Nicotinamide adenine dinucleotide vertegenwoordigt een belangrijk co-enzym in de context van energiemetabolisme Het is afgeleid van niacine (vitamine B3, nicotine zuur amide Tekort aan vitamine B3 resulteert in de symptomen van pellagra.
Wat is nicotinamide-adenine-dinucleotide?
Nicotinamide adenine dinucleotide is een co-enzym dat een hydride-ion (H-) overbrengt als onderdeel van energiemetabolisme Het is aanwezig in elke cel en vooral in mitochondria Nicotinamide adenine dinucleotide of NAD is altijd aanwezig in het evenwicht NAD + / NADH. Hier is NAD + de geoxideerde vorm en is NADH de gereduceerde vorm. Bij oxidatiereacties wordt NAD + gereduceerd tot NADH door één proton (H +) en twee elektronen (2e-) te accepteren. Formeel is dit de overdracht van een hydride-ion (H-). NADH is erg energiek en draagt zijn energie over aan ADP om ATP te vormen. Hoewel NAD + voornamelijk aanwezig is in het cytosol, wordt NADH voornamelijk aangetroffen in de mitochondria NAD is samengesteld uit twee nucleotiden. Een nucleotide bevat de stikstof base adenine, terwijl in de andere nucleotide nicotinamide glycosidisch gebonden is aan de suiker. ribose fungeert als de suiker De twee nucleotiden zijn verbonden door de fosfaat groepen. De ring stikstof op de nicotine zuur amide residu is positief geladen in de geoxideerde vorm. Deze vorm (NAD +) heeft een lager energieverbruik dan de gereduceerde vorm (NADH) vanwege de aromatische ring.
Functie, actie en rollen
Nicotinamide adenine dinucleotide vormt het redoxkoppel NAD + / NADH. Bij dit proces hangt de redoxpotentiaal af van de verhouding van de twee componenten. Als de verhouding van NAD + / NADH groot is, is er een hoge oxidatiecapaciteit. Hoe kleiner de verhouding, hoe groter het reductievermogen. Zowel oxidatiereacties als reductiereacties moeten gelijktijdig plaatsvinden in biologische systemen. Een enkel redoxkoppel kan dit echter niet garanderen. Daarom vinden de individuele reacties met verschillende redoxcofactoren afzonderlijk plaats. In het cytosol zit voornamelijk de geoxideerde vorm, terwijl in de mitochondria de gereduceerde vorm overheerst. Binnen dit redoxsysteem vindt steeds weer energiebuffering plaats. NAD + absorbeert tegelijkertijd energie met het hydride-ion (proton + 2 elektronen) voor tussentijdse opslag. De energie is afkomstig van de afbraak van energierijke substraten zoals koolhydraten or vetzuren als onderdeel van de ademhalingsketen. Wanneer H- wordt geoxideerd en vrijgegeven, wordt de energie overgebracht naar ADP om energierijk ATP te vormen. ATP is de belangrijkste energieopslagplaats, die, door zijn energie vrij te geven tijdens de vorming van ADP terug, energieverbruikende reacties (opbouw van lichaamseigen stoffen) of mechanische arbeid (spierarbeid, beweging van interne organen) of de vorming van warmte in het lichaam. Door zijn redoxpotentieel zorgt het nicotinamide adenine dinucleotide voor een groot aantal redoxreacties die een ordelijke productie van energie binnen de ademhalingsketen mogelijk maken. De energie wordt herhaaldelijk tijdelijk opgeslagen en selectief vrijgegeven wanneer dat nodig is.
Vorming, voorkomen en eigenschappen
De biosynthese van NAD + vindt plaats vanaf nicotine zuur of nicotinamide (niacine, vitamine B3) evenals van het aminozuur tryptofaan Beide stoffen moeten door het lichaam worden opgenomen omdat ze tijdens de stofwisseling niet worden gevormd. Tryptofaan is een essentieel aminozuur en niacine is een vitamine. Als deze werkzame stoffen ontbreken in het dieettreden deficiëntieverschijnselen op. De dagelijkse behoefte aan vitamine B3 is afhankelijk van de energiemetabolisme van het lichaam. Hoe meer energie het lichaam nodig heeft, des te meer niacine moet worden geleverd. Gevogelte, vis, zuivelproducten, champignons en eieren bevatten met name veel niacine. Maar vitamine B3 zit er ook in koffie, pinda's en peulvruchten. Deficiëntieverschijnselen komen echter zelden voor vanwege het aminozuur tryptofaan kan ook NAD vormen. Tryptofaan is ook in voldoende hoeveelheden aanwezig in bovengenoemde voedingsmiddelen. Nicotinaat D-ribonucleotide kan worden gesynthetiseerd uit beide uitgangsmaterialen, wat het startpunt is voor de synthese van NAD +.
Ziekten en aandoeningen
Omdat nicotinamide-adenine-dinucleotide een centrale rol speelt in het energiemetabolisme, leidt het tekort tot ernstig volksgezondheid aandoeningen. Naast zijn functie als tussenliggende energieopslag, neemt het als co-enzym 1 deel aan meer dan 100 verschillende enzymatische reacties en stimuleert het naast zijn invloed op de energieproductie ook de synthese van neurotransmitters dopamine, adrenaline or serotonine Het heeft dus een stimulerend effect in stressvolle situaties, nervositeit, 피로 Het versterkt ook de immuunsysteem, lever functies zenuwstelsel en fungeert ook als een anti-oxidant Door de vorming van neurotransmitters verbetert het hersenen functies. De geheugen prestaties, concentratie en het denkvermogen wordt beter. Ook zijn er positieve ervaringen opgedaan Parkinson Studies hebben aangetoond dat de symptomen verbeteren na NADH administratie Hoewel een tekort aan NAD tegenwoordig zeldzaam is, kan het optreden bij extreem onevenwichtige diëten. Tot het begin van de twintigste eeuw deed zich bijvoorbeeld een mysterieuze ziekte voor, genaamd pellagra, vooral in Mexico. Met de verandering van dieet naar maïs, had een groot deel van de Mexicaanse bevolking er last van concentratie en slaapstoornissen, verlies van eetlustprikkelbaarheid, huidveranderingen met dermatitis, diarree, Depressie en ontsteking van de orale en gastro-intestinale slijmvlies De reden was het wijdverspreide aanbod van maïs. in maïszijn zowel niacine als tryptofaan slechts in kleine hoeveelheden aanwezig. Als gevolg hiervan werd de vorming van NAD + verstoord. Nadat de oorzaak is vastgesteld, wordt het dieet werd weer veranderd. Af en toe resulteert een overdosis vitamine B3 in een huid vaatverwijdend effect, ook bekend als opvliegers. Een druppel binnen bloed druk en duizeligheid kan ook voorkomen. Deze symptomen zijn de uitdrukking van een verhoogde energieproductie door NAD +. Er zijn echter geen toxische effecten waargenomen, zelfs niet bij zeer hoge doses.
