Nikotinamid adenin dinükleotid enerji metabolizması bağlamında önemli bir koenzimdir, niasinden (vitamin B3, nikotinik asit amid) elde edilir. B3 vitamini eksikliği varsa, pellagra semptomları ortaya çıkar.
Nikotinamid adenin dinükleotid nedir?
Nikotinamid adenin dinükleotid, enerji metabolizmasının bir parçası olarak bir hidrit iyonunu (H-) aktaran bir koenzimdir. Her hücrede ve özellikle mitokondride bulunur. Nikotinamid adenin dinükleotidi veya NAD her zaman NAD + / NADH dengesindedir.
NAD + oksitlenmiş ve NADH indirgenmiş formdur. Oksidasyon reaksiyonlarında, NAD +, bir proton (H +) ve iki elektron (2e-) alımı ile NADH'ye indirgenir. Resmi olarak, bu bir hidrit iyonunun (H-) transferidir. NADH'nin enerjisi çok yüksektir ve ATP oluşumu ile enerjisini ADP'ye aktarır. NAD + çoğunlukla sitozolde bulunurken, NADH esas olarak mitokondriyumda bulunur. NAD, iki nükleotidden oluşur.
Bir nükleotit, azotlu baz adenin içerirken, diğer nükleotit nikotinik asit amit, şekere glikozidik olarak bağlanır. Riboz, şeker görevi görür. İki nükleotid, fosfat grupları aracılığıyla birbirine bağlanır. Nikotinik asit amid kalıntısı üzerindeki halka azotu, oksitlenmiş formda pozitif olarak yüklenir. Bu form (NAD +), aromatik halka nedeniyle indirgenmiş formdan (NADH) daha düşük enerjidir.
İşlev, efekt ve görevler
Nikotinamid adenin dinükleotidi, redoks çifti NAD + / NADH'yi oluşturur. Redoks potansiyeli, iki bileşenin oranına bağlıdır. NAD + / NADH oranı büyük olduğunda oksitleme kabiliyeti yüksektir. Oran ne kadar küçükse, indirgeme gücü o kadar yüksek olur.
Hem oksidasyon reaksiyonları hem de indirgeme reaksiyonları biyolojik sistemlerde aynı anda gerçekleşmelidir. Ancak bu, tek bir redoks çifti ile garanti edilemez. Bu nedenle, farklı redoks kofaktörleri ile bireysel reaksiyonlar ayrı ayrı gerçekleşir. Oksitlenmiş form esas olarak sitozolde bulunurken, indirgenmiş form mitokondride baskındır. Ara enerji depolaması bu redoks sistemi içinde tekrar tekrar gerçekleşir. Hidrit iyonu (proton + 2 elektron) ile NAD + aynı zamanda ara depolama için enerjiyi de emer. Enerji, solunum zincirindeki karbonhidratlar veya yağ asitleri gibi enerji açısından zengin substratların parçalanmasından gelir.
H-'nin oksidasyonu ve salınması sırasında, enerji açısından zengin ATP'lerin oluşumu ile enerji ADP'ye aktarılır. ATP, enerjisini ADP'nin gerilemesi ile serbest bırakarak ya enerji tüketen reaksiyonları (vücudun kendi maddelerinin birikmesi) ya da mekanik çalışmayı (kas çalışması, iç organların hareketi) ya da vücudun ısı oluşumunu uyaran en önemli enerji deposudur. Redoks potansiyeli sayesinde, nikotinamid adenin dinükleotid, solunum zincirinde düzenli bir enerji üretimini mümkün kılan çok sayıda redoks reaksiyonu sağlar. Enerji tekrar tekrar geçici olarak depolanır ve gerektiğinde hedeflenen bir şekilde verilir.
Eğitim, Oluşum ve Özellikler
NAD +, amino asit triptofanın yanı sıra nikotinik asit veya nikotinik asit amidden (niasin, vitamin B3) biyosentezlenir. Her iki madde de metabolizmada oluşmadıkları için vücut tarafından emilmelidir. Triptofan esansiyel bir amino asittir ve niasin bir vitamindir.Bu etken maddeler diyette eksikse eksiklik belirtileri ortaya çıkar. Günlük B3 vitamini ihtiyacı, vücudun enerji harcamasına bağlıdır.
Vücudun ne kadar çok enerjiye ihtiyacı olursa, o kadar fazla niasin sağlanması gerekir. Özellikle kümes hayvanları, balık, süt ürünleri, mantarlar ve yumurtalar bol miktarda niasin içerir. B3 vitamini ayrıca kahve, yer fıstığı ve baklagillerde bulunur. Bununla birlikte, amino asit triptofan da NAD oluşturabildiğinden eksiklik semptomları nadiren ortaya çıkar. Triptofan ayrıca yukarıda belirtilen gıdalarda yeterli miktarlarda bulunur. Nikotinat D-ribonükleotid, NAD + sentezi için başlangıç noktası olan her iki başlangıç materyalinden sentezlenebilir.
Hastalıklar ve Bozukluklar
Nikotinamid adenin dinükleotid, enerji metabolizmasında merkezi bir rol oynadığından, eksikliği ciddi sağlık bozukluklarına yol açar. Bir ara enerji deposu işlevi görmesinin yanı sıra, koenzim 1 olarak 100'den fazla farklı enzimatik reaksiyona katılır.
Enerji üretimi üzerindeki etkisine ek olarak, nörotransmiterler dopamin, adrenalin veya serotoninin sentezini de uyarır. Stresli durumlarda, sinirlilik ve yorgunlukta uyarıcı etkisi vardır. Ayrıca bağışıklık sistemini, karaciğer fonksiyonlarını, sinir sistemini güçlendirir ve aynı zamanda antioksidan görevi görür. Nörotransmiterlerin oluşumu yoluyla beyin fonksiyonlarını iyileştirir. Hafıza, konsantrasyon ve düşünme becerileri gelişir. Parkinson hastalığı ile ilgili olumlu deneyimler de yapılmıştır.
Çalışmalar, NADH'nin uygulanmasından sonra semptomlarda bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Günümüzde NAD eksikliği nadirdir, ancak son derece tek taraflı bir diyetle ortaya çıkabilir.Örneğin, yirminci yüzyılın başlarında, özellikle Meksika'da pellagra olarak bilinen gizemli bir hastalık ortaya çıktı. Diyet mısıra geçtiğinde, Meksika nüfusunun büyük bir kısmı konsantre olma ve uyuma güçlüğü, iştahsızlık, sinirlilik, dermatit ile cilt değişiklikleri, ishal, depresyon ve oral ve gastrointestinal mukozada iltihaplanma yaşadı. Nedeni ülke çapında mısır tedarikiydi.
Hem niasin hem de triptofan, mısırda sadece küçük miktarlarda bulunur. Bu, NAD + oluşumunu bozdu. Nedeni keşfettikten sonra diyet tekrar değiştirildi. Bazen aşırı dozda B3 vitamini, kızarıklık olarak da bilinen damar genişletici etkiye yol açar. Ayrıca kan basıncında bir düşüş ve baş dönmesi yaşayabilirsiniz. Bu semptomlar, NAD + tarafından artan enerji üretiminin ifadesidir. Bununla birlikte, çok yüksek dozlarda bile hiçbir toksik etki gözlenmedi.
