Niacín (vitamín B3): definícia, syntéza, absorpcia, transport a distribúcia

Niacín je súhrnný pojem pre chemické štruktúry kyseliny pyridín-3-karboxylovej, ktorý zahŕňa kyselina nikotínová, jeho kyselina amid nikotínamid a biologicky aktívne koenzýmy nikotínamid adenín dinukleotid (NAD) a nikotínamid adenín dinukleotid fosfát (NADP). Skoršie označenie vitamínu B3 ako „PP faktor“ (faktor predchádzajúci pelagre) alebo „ochranný faktor pelagry“ sa datuje od objavu Goldbergera v roku 1920, že pelagra je chorobou z nedostatku a je spôsobená absenciou faktora v kukurica. Až o mnoho rokov neskôr priniesli experimentálne štúdie dôkazy o tom, že pellagra sa dá eliminovať niacínom. Nikotínamid sa prednostne nachádza v živočíšnom organizme vo forme koenzýmov NAD a NADP. Kyselina nikotínová, na druhej strane sa nachádza predovšetkým v rastlinných tkanivách, ako sú obilniny a káva fazuľa, ale v menšom množstve a tam sa hlavne kovalentne viaže (pomocou pevnej atómovej väzby) na makromolekuly - niacytín, formu, ktorú ľudský organizmus nedokáže využiť. Kyselina nikotínová a nikotínamid sú vzájomne zameniteľné v strednom metabolizme a koenzymaticky aktívne vo forme NAD, respektíve NADP.

syntéza

Ľudský organizmus môže produkovať NAD tromi rôznymi spôsobmi. Východiskovými produktmi pre syntézu NAD sú okrem základných (životne dôležitých) aminokyselín kyselina nikotínová a nikotínamid. tryptofán. Jednotlivé kroky syntézy sú zobrazené nasledovne. Syntéza NAD z L-tryptofán.

  • L-tryptofán → formylkynurenín → kynurenín → 3-hydroxykynurenín → kyselina 3-hydroxyantranilová → semialdehyd kyselina 2-amino-3-karboxymukónová → kyselina chinolínová.
  • Kyselina chinolínová + PRPP (fosforibozylpyrofosfát) → ribonukleotid kyseliny chinolínovej + PP (pyrofosfát).
  • Ribonukleotid kyseliny chinolínovej → ribonukleotid kyseliny nikotínovej + CO2 (uhlík oxid uhličitý).
  • Binukleotid kyseliny nikotínovej + ATP (adenozíntrifosfát) → dinukleotid kyseliny nikotínovej + PP
  • Adenín-dinukleotid kyseliny nikotínovej + glutaminát + ATP → NAD + glutamát + AMP (adenozínmonofosfát) + PP

Syntéza NAD z kyseliny nikotínovej (dráha Preiss-Handler).

  • Kyselina nikotínová + PRPP → ribonukleotid kyseliny nikotínovej + PP.
  • Ribonukleotid kyseliny nikotínovej + ATP → adenín-dinukleotid kyseliny nikotínovej + PP
  • Adenín-dinukleotid kyseliny nikotínovej + glutaminát + ATP → NAD + glutamát + AMP + PP

Syntéza NAD z nikotínamidu

  • Nikotínamid + PRPP → nikotínamid ribonukleotid + PP
  • Nikotínamid ribonukleotid + ATP → NAD + PP

NAD sa konvertuje na NADP fosforyláciou (pripojenie a fosfát skupina) s použitím ATP a NAD kinázy.

  • NAD + + ATP → NADP + + ADP (adenozín difosfát).

Syntéza NAD z L-tryptofánu hrá úlohu iba v pečeň a oblička. Tým je 60 mg L-tryptofánu v priemere ekvivalentom (ekvivalentom) jedného miligramu nikotínamidu u ľudí. Požiadavky na vitamín B3 sú preto vyjadrené v ekvivalentoch niacínu (1 ekvivalent niacínu (NE) = 1 mg niacínu = 60 mg L-tryptofánu). Tento pomer však neplatí pri diétach s deficitom tryptofánu, pretože biosyntéza bielkovín je obmedzená (obmedzená) pri nízkom príjme tryptofánu a esenciálna aminokyselina sa používa výhradne na biosyntézu bielkovín (tvorba nových bielkovín), kým neprekročí požiadavku na bielkoviny biosyntéza umožňuje syntézu NAD [1-3, 7, 8, 11, 13]. Preto by sa mal zabezpečiť primeraný príjem tryptofánu. Dobrým zdrojom tryptofánu sú hlavne mäso, ryby, syry a vajcia rovnako ako orechy a strukoviny. Okrem toho dostatočný prísun kyseliny listovej, riboflavín (vitamín B2) a pyridoxín (vitamín B6) je dôležitý, pretože tieto vitamíny sa podieľajú na metabolizme tryptofánu. Kvalita a množstvo konzumácie bielkovín, ako aj vzorec mastných kyselín tiež ovplyvňujú syntézu niacínu z L-tryptofánu. Zatiaľ čo premena tryptofánu na NAD sa zvyšuje so zvyšovaním príjmu nenasýtených mastné kyseliny, miera premeny (miera premeny) klesá so zvyšovaním množstva bielkovín (> 30%). Najmä nadbytok aminokyseliny leucín spôsobuje poruchy metabolizmu tryptofánu alebo niacínu, pretože leucín inhibuje tak bunkové vychytávanie tryptofánu, ako aj aktivitu fosforibozyltransferázy kyseliny chinolínovej a tým aj syntézu NAD. Konvenčné kukurica sa vyznačuje vysokou leucín a nízky obsah tryptofánu. Vylepšenia chovu umožnili výrobu Opaque-2 kukurica odroda, ktorá má relatívne vysoký obsah bielkovín a tryptofánu koncentrácie a nízka leucín obsah. Týmto spôsobom sa dá zabrániť výskytu príznakov nedostatku vitamínu B3 v krajinách, kde je kukurica základnou potravinou, ako je napríklad Mexiko. Nakoniec sa endogénna (telu vlastná) syntéza niacínu z L-tryptofánu líši v závislosti od kvality strava. Napriek priemernej premene 60 mg tryptofánu na 1 mg niacínu je rozsah fluktuácie medzi 34 a 86 mg tryptofánu. Preto nie sú k dispozícii presné údaje o vlastnej produkcii vitamínu B3 z tryptofánu.

Vstrebávanie

Nikotínamid sa rýchlo a takmer úplne absorbuje (vstrebáva) vo forme voľnej kyseliny nikotínovej po rozpade koenzýmov už v žalúdok, ale väčšinou v hornej časti tenké črevo po bakteriálnej hydrolýze (štiepenie reakciou s voda). Črevné vstrebávanie (príjem cez črevo) do sliznice bunky (bunky sliznice) nasleduje a dávka-závislý mechanizmus duálnej dopravy. Nízke dávky niacínu sa aktívne absorbujú (vstrebávajú) pomocou nosiča po kinetike nasýtenia ako odpoveď na a sodík gradient, zatiaľ čo vysoké dávky niacínu (3 - 4 g) sa dodatočne absorbujú (absorbujú) pasívnou difúziou. Vstrebávanie voľnej kyseliny nikotínovej sa tiež rýchlo a takmer úplne vyskytuje v hornej časti tenké črevo rovnakým mechanizmom. The vstrebávanie rýchlosť niacínu je ovplyvnená hlavne potravinovou matricou (povahou potravy). V živočíšnych potravinách sa teda nachádza takmer 100% absorpcia, zatiaľ čo v cereálnych výrobkoch a iných potravinách rastlinného pôvodu vďaka kovalentnej väzbe kyseliny nikotínovej na makromolekuly - niacytín - biologická dostupnosť možno očakávať iba asi 30%. Niektoré opatrenia, ako napríklad ošetrenie alkalickými kovmi (ošetrenie alkalickými kovmi alebo chemické prvky, Ako sú sodík, draslík a vápnik) alebo praženie zodpovedajúcich potravín, môže štiepiť komplexnú zlúčeninu niacytín a zvyšovať podiel voľnej kyseliny nikotínovej, čo vedie k významnému zvýšeniu biologickej využiteľnosti kyseliny nikotínovej. V krajinách, kde je kukurica hlavným zdrojom niacínu, ako je napríklad Mexiko, je potrebné predbežne pripraviť kukuricu vápnik roztok hydroxidu poskytuje základné jedlo, ktoré významne prispieva k uspokojeniu požiadaviek na niacín. Praženie káva demetyláty kyselinu metylnikotínovú (trigonelín) obsiahnutú v zelená káva fazuľa, ktorá nie je použiteľná pre človeka, zvyšuje obsah voľnej kyseliny nikotínovej z predtým 2 mg / 100 g zelených kávových zŕn na asi 40 mg / 100 g praženej kávy. Súčasný príjem potravy nemá žiadny vplyv na absorpciu kyseliny nikotínovej a nikotínamidu.

Transport a distribúcia v tele

Absorbovaný niacín, hlavne ako kyselina nikotínová, vstupuje do pečeň cez portál krv, kde dochádza ku konverzii na koenzýmy NAD a NADP [2-4, 7, 11]. Navyše k pečeň, erytrocyty (červená krv bunky) a ďalšie tkanivá sa tiež podieľajú na ukladaní niacínu vo forme NAD (P). Rezervná kapacita vitamínu B3 je však obmedzená a u dospelých je to asi 2 - 6 týždňov. Pečeň reguluje obsah NAD v tkanivách v závislosti od extracelulárneho (nachádzajúceho sa mimo bunky) nikotínamidu koncentrácie - v prípade potreby štiepi NAD na nikotínamid, ktorý slúži na zásobovanie ostatných tkanív v krvi. Vitamín B3 má výrazný metabolizmus prvého priechodu (premena látky pri jej prvom prechode pečeňou), takže v nízkom dávka nikotínamid rozsahu sa uvoľňuje z pečene do systémového obeh iba vo forme koenzýmov NAD a / alebo NADP. Pri pokusoch na potkanoch sa zistilo, že po intraperitoneálnom podaní správa (aplikácia látky do brušnej dutiny) 5 mg / kg telesnej hmotnosti označenej kyseliny nikotínovej, iba malá časť sa v moči objaví nezmenená. Po vysokých dávkach (500 mg niacínu) alebo za ustálených podmienok (orálne) dávka 3 g niacínu / deň), na druhej strane sa viac ako 88% podanej dávky zistilo v nezmenenej a metabolizovanej (metabolizovanej) forme v moči, čo naznačuje takmer úplnú absorpciu. Kyselina nikotínová na rozdiel od nikotínamidu nemôže prechádzať cez krv-mozog bariéra (fyziologická bariéra medzi krvným riečiskom a centrálnou nervový systém) a aby sa tak mohlo stať, musí sa najskôr previesť na nikotínamid prostredníctvom NAD.

vylučovanie

Za fyziologických podmienok sa niacín vylučuje hlavne ako:

  • N1-metyl-6-pyridón-3-karboxamid.
  • N1-metylnikotínamid a
  • N1-metyl-4-pyridón-3-karboxamid eliminovaný oblička.

Po vyšších dávkach (3 g vitamínu B3 / deň) sa mení vzorka vylučovania metabolitov (rozkladných produktov), ​​takže primárne:

  • N1-metyl-4-pyridón-3-karboxamid,
  • Nikotínamid-N2-oxid a
  • Nezmenený nikotínamid sa objavuje v moči.

V bazálnych podmienkach ľudia vylučujú asi 3 mg metylovaných metabolitov denne prostredníctvom oblička. Pri nedostatočnom (nedostatočnom) príjme vitamínu B3 obličkami eliminácia (vylučovanie obličkami) pyridónu klesá skôr ako vylučovanie metylnikotínamidu. Zatiaľ čo vylučovanie N1-metylnikotínamidu 17.5-5.8 μmol / deň naznačuje hraničný stav niacínu, eliminácia <5.8 µmol N1-metylnikotínamid / deň je indikátorom nedostatku vitamínu B3. The eliminácia alebo plazmatický polčas (čas, ktorý uplynie medzi maximom koncentrácie látky v krvnej plazme na pokles na polovicu tejto hodnoty) závisí od stavu niacínu a dodanej dávky. Je to v priemere asi 1 hodinu. Chronické dialýza liečba (postup čistenia krvi) používaná u pacientov s chronickým zlyhanie obličiek môže viesť k výrazným stratám niacínu, a tým k nižším hladinám nikotínamidu v sére.