thay da bị viêm da, tiêu chảy, trầm cảmvà viêm của miệng và đường tiêu hóa niêm mạc. Lý do là sự cung cấp rộng rãi của ngô. Trong ngô, cả niacin và tryptophan đều chỉ có một lượng nhỏ. Kết quả là, sự hình thành NAD + đã bị xáo trộn. Sau khi nguyên nhân được xác định, chế độ ăn uống đã được thay đổi một lần nữa. Đôi khi, dùng quá liều vitamin B3 dẫn đến da tác dụng giãn mạch, còn được gọi là cơn bốc hỏa. Một sự sụt giảm trong máu áp lực và Hoa mắt cũng có thể xảy ra. Các triệu chứng này là biểu hiện của việc tăng sản xuất năng lượng bởi NAD +. Tuy nhiên, tác dụng độc hại đã không được quan sát thấy ngay cả ở liều lượng rất cao.
