النياسين مصطلح جماعي للتركيبات الكيميائية لحمض بيريدين -3 كربوكسيل ، والذي يتضمن حمض النيكيتون، حامضه الأميد نيكوتيناميد ، والأنزيمات المساعدة النشطة بيولوجيا نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD) والنيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات (NADP). يعود التعيين المبكر لفيتامين B3 على أنه "عامل PP" (عامل منع البلاجرا) أو "عامل وقائي للبلاجرا" إلى اكتشاف جولدبيرجر في عام 1920 أن البلاجرا هو مرض نقص ويرجع ذلك إلى عدم وجود عامل غذائي في حبوب ذرة. لم تقدم الدراسات التجريبية إلا بعد سنوات عديدة أدلة على أن البلاجرا يمكن التخلص منها بواسطة النياسين. يوجد النيكوتيناميد بشكل تفضيلي في الكائن الحي الحيواني في شكل الإنزيمات المساعدة NAD و NADP. حمض النيكيتون، من ناحية أخرى ، توجد بشكل أساسي في أنسجة النبات ، مثل الحبوب و قهوة الفاصوليا ، ولكن بكميات أصغر وهناك ترتبط تساهميًا بشكل أساسي (عن طريق رابطة ذرية ثابتة) بالجزيئات الكبيرة - niacytin ، وهو شكل لا يمكن للكائن البشري استخدامه. حمض النيكيتون والنيكوتيناميد قابلان للتحويل في التمثيل الغذائي الوسيط وينشطان بشكل أنزيمي في شكل NAD و NADP ، على التوالي.
تركيب
يمكن للكائن البشري إنتاج NAD بثلاث طرق مختلفة. المنتجات الأولية لتخليق NAD هي حمض النيكوتين والنيكوتيناميد ، بالإضافة إلى الأحماض الأمينية الأساسية (الحيوية) التربتوفان. يتم عرض خطوات التوليف الفردية على النحو التالي. توليف NAD من L-التربتوفان.
- L-التربتوفان → فورميل كينورينين → كينورينين → 3-هيدروكسي كينورينين → 3-هيدروكسيانثرانيليك حمض → 2-أمينو-3-كاربوكسيموكونيك حمض شبه ألدهيد → حمض الكينولينيك.
- حمض الكينولينيك + PRPP (فوسفوريبوزيل بيروفوسفات) → حمض الكينولينيك ريبونوكليوتيد + PP (بيروفوسفات).
- حمض الكينولينيك ريبونوكليوتيد → حمض النيكوتين ريبونوكليوتيد + CO2 (كربون ثاني أكسيد).
- ثنائي نيوكليوتيد حمض النيكوتينيك + ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) → ثنائي نيوكليوتيد حمض النيكوتينيك + PP
- حمض النيكوتينيك الأدينين ثنائي النوكليوتيد + الجلوتامين + ATP → NAD + الجلوتامات + AMP (أحادي فوسفات الأدينوسين) + PP
تخليق NAD من حمض النيكوتين (مسار Preiss-Handler).
- حمض النيكوتينيك + PRPP → حمض النيكوتينيك ريبونوكليوتيد + PP.
- حمض النيكوتينيك ريبونوكليوتيد + ATP → حمض النيكوتينيك الأدينين ثنائي النوكليوتيد + PP
- حمض النيكوتينيك الأدينين ثنائي النوكليوتيد + الجلوتامين + ATP → NAD + الجلوتامات + AMP + PP
تخليق NAD من النيكوتيناميد
- نيكوتيناميد + PRPP ← نيكوتيناميد ريبونوكليوتيد + PP
- نيكوتيناميد ريبونوكليوتيد + ATP → NAD + PP
يتم تحويل NAD إلى NADP عن طريق الفسفرة (مرفق ملف فوسفات المجموعة) باستخدام ATP و NAD كيناز.
- NAD + + ATP → NADP + + ADP (الأدينوساين ثنائي الفوسفات).
يلعب تخليق NAD من L-tryptophan دورًا فقط في كبد و الكلى. وبالتالي ، فإن 60 ملغ من L-tryptophan تعادل (ما يعادل) 3 مليغرام من النيكوتيناميد في البشر في المتوسط. لذلك يتم التعبير عن متطلبات فيتامين ب 1 بمكافئات النياسين (1 مكافئ النياسين (NE) = 60 مجم نياسين = 1 مجم لتر- التربتوفان). ومع ذلك ، لا تنطبق هذه النسبة في الأنظمة الغذائية التي تعاني من نقص التربتوفان لأن التخليق الحيوي للبروتين يكون محدودًا (مقيدًا) عندما يكون تناول التربتوفان منخفضًا ، ويتم استخدام الأحماض الأمينية الأساسية حصريًا للتخليق الحيوي للبروتين (تكوين بروتين جديد) حتى زيادة عن متطلبات البروتين يتيح التخليق الحيوي تخليق NAD [3-7 ، 8 ، 11 ، 13 ، XNUMX]. وفقًا لذلك ، يجب ضمان تناول التربتوفان الكافي. المصادر الجيدة للتربتوفان هي اللحوم والأسماك والجبن و بيض وأيضا جوز والبقوليات. بالإضافة إلى ذلك ، إمدادات كافية من حمض الفوليك ، الريبوفلافين (فيتامين ب 2) و البيريدوكسين (فيتامين ب 6) مهم لأن هؤلاء الفيتامينات يشاركون في استقلاب التربتوفان. تؤثر جودة وكمية استهلاك البروتين وكذلك نمط الأحماض الدهنية أيضًا على تخليق النياسين من L-tryptophan. بينما يزداد تحويل التربتوفان إلى NAD مع زيادة تناول المواد غير المشبعة الأحماض الدهنيةينخفض معدل التحويل (معدل التحويل) مع زيادة كمية البروتين (> 30٪). على وجه الخصوص ، وجود فائض من الأحماض الأمينية يسين يسبب اضطرابات في استقلاب التربتوفان أو النياسين ، لأن الليوسين يثبط كل من الامتصاص الخلوي للتربتوفان ونشاط ترانسفيراز حمض الكينولينيك وبالتالي تخليق NAD. عادي حبوب ذرة يتميز بارتفاع يسين ومحتوى التربتوفان المنخفض: لقد أتاحت تحسينات التكاثر إنتاج مادة غير شفافة 2 حبوب ذرة متنوعة ، والتي تحتوي على نسبة عالية من البروتين والتربتوفان من التركيز ومنخفض يسين المحتوى. بهذه الطريقة ، يمكن منع حدوث أعراض نقص فيتامين ب 3 في البلدان التي تعتبر فيها الذرة غذاءً أساسياً ، مثل المكسيك. أخيرًا ، يختلف تخليق النياسين الداخلي (الخاص بالجسم) من L-tryptophan اعتمادًا على جودة الحمية غذائية. على الرغم من متوسط تحويل 60 مجم من التربتوفان إلى 1 مجم من النياسين ، فإن نطاق التقلبات يتراوح بين 34 و 86 مجم من التربتوفان. وفقًا لذلك ، لا تتوفر بيانات دقيقة حول الإنتاج الذاتي لفيتامين B3 من التربتوفان.
امتصاص
يُمتص النيكوتيناميد (يُمتص) بسرعة وبشكل كامل تقريبًا باعتباره حمض نيكوتينيك حر بعد تكسير الإنزيمات المساعدة الموجودة بالفعل في معدة، ولكن بالنسبة للجزء الأكبر في الجزء العلوي الأمعاء الدقيقة بعد التحلل المائي البكتيري (الانقسام بالتفاعل مع ماء). معوي امتصاص (امتصاص عن طريق الأمعاء) إلى الغشاء المخاطي الخلايا (الخلايا المخاطية) تتبع أ جرعة- آلية نقل مزدوجة مستقلة. يتم امتصاص (تناول) جرعات منخفضة من النياسين عن طريق ناقل يتبع حركية التشبع استجابةً لجرعات منخفضة من النياسين. صوديوم متدرج ، بينما يتم امتصاص جرعات عالية من النياسين (3-4 جم) بشكل إضافي (يتم تناولها) عن طريق الانتشار السلبي. امتصاص من حمض النيكوتين الحر يحدث أيضًا بسرعة وبشكل كامل تقريبًا في الجزء العلوي الأمعاء الدقيقة بنفس الآلية. ال امتصاص يتأثر معدل النياسين بشكل أساسي بمصفوفة الغذاء (طبيعة الغذاء). وهكذا ، في الأطعمة الحيوانية ، يوجد امتصاص بنسبة 100 ٪ تقريبًا ، بينما في منتجات الحبوب والأطعمة الأخرى من أصل نباتي ، بسبب الارتباط التساهمي لحمض النيكوتينيك بالجزيئات الكبيرة - niacytin - التوافر البيولوجي يمكن توقع 30٪ فقط. بعض التدابير ، مثل المعالجة القلوية (المعالجة بالمعادن القلوية أو العناصر الكيميائية، مثل صوديوم, بوتاسيوم و الكلسيوم) أو تحميص الأطعمة المقابلة ، يمكن أن يشق مركب النياستين المركب ويزيد نسبة حمض النيكوتينيك الحر ، مما يؤدي إلى زيادة الاستخدام البيولوجي لحمض النيكوتين بشكل ملحوظ. في البلدان حيث الذرة هي المصدر الرئيسي للنياسين ، مثل المكسيك ، يتم المعالجة المسبقة للذرة مع الكلسيوم يوفر محلول الهيدروكسيد غذاءً أساسيًا يساهم بشكل كبير في تلبية متطلبات النياسين. تحميص قهوة يزيل ميثيل حمض ميثيل نيكوتينيك (تريغونيلين) الموجود في قهوة خضراء الحبوب ، التي لا يستخدمها البشر ، تزيد محتوى حمض النيكوتينيك الحر من 2 مجم / 100 جرام من حبوب البن الأخضر إلى حوالي 40 مجم / 100 جرام من البن المحمص. المدخول الغذائي المتزامن ليس له أي تأثير على امتصاص حمض النيكوتينيك والنيكوتيناميد.
النقل والتوزيع في الجسم
يدخل النياسين الممتص ، بشكل رئيسي في صورة حمض النيكوتين كبد عبر البوابة دم، حيث يحدث التحويل إلى الإنزيمات المساعدة NAD و NADP [2-4 ، 7 ، 11]. بالإضافة الى كبد, كريات الدم الحمراء (أحمر دم الخلايا) والأنسجة الأخرى تشارك أيضًا في تخزين النياسين في شكل NAD (P). ومع ذلك ، فإن السعة الاحتياطية لفيتامين B3 محدودة وتبلغ حوالي 2-6 أسابيع عند البالغين. ينظم الكبد محتوى NAD في الأنسجة اعتمادًا على النيكوتيناميد خارج الخلية (الموجود خارج الخلية) من التركيز - عند الحاجة ، يقوم بتكسير NAD إلى نيكوتيناميد ، والذي يعمل على إمداد الأنسجة الأخرى في مجرى الدم. فيتامين ب 3 له تأثير واضح التمثيل الغذائي الأول يمر (تحويل مادة خلال مرورها الأول عبر الكبد) بحيث تكون في الأسفل جرعة يتم تحرير نطاق نيكوتيناميد من الكبد إلى الجهاز تداول فقط في شكل الإنزيمات المساعدة NAD و / أو NADP. في التجارب التي أجريت على الفئران ، وجد أنه بعد داخل الصفاق إدارة (إعطاء مادة في التجويف البطني) 5 مجم / كجم من وزن الجسم من حمض النيكوتين المسمى ، يظهر جزء صغير فقط دون تغيير في البول. بعد تناول جرعات عالية (500 مجم من النياسين) أو في ظل ظروف الحالة المستقرة (عن طريق الفم جرعة من 3 جرام نياسين / يوم) ، من ناحية أخرى ، تم العثور على أكثر من 88 ٪ من الجرعة المعطاة في شكل غير متغير ومستقلب (مستقلب) في البول ، مما يشير إلى امتصاص شبه كامل. دم-الدماغ الحاجز (الحاجز الفسيولوجي بين مجرى الدم والمركز الجهاز العصبي) ويجب أولاً تحويلها إلى نيكوتيناميد عبر NAD للقيام بذلك.
إفراز
في ظل الظروف الفسيولوجية ، يُفرز النياسين بشكل أساسي على النحو التالي:
- N1-ميثيل-6-بيريدون-3-كاربوكساميد.
- N1- ميثيل نيكوتيناميد و
- يتم التخلص من N1-methyl-4-pyridone-3-carboxamide بواسطة الكلى.
بعد الجرعات العالية (3 جم فيتامين ب 3 / يوم) ، يتغير نمط إفراز المستقلبات (منتجات التحلل) بحيث:
- N1-methyl-4-pyridone-3-carboxamide ،
- نيكوتيناميد- N2- أكسيد ، و
- يظهر النيكوتيناميد غير المتغير في البول.
في ظل الظروف القاعدية ، يفرز البشر حوالي 3 ملغ من المستقلبات الميثيلية يوميًا من خلال الكلى. نقص (نقص) فيتامين ب 3 ، الكلوي إزالة (إفراز عن طريق الكلى) من البيريدون ينخفض في وقت أبكر من ميثيل نيكوتيناميد. في حين أن إفراز N1-methyl-nicotinamide من 17.5-5.8 ميكرو مول / يوم يشير إلى حالة النياسين الحدودية ، إزالة <5.8 ميكرولتر من N1-methyl-nicotinamide / يوم هو مؤشر على نقص فيتامين B3. ال إزالة أو نصف عمر البلازما (الوقت المنقضي بين الحد الأقصى من التركيز من مادة في بلازما الدم إلى نصف هذه القيمة) يعتمد على حالة النياسين والجرعة المقدمة. متوسطها حوالي 1 ساعة. مزمن غسيل الكلى العلاج (إجراء تنقية الدم) يستخدم في المرضى المزمنين الفشل الكلوي قد يؤدي إلى خسائر ملحوظة في النياسين ، وبالتالي انخفاض مستويات النيكوتيناميد في الدم.