Metabolizam

Apsorpcija

Nikotinska kiselina i nikotinamid apsorbiraju se u crijevima u koja ulaze u obliku nikotinamid adenin dinukleotida (eng.Nicotinamide Adenine Dinucleotide, NAD+) i nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (eng. Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate, NADP+). NAD+ i NADP+ se razgrađuju enzimima (glikohidrolazama i pirofosfatazama) u tankom crijevu te se stvara nikotinamid, koji se može dalje pretvoriti (hidrolizirati) u nikotinsku kiselinu uz pomoć bakterija u crijevima bakterijskim deamidazama. Još nije točno poznat točan mehanizam apsorpcije niacina, no pretpostavlja se da se nikotinamid apsorbira olakšanom difuzijom ili aktivnim transportom ovisnom o natriju i pH, dok pri većim, farmakološkim dozama, pasivnom difuzijom. Vitamini B kompleksa, vitamin C i fosfor su potrebni za uspješnu apsorpciju niacina.[1-8]

Transport

U krvnoj plazmi najzastupljeniji oblik vitamina B3 je nikotinamid, ali nalaze se i manje količine nikotinske kiseline. Nikotinamid i nikotinska kiselina iz krvi ulaze u tkiva i stanice prolazeći difuzijom kroz membrane. Međutim, za prijenos nikotinske kiseline u bubrege i crvene krvne stanice potreban je protein prijenosnik. U tkivima, većina vitamina B3 je prisutno u metabolički aktivnom obliku, tj. u obliku NAD+ ili NADP+.[1-8]

Stanični metabolizam

Niacin (nikotinska kiselina) u organizmu se metabolizira na dva načina. Jedan od načina jest da se niacin spaja s glicinom i stvara nikotinuričnu kiselinu (eng. Nicotinuric Acid, NUA), koja se izlučuje urinom. Također se stvaraju neki metaboliti koji se povezuju s crvenilom lica, čestom nuspojavom niacina. Drugi način uključuje nekoliko oksido-redukcijskih metaboličkih reakcija kojima se dobiva nikotinamid, a ovaj način metaboliziranja stvara neke metabolite koji se povezuju s hepatotoksičnošću niacina. Nikotinamid se dalje metabolizira (metilira) u jetri te se stvara N-metilnikotinamid (eng. N-methylnicotinamide, MNA) ili se konjugira u nikotinamid adenin dinukleotid (eng. Nicotinamde Adenine Dinucleotide, NAD+). N-metilnikotinamid se dalje metabolizira u druga dva N-metilirana spoja,  N-metil-2-piridon-5-karboksamid (eng. N-methyl-2-pyridone-5-carboxamide, 2PY) i N-metil-4-piridon-3-karboksamid (eng. N-methyl-4-pyridone-3-carboxamide, 4PY), koji se izlučuju urinom. Također nastaju i hidroksi-nikotinamid (eng. Hidroxy Nicotinamide, 6HN) te nikotinamid-N-oksid (eng.Nicotinamide-N-Oxide, NNO), no nije poznato da li nastaju izravno iz niacina ili neizravno iz nikotinamida.[1-4,9]

Potrebno je naglasiti da se i nikotinska kiselina i nikotinamid pretvaraju u metabolički aktivne oblike, tj. u nikotinamid adenin dinukleotid i nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (eng. Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate, NADP+) koji su koenzimi u raznim oksido-redukcijskim reakcijama. Nikotinamid se otpušta iz NAD+ hidrolizom u jetri i crijevima te se prenosi u druga tkiva koja pretvaraju nikotinamid natrag u NAD+, kada je to potrebno, tako što se nikotinamid spaja s ribozom i ADP-om te se stvara NAD+. Dodavanjem fosfatne skupine na položaj 2 adenil nukleotida esterskom vezom nastaje NADP+. Tkiva koriste većinom nikotinsku kiselinu za sintezu nukelotida, no mišići i mozak mogu koristiti nikotinamid bez potrebe za deamidacijom.[9-12]

Sinteza niacina

U jetri se sintetizira niacin iz esencijalne amino kiseline, triptofana, uz kinolinsku kiselinu kao intermedijer sintetskog puta (kinurenin-3-hidroksiantranilatni put sinteze). Niacin nastaje samo iz L-izomera triptofana koji se uz prisutnost vitamina B1pretvara u N-formilkinurenin. Pretvorbom N-formilkinurenina u kinurenin, te uz prisutnost vitamina B2, nastaje 3-hidroksikinurenin. Uz prisutnost vitamina B6 iz 3-hidroksikinurenina se stvara 3-hidroksiantranilna kiselina iz koje na kraju nastaje nikotinska kiselina. Procjenjuje se da je potrebno 60 mg triptofana za nastanak 1 mg niacina, no količina sintetiziranog niacina ovisi o količini triptofana u prehrani te o uspješnosti pretvorbe niacina u triptofan. Proteini, energija, vitamini, hormoni i nutritivni status utječu na jedan ili više stupnjeva pretvorbe, pa je tako željezo potrebno za pravilnu aktivnost dvaju enzima uključenih u sintezu niacina. Pri nižim unosima triptofana, uspješnost pretvorbe je veća, a smanjuje se kada su razine triptofana i niacina povećane.[1-4,9,13,14]

Skladištenje

Količine niacina i njegovih analoga, NAD i NADP, u tkivima varira i ovisi o brojnim čimbenicima, kao što su prehrana, spol i dob. Koenzimi vitamina B3 su široko rasprostranjeni u organizmu, međutim malo se niacina skladišti u jetri, dok se višak niacina izlučuje iz organizma urinom u obliku raznih vodotopljivih metabolita.[1-4]

Izlučivanje

Dominantni oblici izlučivanja niacina su nemetabolizirani niacin, N-metilnikotinamid, N-metil-2-piridon-5-karboksamid i nikotinurična kiselina, dok se nikotinamid-N-oksid i N-metil-4-piridon-3-karboksamid pojavljuju u neznatnim količinama. Ljudi dnevno izluče do 30 mg niacina od čega 7 do 10 mg u obliku N-metilnikotinamida, dok se oko 12 % niacina izluči nepromijenjeno. Međutim, pri većim unosima niacina, vitamin se većinom izlučuje u nepromijenjenom obliku (65 do 85 % ukupno izlučenog niacina).[1-4,9,13]

"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. Gropper, S.S., Smith, J.L., Groff, J.L. (2009) Advanced nutrition and human metabolism, Wadsworth Cengage Learning, Belmont.

4. McDowell, L.R. (2000) Vitamins in animal and human nutrition, Iowa State University Press, Iowa.

5. Halsted, C.H. (2003) Absorption of water-soluble vitamins. Curr. Opin. Gastroenterol. 19, 113–117.

6. Said, H.M., Mohammed, Z.M. (2006) Intestinal absorption of water-soluble vitamins: an update. Curr. Opin. Gastroenterol.22, 140–146.

7. Nabokina, S.M., Kashyap, M.L., Said, H.M. (2005) Mechanism and regulation of human intestinal niacin uptake. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 289, C97–C103.

8. Said, H.M., Nabokina, S.M., Balamurugan, K., Mohammed, Z.M., Urbina, C., Kashyap, M.L. (2007) Mechanism of nicotinic acid transport in human liver cells: experiments with HepG2 cells and primary hepatocytes. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 293, C1773–C1778.

9. World Health Organization (2000) PELLAGRA and its prevention and control in major emergencies. Online: http://whqlibdoc.who.int/hq/2000/who_nhd_00.10.pdf.

10. Perlzweig, W. A.  Rosena, F., Pearson, P. B. (1949) Comparative studies in niacin metabolism: The fate of niacin in man, rat, dog, pig, rabbit, guinea pig, goat, sheep and calf. Online: http://jn.nutrition.org/content/40/3/453.full.pdf.

11. Belenky, P., Bogan, K.L., Brenner, C. (2006) NAD+ metabolism in health and disease. Trends Biochem. Sci. 32, 12-20.

12. Menon, R.M., Gonzalez, M.A., Adams, M.H., Tolbert, D.S., Leu, J.H., Cefali, E.A. (2007) Effect of the rate of niacin administration on the plasma and urine pharmacokinetics of niacin and its metabolites. J. Clin. Pharmacol. 47, 681-688.

13. Pieper, J.A.  (2002) Understanding Niacin Formulations. Am. J. Manag. Care. 8, S308-S314.

14. Bonner, D.M., Yanofsky, C. (1951) The biosynthesis of tryptophan and niacin and their relationship. Online: http://jn.nutrition.org/content/44/4/603.full.pdf.