نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد

ال نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد هو أنزيم مهم في سياق استقلاب الطاقة ، مشتق من النياسين (فيتامين ب 3 ، حمض النيكوتينك أميد). إذا كان هناك نقص في فيتامين ب 3 ، تظهر أعراض البلاجرا.

ما هو نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد؟

نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد هو أنزيم مساعد ينقل أيون الهيدريد (H-) كجزء من استقلاب الطاقة. إنه موجود في كل خلية وخاصة في الميتوكوندريا. يكون نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد أو NAD دائمًا في توازن NAD + / NADH.

NAD + هو الشكل المؤكسد و NADH هو الشكل المختزل. في تفاعلات الأكسدة ، يتم تقليل NAD + إلى NADH عن طريق امتصاص البروتون (H +) وإلكترونين (2e-). رسميًا ، هذا هو نقل أيون الهيدريد (H-). NADH عالية جدًا في الطاقة وتنقل طاقتها إلى ADP مع تكوين ATP. بينما يوجد NAD + في الغالب في العصارة الخلوية ، يوجد NADH بشكل أساسي في الميتوكوندريا. يتكون NAD من اثنين من النيوكليوتيدات.

يحتوي أحد النوكليوتيدات على الأدينين القاعدي النيتروجيني ، في حين أن النوكليوتيدات الأخرى أميد النيكوتين حمض النيكوتين مرتبطة بالسكر. يعمل الريبوز كسكر. ترتبط النيوكليوتيدات ببعضها البعض عبر مجموعات الفوسفات. يتم شحن النيتروجين الحلقي الموجود على بقايا أميد حمض النيكوتين بشكل إيجابي في الصورة المؤكسدة. هذا النموذج (NAD +) أقل في الطاقة من الشكل المختزل (NADH) بسبب الحلقة العطرية.

الوظيفة والتأثير والمهام

يشكل ثنائي النوكليوتيد الأدينين النيكوتيناميد زوج الأكسدة والاختزال NAD + / NADH. تعتمد إمكانية الأكسدة والاختزال على نسبة المكونين. عندما تكون نسبة NAD + / NADH كبيرة ، تكون قدرة الأكسدة عالية. كلما كانت النسبة أصغر ، كلما زادت قوة الاختزال.

يجب أن تحدث كل من تفاعلات الأكسدة وتفاعلات الاختزال في وقت واحد في الأنظمة البيولوجية. ومع ذلك ، لا يمكن ضمان ذلك عن طريق زوج واحد من الأكسدة والاختزال. هذا هو السبب في أن التفاعلات الفردية مع العوامل المساعدة المختلفة للأكسدة والاختزال تحدث بشكل منفصل. يوجد الشكل المؤكسد بشكل أساسي في العصارة الخلوية ، بينما يسود الشكل المختزل في الميتوكوندريا. يتم تخزين الطاقة الوسيطة مرارًا وتكرارًا داخل نظام الأكسدة والاختزال هذا. مع أيون الهيدريد (بروتون + إلكترونان) ، يمتص NAD + أيضًا في نفس الوقت الطاقة للتخزين الوسيط. تأتي الطاقة من انهيار الركائز الغنية بالطاقة مثل الكربوهيدرات أو الأحماض الدهنية في سلسلة الجهاز التنفسي.

أثناء أكسدة وإطلاق H- ، يتم نقل الطاقة إلى ADP مع تكوين ATPs الغنية بالطاقة. ATP هو أهم مخزون للطاقة ، والذي من خلال إطلاق طاقته مع انحدار ADP إما يحفز التفاعلات المستهلكة للطاقة (تراكم مواد الجسم) أو العمل الميكانيكي (عمل العضلات ، حركة الأعضاء الداخلية) أو توليد حرارة الجسم. بفضل إمكانات الأكسدة والاختزال ، يضمن نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد العديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تتيح إنتاجًا منظمًا للطاقة داخل السلسلة التنفسية. يتم تخزين الطاقة بشكل متكرر مؤقتًا ويتم إطلاقها بطريقة مستهدفة عند الحاجة.

التعليم والوقوع والخصائص

يتم تصنيع NAD + حيويًا من حمض النيكوتين أو أميد حمض النيكوتين (النياسين وفيتامين B3) وكذلك من الحمض الأميني التربتوفان. يجب أن يمتص الجسم كلا المادتين لأنهما لا يتشكلان في عملية التمثيل الغذائي. التربتوفان هو حمض أميني أساسي والنياسين فيتامين ، وإذا كانت هذه المكونات النشطة مفقودة في النظام الغذائي ، تظهر أعراض النقص. تعتمد الاحتياجات اليومية لفيتامين ب 3 على ما ينفقه الجسم من طاقة.

كلما زادت الطاقة التي يحتاجها الجسم ، كلما احتاج المزيد من النياسين. تحتوي الدواجن والأسماك ومنتجات الألبان والفطر والبيض على وجه الخصوص على الكثير من النياسين. يوجد فيتامين ب 3 أيضًا في القهوة والفول السوداني والبقوليات. ومع ذلك ، نادرًا ما تحدث أعراض النقص لأن الحمض الأميني التربتوفان يمكن أن يشكل أيضًا NAD. يوجد التربتوفان أيضًا بكميات كافية في الأطعمة المذكورة أعلاه. يمكن تصنيع نيكوتينات D-ribonucleotide من كلتا المادتين الأوليين ، وهي نقطة البداية لتركيب NAD +.

الأمراض والاضطرابات

نظرًا لأن نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد يلعب دورًا رئيسيًا في استقلاب الطاقة ، فإن نقصه يؤدي إلى اضطرابات صحية خطيرة. بالإضافة إلى وظيفته كمخزن طاقة وسيط ، فإنه يشارك كأنزيم 1 في أكثر من 100 تفاعل إنزيمي مختلف.

بالإضافة إلى تأثيره على إنتاج الطاقة ، فإنه يحفز أيضًا تخليق النواقل العصبية الدوبامين أو الأدرينالين أو السيروتونين. له تأثير محفز في المواقف العصيبة والعصبية والتعب. كما أنه يقوي جهاز المناعة ووظائف الكبد والجهاز العصبي ويعمل أيضًا كمضاد للأكسدة. يحسن وظائف المخ من خلال تكوين الناقلات العصبية. تتحسن مهارات الذاكرة والتركيز والتفكير. كما تم إجراء تجارب إيجابية مع مرض باركنسون.

أظهرت الدراسات أنه بعد إعطاء NADH كان هناك تحسن في الأعراض. يعد نقص NAD نادرًا اليوم ، ولكنه يمكن أن يحدث مع اتباع نظام غذائي أحادي الجانب للغاية.على سبيل المثال ، في بداية القرن العشرين ، ظهر مرض غامض يُعرف بالبلاجرا ، خاصة في المكسيك. مع تغيير النظام الغذائي إلى الذرة ، عانى جزء كبير من سكان المكسيك من صعوبة التركيز والنوم ، وفقدان الشهية ، والتهيج ، وتغيرات الجلد مع التهاب الجلد ، والإسهال ، والاكتئاب والتهاب الغشاء المخاطي للفم والجهاز الهضمي. كان السبب هو إمدادات الذرة على الصعيد الوطني.

تم العثور على كل من النياسين والتربتوفان بكميات صغيرة فقط في الذرة. أدى هذا إلى تعطيل تشكيل NAD +. بعد اكتشاف السبب ، تم تغيير النظام الغذائي مرة أخرى. في بعض الأحيان ، تؤدي جرعة زائدة من فيتامين ب 3 إلى تأثير توسع الأوعية ، والذي يُعرف أيضًا باسم التدفق. قد تعاني أيضًا من انخفاض في ضغط الدم والدوخة. هذه الأعراض هي تعبير عن زيادة إنتاج الطاقة بواسطة NAD +. ومع ذلك ، لم يلاحظ أي آثار سامة حتى عند الجرعات العالية جدا.