Niacina (vitamina B3): definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

La niacina es un término colectivo para las estructuras químicas del ácido piridin-3-carboxílico, que incluye ácido nicotínico, es ácido amida nicotinamida y las coenzimas biológicamente activas nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP). La designación anterior de la vitamina B3 como "factor PP" (factor de prevención de la pelagra) o "factor protector de la pelagra" se remonta al descubrimiento de Goldberger en 1920 de que la pelagra es una enfermedad por deficiencia y se debe a la ausencia de un factor dietético en maíz. No fue hasta muchos años después que los estudios experimentales proporcionaron evidencia de que la pelagra podía ser eliminada por la niacina. La nicotinamida se encuentra preferentemente en el organismo animal en forma de las coenzimas NAD y NADP. Ácido nicotínico, por otro lado, se encuentra principalmente en tejidos vegetales, como cereales y Café frijoles, pero en cantidades más pequeñas y allí se une principalmente covalentemente (por medio de un enlace atómico fijo) a macromoléculas: niacitina, una forma que no puede ser utilizada por el organismo humano. Ácido nicotínico y la nicotinamida son interconvertibles en el metabolismo intermedio y coenzimáticamente activas en forma de NAD y NADP, respectivamente.

Síntesis

El organismo humano puede producir NAD de tres formas diferentes. Los productos de partida para la síntesis de NAD son el ácido nicotínico y la nicotinamida, además del aminoácido esencial (vital). triptófano. Los pasos de síntesis individuales se muestran a continuación. Síntesis de NAD a partir de L-triptófano.

  • L-triptófano → formilquinurenina → quinurenina → 3-hidroxiquinurenina → ácido 3-hidroxiantranílico → semialdehído del ácido 2-amino-3-carboximucónico → ácido quinolínico.
  • Ácido quinolínico + PRPP (fosforribosil pirofosfato) → ácido quinolínico ribonucleótido + PP (pirofosfato).
  • Ribonucleótido de ácido quinolínico → ribonucleótido de ácido nicotínico + CO2 (carbono dióxido).
  • Binucleótido de ácido nicotínico + ATP (trifosfato de adenosina) → dinucleótido de ácido nicotínico + PP
  • Ácido nicotínico adenina dinucleótido + glutaminado + ATP → NAD + glutamato + AMP (adenosina monofosfato) + PP

Síntesis de NAD a partir del ácido nicotínico (vía Preiss-Handler).

  • Ácido nicotínico + PRPP → ribonucleótido de ácido nicotínico + PP.
  • Ribonucleótido de ácido nicotínico + ATP → dinucleótido de adenina de ácido nicotínico + PP
  • Ácido nicotínico adenina dinucleótido + glutaminado + ATP → NAD + glutamato + AMP + PP

Síntesis de NAD a partir de nicotinamida

  • Nicotinamida + PRPP → nicotinamida ribonucleótido + PP
  • Ribonucleótido de nicotinamida + ATP → NAD + PP

NAD se convierte en NADP por fosforilación (unión de un fosfato grupo) usando ATP y NAD quinasa.

  • NAD + + ATP → NADP + + ADP (adenosina difosfato).

La síntesis de NAD a partir de L-triptófano juega un papel solo en la hígado y riñón. Por lo tanto, 60 mg de L-triptófano son equivalentes (equivalentes) a un miligramo de nicotinamida en humanos en promedio. Por tanto, las necesidades de vitamina B3 se expresan en equivalentes de niacina (1 equivalente de niacina (NE) = 1 mg de niacina = 60 mg de L-triptófano). Sin embargo, esta proporción no se aplica en dietas deficientes en triptófano porque la biosíntesis de proteínas es limitada (restringida) cuando la ingesta de triptófano es baja, y el aminoácido esencial se usa exclusivamente para la biosíntesis de proteínas (formación de nuevas proteínas) hasta un exceso sobre el requerimiento de proteínas. la biosíntesis permite la síntesis de NAD [1-3, 7, 8, 11, 13]. En consecuencia, debe garantizarse una ingesta adecuada de triptófano. Buenas fuentes de triptófano son principalmente carne, pescado, queso y Huevos al igual que frutos secos y legumbres. Además, un suministro adecuado de folato, riboflavina (vitamina B2), y piridoxina (vitamina B6) es importante porque estos vitaminas están involucrados en el metabolismo del triptófano. La calidad y cantidad del consumo de proteínas, así como el patrón de ácidos grasos, también influyen en la síntesis de niacina a partir de L-triptófano. Mientras que la conversión de triptófano en NAD aumenta con un aumento en la ingesta de insaturados ácidos grasos, la tasa de conversión (tasa de conversión) disminuye con un aumento en la cantidad de proteína (> 30%). En particular, un exceso del aminoácido leucina provoca alteraciones en el metabolismo del triptófano o la niacina, porque la leucina inhibe tanto la captación celular de triptófano como la actividad de la fosforribosil transferasa del ácido quinolínico y, por tanto, la síntesis de NAD. Convencional maíz se caracteriza por un alto leucina y bajo contenido de triptófano.Las mejoras en la cría han hecho posible producir el Opaque-2 maíz variedad, que tiene una proteína y triptófano relativamente altos concentración y un bajo leucina contenido. De esta manera, se puede prevenir la aparición de síntomas de deficiencia de vitamina B3 en países donde el maíz es un alimento básico, como México. Finalmente, la síntesis endógena (propia del cuerpo) de niacina a partir de L-triptófano varía dependiendo de la calidad de la sustancia. dieta. A pesar de una conversión promedio de 60 mg de triptófano a 1 mg de niacina, el rango de fluctuación está entre 34 y 86 mg de triptófano. En consecuencia, no se dispone de datos precisos sobre la autoproducción de vitamina B3 a partir del triptófano.

Absorción

La nicotinamida se absorbe (capta) rápida y casi completamente como ácido nicotínico libre después de la descomposición de las coenzimas que ya se encuentran en el estómago, pero en su mayor parte en la parte superior intestino delgado después de la hidrólisis bacteriana (escisión por reacción con agua). Intestinal absorción (captación a través del intestino) en mucosa células (células de la mucosa) sigue un dosificar-mecanismo de transporte dual dependiente. Las dosis bajas de niacina se absorben (captan) activamente por medio de un portador siguiendo la cinética de saturación en respuesta a un sodio gradiente, mientras que las dosis altas de niacina (3-4 g) se absorben adicionalmente (captan) por difusión pasiva. Absorción de ácido nicotínico libre también se produce rápida y casi completamente en la parte superior intestino delgado por el mismo mecanismo. La absorción La tasa de niacina está influenciada principalmente por la matriz alimentaria (naturaleza de los alimentos). Así, en los alimentos de origen animal se encuentra una absorción de casi el 100%, mientras que en los productos de cereales y otros alimentos de origen vegetal, debido a la unión covalente del ácido nicotínico a las macromoléculas - niacitina - biodisponibilidad de sólo alrededor del 30% se puede esperar. Ciertas medidas, como el tratamiento con álcalis (tratamiento con metales alcalinos o elementos químicos, Tales como sodio, potasio y calcio) o tostado de los alimentos correspondientes, puede escindir el compuesto complejo niacitina y aumentar la proporción de ácido nicotínico libre, lo que da como resultado un uso biológico significativamente mayor del ácido nicotínico. En países donde el maíz es la principal fuente de niacina, como México, el pretratamiento del maíz con calcio La solución de hidróxido proporciona un alimento básico que contribuye significativamente a satisfacer los requisitos de niacina. Asado Café desmetila el ácido metilnicotínico (trigonelina) contenido en Cafe verde frijoles, que no es utilizable por humanos, aumentando el contenido de ácido nicotínico libre de 2 mg / 100 g de granos de café verde previamente a aproximadamente 40 mg / 100 g de café tostado. La ingesta dietética simultánea no tiene ningún efecto sobre la absorción de ácido nicotínico y nicotinamida.

Transporte y distribución en el cuerpo

La niacina absorbida, principalmente como ácido nicotínico, ingresa al hígado a través del portal sangre, donde se produce la conversión a las coenzimas NAD y NADP [2-4, 7, 11]. Además de hígado, eritrocitos (rojo sangre células) y otros tejidos también participan en el almacenamiento de niacina en forma de NAD (P). Sin embargo, la capacidad de reserva de vitamina B3 es limitada y es de aproximadamente 2-6 semanas en adultos. El hígado regula el contenido de NAD en los tejidos dependiendo de la nicotinamida extracelular (ubicada fuera de la célula). concentración - cuando es necesario, descompone el NAD en nicotinamida, que sirve para suministrar los otros tejidos del torrente sanguíneo. La vitamina B3 tiene un pronunciado metabolismo de primer paso (conversión de una sustancia durante su primer paso a través del hígado), de modo que en la baja dosificar rango de nicotinamida se libera del hígado al sistema sistémico circulación solo en forma de las coenzimas NAD y / o NADP. En experimentos en ratas, se encontró que después de intraperitoneal administración (administración de una sustancia en la cavidad abdominal) de 5 mg / kg de peso corporal de ácido nicotínico marcado, solo una pequeña porción aparece inalterada en la orina. Después de dosis altas (500 mg de niacina) o en condiciones de equilibrio (oral dosificar de 3 g de niacina / día), por otro lado, más del 88% de la dosis administrada se encontró en forma inalterada y metabolizada (metabolizada) en la orina, lo que sugiere una absorción casi completa. sangre,cerebro barrera (barrera fisiológica entre el torrente sanguíneo y el centro sistema nervioso) y primero debe convertirse en nicotinamida a través de NAD para hacerlo.

Excreción

En condiciones fisiológicas, la niacina se excreta principalmente como:

  • N1-metil-6-piridona-3-carboxamida.
  • N1-metil-nicotinamida y
  • N1-metil-4-piridona-3-carboxamida eliminada por el riñón.

Después de dosis más altas (3 g de vitamina B3 / día), el patrón de excreción de metabolitos (productos de degradación) cambia de manera que principalmente:

  • N1-metil-4-piridona-3-carboxamida,
  • Nicotinamida-N2-óxido, y
  • En la orina aparece nicotinamida inalterada.

En condiciones basales, los seres humanos excretan alrededor de 3 mg de metabolitos metilados al día a través del riñón. En la ingesta deficiente (deficiente) de vitamina B3, eliminación (excreción por vía renal) de piridona disminuye antes que la de metil nicotinamida. Mientras que una excreción de N1-metil-nicotinamida de 17.5-5.8 µmol / día indica un estado límite de niacina, un eliminación <5.8 µmol de N1-metil-nicotinamida / día es un indicador de deficiencia de vitamina B3. La eliminación o semivida plasmática (tiempo que transcurre entre el máximo concentración de una sustancia en el plasma sanguíneo hasta la mitad de este valor) depende del estado de niacina y de la dosis suministrada. Tiene un promedio de aproximadamente 1 hora. Crónico diálisis tratamiento (procedimiento de purificación de sangre) utilizado en pacientes con insuficiencia renal puede resultar en pérdidas apreciables de niacina y, por lo tanto, niveles más bajos de nicotinamida en suero.