Niacina (vitamina B3): definiție, sinteză, absorbție, transport și distribuție

Niacina este un termen colectiv pentru structurile chimice ale acidului piridin-3-carboxilic, care include Acid nicotinic, acidul său amidă nicotinamidă și coenzimele biologic active nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD) și nicotinamidă adenină dinucleotidă fosfat (NADP). Desemnarea anterioară a vitaminei B3 ca „factor PP” (factor de prevenire a pelagra) sau „factor protector de pelagra” se întoarce la descoperirea de către Goldberger în 1920 că pelagra este o boală de deficit și se datorează absenței unui factor porumb. Abia mulți ani mai târziu, studiile experimentale au furnizat dovezi că pelagra ar putea fi eliminată de niacină. Nicotinamida se găsește preferențial în organismul animal sub forma coenzimelor NAD și NADP. Acid nicotinicpe de altă parte, se găsește în principal în țesuturile plantelor, cum ar fi cerealele și cafea fasole, dar în cantități mai mici și acolo este legată în principal covalent (prin intermediul unei legături atomice fixe) de macromolecule - niacitină, o formă care nu poate fi utilizată de organismul uman. Acid nicotinic și nicotinamida sunt interconvertibile în metabolismul intermediar și activă coenzimatic sub formă de NAD și respectiv NADP.

Sinteză

Organismul uman poate produce NAD în trei moduri diferite. Produsele inițiale pentru sinteza NAD sunt acidul nicotinic și nicotinamida, pe lângă aminoacidul esențial (vital) triptofan. Etapele individuale de sinteză sunt prezentate după cum urmează. Sinteza NAD din L-triptofan.

  • L-triptofan → formilchinurenină → kinurenină → 3-hidroxikinurenină → acid 3-hidroxiantranilic → acid 2-amino-3-carboximuconic semialdehidă → acid chinolinic.
  • Acid chinolinic + PRPP (fosforibosil pirofosfat) → acid chinolinic ribonucleotid + PP (pirofosfat).
  • Ribonucleotid de acid chinolinic → ribonucleotid de acid nicotinic + CO2 (carbon dioxid).
  • Binucleotid acid nicotinic + ATP (adenozin trifosfat) → dinucleotid acid nicotinic + PP
  • Acid nicotinic adenin dinucleotid + glutaminat + ATP → NAD + glutamat + AMP (adenozin monofosfat) + PP

Sinteza NAD din acid nicotinic (calea Preiss-Handler).

  • Acid nicotinic + PRPP → ribonucleotid acid nicotinic + PP.
  • Ribonucleotid acid nicotinic + ATP → acid nicotinic adenin dinucleotid + PP
  • Acid nicotinic adenin dinucleotid + glutaminat + ATP → NAD + glutamat + AMP + PP

Sinteza NAD din nicotinamidă

  • Nicotinamidă + PRPP → ribonucleotidă nicotinamidă + PP
  • Nicotinamidă ribonucleotidă + ATP → NAD + PP

NAD este convertit în NADP prin fosforilare (atașarea unui fosfat grup) utilizând kinaza ATP și NAD.

  • NAD + + ATP → NADP + + ADP (adenozină difosfat).

Sinteza NAD din L-triptofan joacă un rol doar în ficat și rinichi. Astfel, 60 mg de L-triptofan sunt echivalente (echivalente) cu un miligram de nicotinamidă la om în medie. Cerințele de vitamina B3 sunt, prin urmare, exprimate în echivalenți niacină (1 echivalent niacină (NE) = 1 mg niacină = 60 mg L-triptofan). Cu toate acestea, acest raport nu se aplică în dietele cu deficit de triptofan, deoarece biosinteza proteinelor este limitată (restricționată) atunci când aportul de triptofan este scăzut, iar aminoacidul esențial este utilizat exclusiv pentru biosinteza proteinelor (formarea de proteine ​​noi) până la un exces față de necesarul de proteine. biosinteza permite sinteza NAD [1-3, 7, 8, 11, 13]. În consecință, trebuie asigurat un aport adecvat de triptofan. Sursele bune de triptofan sunt în principal carnea, peștele, brânza și ouă precum și nuci și leguminoase. În plus, o cantitate adecvată de folat, riboflavină (vitamina B2) și piridoxină (vitamina B6) este importantă deoarece acestea vitamine sunt implicați în metabolismul triptofanului. Calitatea și cantitatea consumului de proteine, precum și modelul de acizi grași influențează, de asemenea, sinteza niacinei din L-triptofan. În timp ce conversia triptofanului în NAD crește odată cu creșterea aportului de nesaturați acizi grași, rata de conversie (rata de conversie) scade odată cu creșterea cantității de proteine ​​(> 30%). În special, un exces de aminoacid leucina provoacă tulburări în metabolismul triptofanului sau niacinei, deoarece leucina inhibă atât absorbția celulară a triptofanului, cât și activitatea fosforibozil transferazei acidului chinolinic și, astfel, sinteza NAD. Convenţional porumb se caracterizează printr-un înalt leucina și conținut scăzut de triptofan. Îmbunătățirile de creștere au făcut posibilă producerea opacului-2 porumb soi, care are o proteină relativ ridicată și triptofan concentrare și o joasă leucina conţinut. În acest fel, apariția simptomelor deficitului de vitamina B3 poate fi prevenită în țările în care porumbul este un aliment de bază, precum Mexic. În cele din urmă, sinteza endogenă (proprie a corpului) a niacinei din L-triptofan variază în funcție de calitatea dietă. În ciuda unei conversii medii de 60 mg triptofan la 1 mg niacină, intervalul de fluctuație este cuprins între 34 și 86 mg triptofan. În consecință, nu sunt disponibile date precise privind auto-producția de vitamina B3 din triptofan.

Absorbție

Nicotinamida este absorbită rapid și aproape complet (preluată) ca acid nicotinic liber după descompunerea coenzimelor deja în stomac, dar în cea mai mare parte în partea superioară intestinului subtire după hidroliza bacteriană (scindare prin reacție cu de apă). Intestinal absorbție (absorbție prin intestin) în membranei mucoase celulele (celulele mucoasei) urmează a doză-mecanism de transport dual dependent. Dozele mici de niacină sunt absorbite activ (preluate) prin intermediul unui purtător după cinetica de saturație ca răspuns la o sodiu gradient, în timp ce doze mari de niacină (3-4 g) sunt absorbite suplimentar (preluate) prin difuzie pasivă. Absorbție de acid nicotinic liber apare și rapid și aproape complet în partea superioară intestinului subtire prin același mecanism. absorbție rata niacinei este influențată în principal de matricea alimentară (natura alimentelor). Astfel, în alimentele de origine animală, se constată absorbție de aproape 100%, în timp ce în produsele din cereale și alte alimente de origine vegetală, datorită legării covalente a acidului nicotinic de macromolecule - niacitină - biodisponibilitate de doar aproximativ 30% se poate aștepta. Anumite măsuri, cum ar fi tratamentul alcalin (tratamentul cu metale alcaline sau elemente chimice, Cum ar fi sodiu, potasiu și calciu) sau prăjirea alimentelor corespunzătoare, poate cliva compusul complex niacitină și crește proporția acidului nicotinic liber, rezultând o utilizare biologică semnificativ crescută a acidului nicotinic. În țările în care porumbul este principala sursă de niacină, cum ar fi Mexic, pretratarea porumbului cu calciu soluția de hidroxid oferă un aliment de bază care contribuie semnificativ la îndeplinirea cerințelor de niacină. Prăjire cafea demetilează acidul metilnicotinic (trigonelină) conținut în cafea verde fasole, care nu este utilizabilă de oameni, crescând conținutul liber de acid nicotinic de la 2 mg / 100 g de boabe de cafea verde până la aproximativ 40 mg / 100 g de cafea prăjită. Aportul alimentar concomitent nu are niciun efect asupra absorbției acidului nicotinic și a nicotinamidei.

Transportul și distribuția în organism

Niacina absorbită, în principal sub formă de acid nicotinic, intră în ficat prin portal sânge, unde are loc conversia la coenzimele NAD și NADP [2-4, 7, 11]. Pe lângă ficat, eritrocite (roșu sânge celule) și alte țesuturi sunt, de asemenea, implicate în depozitarea niacinei sub formă de NAD (P). Cu toate acestea, capacitatea de rezervă a vitaminei B3 este limitată și este de aproximativ 2-6 săptămâni la adulți. Ficatul reglează conținutul de NAD în țesuturi în funcție de nicotinamida extracelulară (situată în afara celulei) concentrare - atunci când este necesar, descompune NAD în nicotinamidă, care servește la alimentarea celorlalte țesuturi din sânge. Vitamina B3 are un pronunțat metabolismul la prima trecere (conversia unei substanțe în timpul primei sale treceri prin ficat), astfel încât în ​​cel mai mic doză gama nicotinamidă este eliberată din ficat în sistemic circulaţie numai sub forma coenzimelor NAD și / sau NADP. În experimentele la șobolani, s-a constatat că după intraperitoneal administrare (administrarea unei substanțe în cavitatea abdominală) de 5 mg / kg greutate corporală de acid nicotinic marcat, doar o mică porțiune apare neschimbată în urină. După doze mari (500 mg niacină) sau în condiții de echilibru (oral doză de 3 g niacină / zi), pe de altă parte, mai mult de 88% din doza administrată a fost găsită sub formă neschimbată și metabolizată (metabolizată) în urină, sugerând o absorbție aproape completă. Acidul nicotinic, spre deosebire de nicotinamida, nu poate traversa sânge-creier barieră (barieră fiziologică între fluxul sanguin și central sistem nervos) și trebuie mai întâi convertit în nicotinamidă prin NAD pentru a face acest lucru.

Excreţie

În condiții fiziologice, niacina este excretată în principal ca:

  • N1-metil-6-piridona-3-carboxamida.
  • N1-metil-nicotinamidă și
  • N1-metil-4-piridonă-3-carboxamidă eliminată de rinichi.

După doze mai mari (3 g vitamina B3 / zi), modelul de excreție a metaboliților (produși de degradare) se modifică astfel încât în ​​primul rând:

  • N1-metil-4-piridona-3-carboxamida,
  • Nicotinamidă-N2-oxid și
  • Nicotinamida nemodificată apare în urină.

În condiții bazale, oamenii elimină zilnic aproximativ 3 mg de metaboliți metilați prin rinichi. În aportul deficitar (deficitar) de vitamina B3, renal eliminare (excreția prin rinichi) a piridonei scade mai devreme decât cea a metil nicotinamidei. În timp ce o excreție de N1-metil-nicotinamidă de 17.5-5.8 µmol / zi indică starea limită a niacinei, eliminare <5.8 µmol N1-metil-nicotinamidă / zi este un indicator al deficitului de vitamina B3. eliminare sau timpul de înjumătățire plasmatică (timpul scurs între maxim concentrare a unei substanțe din plasma sanguină până la scăderea la jumătate din această valoare) depinde de starea niacinei și de doza furnizată. În medie este de aproximativ 1 oră. Cronic dializă tratament (procedura de purificare a sângelui) utilizat la pacienții cu cronică insuficiență renală poate duce la pierderi semnificative de niacină și, prin urmare, niveluri mai scăzute de nicotinamidă serică.