ナイアシン（ビタミンB3）：定義、合成、吸収、輸送、および流通

ナイアシンは、ピリジン-3-カルボン酸の化学構造の総称であり、 ニコチン酸、その酸 アミド ニコチンアミド、および生物学的に活性な補酵素ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチド リン酸塩 （NADP）。 ビタミンB3を「PP因子」（ペラグラ予防因子）または「ペラグラ保護因子」として以前に指定したのは、1920年にゴールドバーガーがペラグラが欠乏症であり、 トウモロコシ。 実験的研究がペラグラがナイアシンによって排除されることができるという証拠を提供したのは何年も後のことでした。 ニコチンアミドは、補酵素NADおよびNADPの形で動物生物に優先的に見られます。 ニコチン酸一方、主に穀物や コー​​ヒー 豆ですが、少量であり、主に高分子に共有結合しています。ナイアシチンは、人体が利用できない形態です。 ニコチン酸 およびニコチンアミドは、中間代謝において相互変換可能であり、それぞれNADおよびNADPの形で共酵素的に活性です。

合成

人体はXNUMXつの異なる方法でNADを生成することができます。 NAD合成の出発生成物は、必須（生体）アミノ酸に加えて、ニコチン酸とニコチンアミドです。 トリプトファン。 個々の合成ステップを以下に示します。 L-からのNAD合成トリプトファン.

  • L-トリプトファン →ホルミルキヌレニン→キヌレニン→3-ヒドロキシキヌレニン→3-ヒドロキシアントラニル酸→2-アミノ-3-カルボキシムコン酸セミアルデヒド→キノリン酸。
  • キノリン酸+ PRPP（ホスホリボシルピロリン酸）→キノリン酸リボヌクレオチド+ PP（ピロリン酸）。
  • キノリン酸リボヌクレオチド→ニコチン酸リボヌクレオチド+ CO2（カーボン 二酸化炭素）。
  • ニコチン酸ビヌクレオチド+ ATP（アデノシン三リン酸）→ニコチン酸ジヌクレオチド+ PP
  • ニコチン酸アデニンジヌクレオチド+グルタミン酸+ ATP→NAD +グルタミン酸+ AMP（アデノシン一リン酸）+ PP

ニコチン酸からのNAD合成（Preiss-Handler経路）。

  • ニコチン酸+ PRPP→ニコチン酸リボヌクレオチド+ PP。
  • ニコチン酸リボヌクレオチド+ ATP→ニコチン酸アデニンジヌクレオチド+ PP
  • ニコチン酸アデニンジヌクレオチド+グルタミン酸+ ATP→NAD +グルタミン酸+ AMP + PP

ニコチンアミドからのNAD合成

  • ニコチンアミド+ PRPP→ニコチンアミドリボヌクレオチド+ PP
  • ニコチンアミドリボヌクレオチド+ ATP→NAD + PP

NADはリン酸化（の付着）によってNADPに変換されます リン酸塩 グループ）ATPとNADキナーゼを使用します。

L-トリプトファンからのNAD合成は、 肝臓 & 腎臓。 それにより、60mgのL-トリプトファンは、平均してヒトの3ミリグラムのニコチンアミドに相当します（同等です）。 したがって、ビタミンB1の必要量は、ナイアシン当量で表されます（1ナイアシン当量（NE）= 60mgナイアシン= 1 mg L-トリプトファン）。 ただし、トリプトファンの摂取量が少ないとタンパク質生合成が制限（制限）され、必須アミノ酸はタンパク質の必要量を超えるまでタンパク質生合成（新しいタンパク質形成）にのみ使用されるため、この比率はトリプトファン欠乏食には適用されません生合成はNAD合成を可能にします[3-7、8、11、13、XNUMX]。 したがって、適切なトリプトファン摂取を確保する必要があります。 トリプトファンの良い供給源は主に肉、魚、チーズ、そして 卵 と同様 ナッツ とマメ科植物。 さらに、葉酸の適切な供給、 リボフラビン （ビタミンB2）、および ピリドキシン （ビタミンB6）はこれらが重要なので重要です ビタミン トリプトファン代謝に関与しています。 タンパク質消費の質と量、および脂肪酸パターンも、L-トリプトファンからのナイアシンの合成に影響を与えます。 トリプトファンのNADへの変換は、不飽和の摂取量の増加とともに増加しますが 脂肪酸、タンパク質の量が増えると（> 30％）、変換率（変換率）は低下します。 特に、過剰なアミノ酸 ロイシン ロイシンはトリプトファンの細胞取り込みとキノリン酸ホスホリボシルトランスフェラーゼの活性、したがってNAD合成の両方を阻害するため、トリプトファンまたはナイアシンの代謝に障害を引き起こします。 従来型 トウモロコシ 高いが特徴です ロイシン トリプトファン含有量が少ない。繁殖の改善により、Opaque-2の製造が可能になりました。 トウモロコシ タンパク質とトリプトファンが比較的多い品種 濃度 そして低い ロイシン コンテンツ。 このようにして、メキシコのようにトウモロコシが主食である国では、ビタミンB3欠乏症の発生を防ぐことができます。 最後に、L-トリプトファンからのナイアシンの内因性（身体自身の）合成は、 ダイエット。 60mgのトリプトファンから1mgのナイアシンへの平均変換にもかかわらず、変動範囲は34〜86mgのトリプトファンです。 したがって、トリプトファンからのビタミンB3の自己産生に関する正確なデータはありません。

吸着

ニコチンアミドは、すでに含まれている補酵素の分解後、遊離ニコチン酸として迅速かつほぼ完全に吸収（吸収）されます 胃、しかし大部分は上部にあります 小腸 細菌の加水分解後（との反応による切断 水）。 腸 吸収 （腸を介した取り込み） 粘膜 細胞（粘膜細胞）は 線量依存するデュアルトランスポートメカニズム。 低用量のナイアシンは、キャリアによって積極的に吸収（吸収）されます。 ナトリウム 一方、高用量のナイアシン（3〜4 g）は、受動拡散によってさらに吸収（吸収）されます。 吸着 遊離ニコチン酸の量も急速にそしてほぼ完全に上部に発生します 小腸 同じメカニズムで。 ザ・ 吸収 ナイアシンの割合は、主に食品マトリックス（食品の性質）に影響されます。 したがって、動物性食品では、ほぼ100％の吸収が見られますが、シリアル製品やその他の植物由来の食品では、ニコチン酸が高分子（ナイアシン）に共有結合しているためです。 バイオアベイラビリティ 約30％しか期待できません。 アルカリ処理（アルカリ金属またはアルカリ金属による処理）などの特定の対策 化学元素、 といった ナトリウム, カリウム & カルシウム）または対応する食品を焙煎すると、複雑な化合物であるナイアシンが切断され、遊離ニコチン酸の割合が増加し、ニコチン酸の生物学的有用性が大幅に向上します。 メキシコなど、トウモロコシがナイアシンの主要な供給源である国では、トウモロコシの前処理 カルシウム 水酸化物溶液は、ナイアシンの要件を満たすことに大きく貢献する主食を提供します。 焙煎 コー​​ヒー に含まれるメチルニコチン酸（トリゴネリン）を脱メチル化する グリーンコーヒー 人間が使用できない豆は、遊離ニコチン酸含有量を以前の2 mg / 100gのグリーンコーヒー豆から約40mg / 100gの焙煎コーヒーに増やします。 食事の同時摂取は、ニコチン酸とニコチンアミドの吸収に影響を与えません。

体内での輸送と分布

主にニコチン酸として吸収されたナイアシンは、 肝臓 ポータル経由 血、補酵素NADおよびNADPへの変換が発生する場所[2-4、7、11]。 に加えて 肝臓, 赤血球 （赤 血 細胞）および他の組織もNAD（P）の形でナイアシンの貯蔵に関与しています。 ただし、ビタミンB3の予備容量は限られており、成人では約2〜6週間です。 肝臓は、細胞外（細胞外にある）ニコチンアミドに応じて組織内のNAD含有量を調節します 濃度 –必要に応じて、NADをニコチンアミドに分解します。ニコチンアミドは血流中の他の組織に供給する働きをします。 ビタミンB3は顕著な 初回通過代謝 （肝臓を最初に通過する際の物質の変換）、 線量 範囲ニコチンアミドは肝臓から全身に放出されます 循環 補酵素NADおよび/またはNADPの形でのみ。 ラットでの実験では、腹腔内投与後に 管理 （腹腔内への物質の投与）5mg / kg体重の標識されたニコチン酸の場合、尿中にはごく一部しか変化していないように見えます。 高用量（500 mgナイアシン）後または定常状態（経口） 線量 一方、ナイアシン3 g /日）の88％以上が、尿中に変化せずに代謝（代謝）された形で見られ、ほぼ完全に吸収されたことを示唆しています。ニコチン酸は、ニコチンアミドとは異なり、 血–脳 バリア（血流と中央の間の生理学的バリア 神経系）そしてそうするために最初にNADを介してニコチンアミドに変換されなければなりません。

排泄

生理学的条件下では、ナイアシンは主に次のように排泄されます。

  • N1-メチル-6-ピリドン-3-カルボキサミド。
  • N1-メチルニコチンアミドおよび
  • N1-メチル-4-ピリドン-3-カルボキサミドは 腎臓.

高用量（3gビタミンB3 /日）の後、代謝物（分解生成物）の排泄パターンが変化し、主に次のようになります。

  • N1-メチル-4-ピリドン-3-カルボキサミド、
  • ニコチンアミド-N2-オキシド、および
  • 変化のないニコチンアミドが尿中に現れます。

基礎条件下では、人間は毎日約3mgのメチル化代謝物を 腎臓。 不足している（不足している）ビタミンB3摂取量では、腎臓 排除 （腎臓を介した排泄）ピリドンの減少は、メチルニコチンアミドのそれよりも早く減少します。 1〜17.5 µmol /日のN5.8-メチルニコチンアミドの排泄は境界線のナイアシン状態を示しますが、 排除 <5.8 µmol N1-メチルニコチンアミド/日は、ビタミンB3欠乏症の指標です。 ザ・ 排除 または血漿半減期（最大値から最大値までの経過時間） 濃度 血漿中の物質がこの値の半分に低下するまで）は、ナイアシンの状態と供給される用量に依存します。 平均して約1時間です。 慢性 透析 慢性患者に使用される治療（血液浄化手順） 腎不全 ナイアシンのかなりの損失をもたらす可能性があり、したがって、血清ニコチンアミドレベルが低下する可能性があります。