Nicotinamide adenine dinucleotide

Các Nicotinamide adenine dinucleotide là một coenzyme quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng. Nó có nguồn gốc từ niacin (vitamin B3, axit nicotinic). Nếu thiếu vitamin B3, các triệu chứng của bệnh pellagra sẽ xảy ra.

Chất nicotinamide adenine dinucleotide là gì?

Nicotinamide adenine dinucleotide là một coenzyme chuyển ion hydride (H-) như một phần của quá trình chuyển hóa năng lượng. Nó có trong mọi tế bào và đặc biệt là trong ti thể. Nicotinamide adenine dinucleotide hay NAD luôn nằm trong cân bằng NAD + / NADH.

NAD + là dạng bị oxi hóa và NADH ở dạng khử. Trong phản ứng oxy hóa, NAD + bị khử thành NADH do sự hấp thụ của 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 cùng với sự hình thành ATP. Trong khi NAD + chủ yếu được tìm thấy trong tế bào, NADH chủ yếu được tìm thấy trong ti thể. NAD được cấu tạo bởi hai nucleotide.

Một nucleotide chứa adenin gốc nitơ, trong khi nucleotide amide axit nicotinic khác được liên kết glycosid với đường. Ribose hoạt động như một loại đường. Hai nucleotide được kết nối với nhau thông qua các nhóm phosphate. Nitơ vòng trên dư lượng axit nicotinic tích điện dương ở dạng oxy hóa. Dạng này (NAD +) có năng lượng thấp hơn dạng khử (NADH) do có vòng thơm.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Nicotinamide adenine dinucleotide tạo thành cặp oxy hóa khử NAD + / NADH. Thế oxy hóa khử phụ thuộc vào tỷ lệ của hai thành phần. Khi tỷ lệ NAD + / NADH lớn thì khả năng oxy hóa cao. Tỷ lệ này càng nhỏ thì công suất giảm càng cao.

Cả phản ứng oxy hóa và phản ứng khử phải diễn ra đồng thời trong hệ thống sinh học. Tuy nhiên, điều này không thể được đảm bảo bởi một cặp oxy hóa khử duy nhất. Đó là lý do tại sao các phản ứng riêng lẻ với các đồng yếu tố oxy hóa khử khác nhau diễn ra riêng biệt. Dạng oxy hóa chủ yếu được tìm thấy trong bào tương, trong khi dạng khử chiếm ưu thế trong ty thể. Quá trình lưu trữ năng lượng trung gian diễn ra lặp đi lặp lại trong hệ thống oxy hóa khử này. NAD + cũng hấp thụ năng lượng để lưu trữ trung gian với ion hydrua (proton + 2 electron). Năng lượng đến từ sự phân hủy các cơ chất giàu năng lượng như carbohydrate hoặc axit béo trong chuỗi hô hấp.

Trong quá trình oxy hóa và giải phóng H-, năng lượng được chuyển đến ADP với sự hình thành các ATP giàu năng lượng. ATP là nguồn dự trữ năng lượng quan trọng nhất, bằng cách giải phóng năng lượng của nó với sự hồi quy ADP hoặc kích thích các phản ứng tiêu hao năng lượng (tích tụ các chất của cơ thể) hoặc hoạt động cơ học (hoạt động của cơ, chuyển động của các cơ quan nội tạng) hoặc sinh nhiệt của cơ thể. Nhờ khả năng oxy hóa khử, nicotinamide adenine dinucleotide đảm bảo vô số phản ứng oxy hóa khử cho phép sản xuất năng lượng có trật tự trong chuỗi hô hấp. Năng lượng được lưu trữ tạm thời nhiều lần và được cung cấp một cách có mục tiêu khi cần thiết.

Giáo dục, Sự xuất hiện & Thuộc tính

Quá trình sinh tổng hợp NAD + diễn ra từ axit nicotinic hoặc axit nicotinic amide (niacin, vitamin B3) cũng như từ axit amin tryptophan. Cả hai chất đều phải được cơ thể hấp thụ vì chúng không được tạo ra trong quá trình trao đổi chất. Tryptophan là một axit amin thiết yếu và niacin là một loại vitamin, nếu thiếu các hoạt chất này trong chế độ ăn uống thì các triệu chứng thiếu hụt sẽ xảy ra. Nhu cầu vitamin B3 hàng ngày phụ thuộc vào mức tiêu hao năng lượng của cơ thể.

Cơ thể càng cần nhiều năng lượng thì càng cần cung cấp nhiều niacin. Thịt gia cầm, cá, các sản phẩm từ sữa, nấm và trứng nói riêng chứa rất nhiều niacin. 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 được tìm thấy với số lượng vừa đủ 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 & Rối loạn

Vì nicotinamide adenine dinucleotide đóng vai trò trung tâm trong quá trình chuyển hóa năng lượng, sự thiếu hụt của nó sẽ dẫn đến các rối loạn sức khỏe nghiêm trọng. Ngoài chức năng là nơi dự 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 việc sản xuất năng lượng, nó còn kích thích sự tổng hợp các chất dẫn truyền thần kinh dopamine, adrenaline hoặc serotonin. Nó có tác dụng kích thích trong các tình huống căng thẳng, hồi hộp và mệt mỏi. Nó cũng tăng cường hệ thống miễn dịch, chức năng gan, hệ thần kinh và cũng hoạt động như một chất chống oxy hóa. Nó cải thiện các chức năng của não thông qua việc hình thành các chất dẫn truyền thần kinh. Kỹ năng ghi nhớ, tập trung và tư duy được cải thiện. Những kinh nghiệm tích cực cũng đã được thực hiện với bệnh Parkinson.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các triệu chứng được cải thiện sau khi dùng NADH. Sự thiếu hụt NAD ngày nay rất hiếm, nhưng nó có thể xảy ra với chế độ ăn kiêng quá một chiều.Ví dụ, cho đến đầu thế kỷ 20, một căn bệnh bí ẩn được gọi là pellagra đã xảy ra đặc biệt ở Mexico. Khi chế độ ăn chuyển sang ngô, một phần lớn người dân Mexico bị khó tập trung và khó ngủ, chán ăn, cáu kỉnh, da thay đổi do viêm da, tiêu chảy, trầm cảm và viêm niêm mạc miệng và đường tiêu hóa. Nguyên nhân là do nguồn cung ngô trên toàn quốc.

Cả niacin và tryptophan chỉ được tìm thấy với một lượng nhỏ trong ngô. Điều này làm gián đoạn sự hình thành NAD +. Sau khi phát hiện ra nguyên nhân, chế độ ăn lại được thay đổi. Đôi khi, quá liều vitamin B3 dẫn đến tác dụng giãn mạch, còn được gọi là đỏ bừng. Bạn cũng có thể bị tụt huyết áp và chóng mặt. Những triệu chứng này là biểu hiện của sự gia tăng sản xuất năng lượng bởi NAD +. Tuy nhiên, không có tác dụng độc hại nào được quan sát thấy ngay cả ở liều lượng rất cao.