Metabolism of Niacin

การสังเคราะห์ไนอาซินจาก tryptophan สามารถเกิดขึ้นได้ในร่างกายและในสัตว์ทุกชนิด ขั้นตอนที่สำคัญในขบวนการสังเคราะห์นี้อยู่ที่การเกิด oxidative cleavage ของ tryptophan pyrrole ring ด้วยเอนไซม์ tryptophan pyrrolase และได้สาร N-formyl kynurenine จากนั้นก็จะเกิดปฏิกิริยาอีกหลายขั้นตอนจนสุดท้ายได้กรดนิโคตินิก และเปลี่ยนไปเป็น NAD+ ด้วย NAD+ synthetase ในการเปลี่ยน tryptophan ไปเป็น NAD+ เป็นขบวนการที่ต้องใช้ tryptophan 60 มิลลิกรัมจึงจะเปลี่ยนไปเป็นกรดนิโคตินิกได้ 1 มิลลิกรัม จึงมีการเสนอแนะว่าการรับประทานอาหารตามปกติร่างกายสามารถสังเคราะห์ไนอาซินได้เพียงพอกับความต้องการได้ จะเห็นว่า pyridoxine หรือวิตามินบีหก ทำหน้าที่สำคัญ ๆ ในปฏิกิริยาถึง 4 ขั้นตอนของเอนไซม์ pyridoxal phosphate-dependent enzymes คือ transaminase และ kynureninase ดังนั้นถ้ามีการขาด pyridoxine จะมีผลทำให้ปฏิกิริยาต่าง ๆ ดังกล่าวมาแล้วเกิดได้ไม่ดี คือจะทำให้ได้ 3-hydroxyanthranilic acid ที่จะเปลี่ยนไปเป็น nicotinic acid ได้ลดน้อยลง และทำให้มีสาร intermediate ตอนต้น ๆ ของปฏิกิริยาขับออกมามากทางปัสสาวะ อีกประการหนึ่งการขาดสังกะสีก็จะทำให้การเปลี่ยน tryptophan ไปเป็นกรดนิโคตินิกได้ไม่ดีด้วย ทั้งนี้เพราะสังกะสีเป็นโคแฟคเตอร์ของ pyridoxal phosphate ที่ใช้ในปฏิกิริยาดังกล่าว สารสุดท้ายของการสลาย pyridine nucleotide คือ 1-methyl nicotinamide ซึ่งจะถูกอ๊อกซิไดส์ต่อไปได้สารอีกหลายชนิดที่ละลายน้ำได้ดีและขับออกทางปัสสาวะ เช่น 1-methyl-6-pyridone 3-carboxamide ส่วนกรดนิโคตินิกและ nicotinamide จะขับถ่ายออกมาในปัสสาวะปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น ไนอาซินมีหน้าที่สำคัญ ๆ ในร่างกายหลายประการคือ 1. Coenzyme functions: Nicotinamide เป็นส่วนประกอบของโคเอนไซม์ 2 ชนิด ที่ทำหน้าที่ขนส่ง hydrogen คือ NAD+ และ NADP+ โคเอนไซม์ทั้ง 2 ชนิดนี้จะไปรวมกับ apoenzyme เป็นเอนไซม์ dehydrogenase ประมาณ 200 ชนิด เอนไซม์ดังกล่าวนี้มีความสำคัญและจำเป็นในการทำหน้าที่เกี่ยวกับเมตาบอลิสมของคาร์โบไฮเดรต กรดไขมัน และกรดอะมิโนที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ NAD+ และ NADP+ จะรับ H จาก substrate แล้วส่งต่อไปให้ acceptor โดย H ที่มาจับนั้นเป็น hydride ion (H-) ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นตัวพา 2 อิเลคตรอน ในการทำหน้าที่นี้จะเห็นได้ว่าส่วนสำคัญอยู่ที่ nicotinamide ring ในขณะที่อยู่ในภาวะออกซิไดส์จะมีประจุบวก (+) และเมื่อรับมา 2H จาก substrate ก็จะอยู่ในสภาพรีดิวซ์ 2. Metabolic roles : ทั้ง NAD (H) และ NADP (H) มีความคล้ายคลึงกันในด้านสูตรโครงสร้าง แต่ทั้ง 2 ชนิดมีความแตกต่างกันในบทบาทของการทำหน้าที่ร่วมกับเอนไซม์ dehydrogenase ซึ่งมีความจำเพาะเฉพาะตัวจะเห็นได้จากปฏิกิริยาที่มีการใช้ NAD (H) ในสภาพของออกซิไดส์ (NAD+) จะทำหน้าที่เป็นตัวรับ H แล้วเปลี่ยนไปเป็น NADH จากนั้นจะส่งต่อ H ไปยัง respiratory chain ในไมโตคอนเดรีย เพื่อผลิต ATP ให้แก่เซลล์ ส่วน NADP+ จะทำหน้าที่เป็น co-dehydrogenase ในปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่เกี่ยวกับพลังงานของร่างกาย และ NADP (H) ส่วนใหญ่จะใช้ NADPH เป็น reducing equivalents ในปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารในร่างกาย เช่น การสังเคราะห์กรดไขมัน และ steroids นอกจากนี้ NADP+ ยังเป็น co-dehydrogenase ที่ใช้ในปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของ glucose-6-phosphate ใน pentose phosphate pathway อีกด้วย 3. In glucose toterance factor : จากการศึกษาในยีสต์พบว่ามีสารชนิดหนึ่งที่มีไนอาซินเป็นส่วนประกอบและมีธาตุโครเมียมด้วย เรียกว่า chromium containing “glucose tolerance factor” ซึ่งสารชนิดนี้ช่วยทำให้มีการตอบสนองต่อฮอร์โมน insulin ได้ดี