Funkcije

Funkcije vitamina B3 su:

  • Prekursor u sintezi NAD+ i NADP+
  • Proizvodnja energije
  • Sudjeluje u metabolizmu masti
  • Sinteza nukelinskih kiselina i regulacija enzima
  • Regulacija inzulina

Prekursor u sintezi NAD+ i NADP+

Niacin je prekursor u sintezi koenzima nikotinamid adenin dinukleotida (eng. Nicotinamide Adenine Dinucelotide, NAD+) i nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (eng. Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate, NADP+). NADH je reducirani oblik NAD+, dok je NADPH reducirani oblik NADP+. Ovi koenzimi djeluju kao donori/akceptori vodika i elektrona te sudjeluju u 200 enzimima kataliziranih redoks-reakcija u mitohondriju i citosolu.Pojedini enzimi mogu koristiti i NAD+ iNADP+, no većini enzima je specifično potreban jedan ili drugi oblik koenzima. Njihova sinteza se sastoji od mnogo složenih enzimskih rekcija u citosolu, dok se krajnje reakcije odvijaju uz pomoć nikotinamid mononukleotid adenililtransferaza (eng. Nicotinamide Mononucleotide Adenylyltransferase, NMNAT) u jezgri, mitohondriju i Golgijevom aparatu.[1,2,3,4]

Proizvodnja energije

Vitamin B3 je bitan za proizvodnju energije u organizmu, točnije, njegova dva oblika, NAD+ i NADP+ su bitni za pretvorbu proteina, masti i ugljikohidrata u iskoristivu energiju. Iako se NAD+ i NADP+ razlikuju samo u fosfatnoj skupini, imaju različite funkcije u organizmu. NAD+ (NADH) se koristi u katabolizmu ugljikohidrata, masti, proteina i alkohola da bi se proizvela energija (glikoliza, oksidativna dekarboksilacija piruvata, β-oksidacija acetil-CoA u citratnom ciklusu, β -oksidacija masnih kiselina, oksidacija etanola) dok se NADP+ (NADPH) koristi u anabolitičkim reakcijama (biosintezi) kao što su sinteza nukleinskih kiselina, masnih kiselina i kolesterola, steroidnih hormona i glutamata. Također, niacin ima ulogu u sintezi škroba koji se skladišti u mišićima i jetri te služi kao izvor energije kada je to potrebno.[3,4,5,6]

Metabolizam masti

Vitamin B3 je bitan za metabolizam masti u organizmu. Masne kiseline su građevni elementi određenih komponenata stanice (npr. staničnih membrana) i potrebne su za sintezu mnogih steroidnih hormona. Točan mehanizam djelovanja niacina na lipoproteine nije poznat, no pretpostavlja se da inhibira otpuštanje masnih kiselina iz adipoznog tkiva, pojačava aktivnost lipoprotein lipaze, smanjuje sintezu triglicerida i inhibira lipolizu. Sprječavanjem razgradnje masti niacin utječe na smanjenje slobodnih masnih kiselina u krvi te time i smanjuje izlučivanje VLDL-a (eng. Very Low Density Lipoprotein, VLDL) i kolesterola iz jetre. VLDL su prekursori za sintezu lipoproteina niske gustoće (eng. Low Density Lipoprotein, LDL) ili tzv. “lošeg” kolesterola. Smanjenjem razina VLDL-a niacin povećava razine lipoproteina visoke gustoće (eng. High Density Lipoprotein, HDL) ili tzv. “dobrog” kolesterola u krvi. Zanimljivo jest da, iako je niacin potreban za proizvodnju kolesterola u jetri, u većim dozama, niacin uspješno snižava ukupne količine kolesterola u krvi u ljudi kojima su razine kolesterola povišene.[5,6,7]

Sinteza nukleinskih kiselina i ADP-ribozilacije proteina

Za proizvodnju genetičkog materijala u našim stanicama, odnosno deoksiribonukleinske kiseline (eng. Deoxyribose Nucleic Acid, DNA) je potreban vitamin B3 te se nedostatak vitamina B3 direktno povezuje sa oštećenjem DNA. Ovisnost vitamina B3 i DNA je posebno važna u odnosu na rak i njegovo sprječavanje. NAD+ i NADP+ su izvor i niacina, ali i ADP-riboze (adenozin difosfat riboze) potrebne za ADP-ribozilacije proteina (mehanizam regulacije enzima), ali i poli-ADP-ribozilacije nukleoproteina koji kontroliraju mehanizme popravka DNA. Važna metabolička uloga NAD+ je dakle i posttranslacijska modifikacija proteina gdje se NAD+ enzimski rabi kao direktni supstrat. Točnije, NAD+ je supstrat enzima mono-ADP-riboziltransferaza i poli-ADP-riboza polimeraza koje odvajaju niacin od NAD+ i prenose ADP-ribozu na proteine, tj. na argininske, lizinske ili asparaginske aminokiselinske ostatke proteina pri čemu nastaju N-glikozidi. Ovi enzimi i njihovi produkti, ADP-ribozilirani proteini, imaju ulogu u staničnoj signalizaciji tako što utječu na aktivnost G-proteina. G-proteini su proteini koji vežu gvanozin-5′-trifosfat (eng. Guanosine-5′-Triphosphate, GTP) i djeluju kao intermedijeri u mnogim reakcijama stanične signalizacije. Poli-ADP-riboza polimeraze sudjeluju u popravcima DNA, staničnoj signalizaciji, transkripciji, regulaciji apoptoze i staničnoj diferencijaciji što sugerira moguću ulogu NAD+ u spriječavanju raka. ADP-ribozil ciklaze kataliziraju stvaranje cikličke ADP-riboze, molekule koja djeluje unutar stanica gdje potiče otpuštanje kalcijevih iona iz mjesta skladištenja te ima ulogu u staničnoj signalizaciji.[3,4,8]

Regulacija inzulina

Niacin je uključen u metabolizam inzulina i regulaciju razine šećera u krvi, iako točan mehanizam nije poznat.  Pretpostavlja se da molekula nazvana faktorom tolerancije na glukozu (eng. Glucose Tolerance Factor, GTF) za svoju aktivnost mora sadržavati vitamin B3 te mora biti prisutna za optimalnu aktivnost inzulina. Inzulin se luči kada su razine glukoze u krvi visoke, a visoke doze niacina smanjuju osjetljivost stanica na inzulin. Stoga je potrebno kontrolirati razine šećera u krvi (posebno oboljeli od šećerne bolesti) pri uzimanju većih doza niacina.[7,9,10]

"Literatura"

1. Hui, Y.H. (1992) Encyclopedia of food science and technology, John Wiley and sons, New York.

2. MacRae, R., Robinson, R.K., Sadler, M.J. (1993) Encyclopaedia of food science, food technology and nutrition, Academic Press, London.

3. Belenky, P., Bogan, K.L., Brenner, C. (2007) NAD+ metabolism in health and disease. Trends Biochem. Sci. 32, 12–20.

4. Kirkland, J.B. (2009) Niacin status, NAD distribution and ADP-ribose metabolism. Curr. Pharm. Des. 15, 3-11.

5. Kamanna, V.S., Kashyap, M.L. (2001) Mechanism of Action of Niacin. Am. J. Cardiol. 101, 20B–26B.

6. Insel, P., Ross, D. McMahon, K., Bernstein, M. (2011) Nutrition, Jones and Bartlett Publishers, Sudbury. nad

7. Shils, M.E., Shike, M., Ross, A.C., Caballero, B., Cousins, R.J. (2006) Modern nutrition in health and disease, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.

8. Hageman, G.J., Stierum, R.H. (2001) Niacin, poly(ADP-ribose) polymerase-1 and genomic stability. Mutat Res. 475, 45-56.

9. Li, H., Zhang, M., Xu, S. i sur. (2010) Nicotinic Acid Inhibits Glucose-Stimulated Insulin Secretion Via the G ProteinYCoupled Receptor PUMA-G in Murine Islet A Cells. Pancreas. 40, 615-621.

10. Goldberg, R.B.,  Jacobson, T.A. (2008) Effects of Niacin on Glucose Control in Patients With Dyslipidemia. Mayo Clin. Proc.83, 470-478.