Niacine (vitamine B3): définition, synthèse, absorption, transport et distribution

La niacine est un terme collectif pour les structures chimiques de l'acide pyridine-3-carboxylique, qui comprend l'acide nicotinique, son acide amide nicotinamide et les coenzymes biologiquement actives nicotinamide adénine dinucléotide (NAD) et nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP). La désignation antérieure de la vitamine B3 en tant que « facteur PP » (facteur de prévention de la pellagre) ou « facteur de protection de la pellagre » remonte à la découverte par Goldberger en 1920 que la pellagre est une maladie de carence et est due à l'absence d'un facteur alimentaire dans maïs. Ce n'est que de nombreuses années plus tard que des études expérimentales ont prouvé que la pellagre pouvait être éliminée par la niacine. La nicotinamide se trouve préférentiellement dans l'organisme animal sous la forme des coenzymes NAD et NADP. L'acide nicotinique, d'autre part, se trouve principalement dans les tissus végétaux, tels que les céréales et café haricots, mais en plus petites quantités et il est principalement lié de manière covalente (au moyen d'une liaison atomique fixe) à des macromolécules - la niacytine, une forme qui ne peut pas être utilisée par l'organisme humain. L'acide nicotinique et le nicotinamide sont interconvertibles dans le métabolisme intermédiaire et coenzymatiquement actifs sous forme de NAD et de NADP, respectivement.

Synthèse

L'organisme humain peut produire du NAD de trois manières différentes. Les produits de départ pour la synthèse du NAD sont l'acide nicotinique et le nicotinamide, en plus de l'acide aminé essentiel (vital) le tryptophane, . Les étapes de synthèse individuelles sont présentées comme suit. Synthèse NAD à partir de L-le tryptophane, .

  • L-le tryptophane, → formylkynurénine → kynurénine → 3-hydroxykynurénine → acide 3-hydroxyanthranilique → acide 2-amino-3-carboxymuconique semialdéhyde → acide quinolinique.
  • Acide quinolinique + PRPP (phosphoribosyl pyrophosphate) → acide quinolinique ribonucléotide + PP (pyrophosphate).
  • Ribonucléotide d'acide quinolinique → ribonucléotide d'acide nicotinique + CO2 (carbone dioxyde).
  • Acide nicotinique binucléotide + ATP (adénosine triphosphate) → acide nicotinique dinucléotide + PP
  • Acide nicotinique adénine dinucléotide + glutamate + ATP → NAD + glutamate + AMP (adénosine monophosphate) + PP

Synthèse du NAD à partir de l'acide nicotinique (voie Preiss-Handler).

  • Acide nicotinique + PRPP → ribonucléotide d'acide nicotinique + PP.
  • Acide nicotinique ribonucléotide + ATP → acide nicotinique adénine dinucléotide + PP
  • Acide nicotinique adénine dinucléotide + glutamate + ATP → NAD + glutamate + AMP + PP

Synthèse de NAD à partir de nicotinamide

  • Nicotinamide + PRPP → nicotinamide ribonucléotide + PP
  • Nicotinamide ribonucléotide + ATP → NAD + PP

Le NAD est converti en NADP par phosphorylation (fixation d'un phosphate groupe) en utilisant l'ATP et la NAD kinase.

  • NAD+ + ATP → NADP+ + ADP (adénosine diphosphate).

La synthèse du NAD à partir du L-tryptophane ne joue un rôle que dans la foie et des tours un rein. Ainsi, 60 mg de L-tryptophane sont équivalents (équivalents) à un milligramme de nicotinamide chez l'homme en moyenne. Les besoins en vitamine B3 sont donc exprimés en équivalents niacine (1 équivalent niacine (NE) = 1 mg niacine = 60 mg L-tryptophane). Cependant, ce rapport ne s'applique pas aux régimes carencés en tryptophane car la biosynthèse des protéines est limitée (restreinte) lorsque l'apport en tryptophane est faible et l'acide aminé essentiel est utilisé exclusivement pour la biosynthèse des protéines (formation de nouvelles protéines) jusqu'à un excès par rapport aux besoins en protéines la biosynthèse permet la synthèse du NAD [1-3, 7, 8, 11, 13]. En conséquence, un apport adéquat en tryptophane doit être assuré. Les bonnes sources de tryptophane sont principalement la viande, le poisson, le fromage et des œufs ainsi que des noisettes et les légumineuses. De plus, un apport suffisant en folate, riboflavine (vitamine B2), et pyridoxine (vitamine B6) est important car ces vitamines sont impliqués dans le métabolisme du tryptophane. La qualité et la quantité de la consommation de protéines ainsi que le profil des acides gras influencent également la synthèse de la niacine à partir du L-tryptophane. Alors que la conversion du tryptophane en NAD augmente avec une augmentation de l'apport d'insaturés Les acides gras, le taux de conversion (taux de conversion) diminue avec une augmentation de la quantité de protéines (> 30%). En particulier, un excès de l'acide aminé leucine provoque des perturbations dans le métabolisme du tryptophane ou de la niacine, car la leucine inhibe à la fois l'absorption cellulaire du tryptophane et l'activité de l'acide quinolinique phosphoribosyl transférase et donc la synthèse du NAD. Conventionnel maïs se caractérise par une haute leucine et une faible teneur en tryptophane. Les améliorations de la sélection ont permis de produire l'Opaque-2 maïs variété, qui a une teneur relativement élevée en protéines et en tryptophane concentration et un faible leucine contenu. De cette façon, l'apparition de symptômes de carence en vitamine B3 peut être évitée dans les pays où le maïs est un aliment de base, comme le Mexique. Enfin, la synthèse endogène (propre à l'organisme) de niacine à partir du L-tryptophane varie en fonction de la qualité de la régime. Malgré une conversion moyenne de 60 mg de tryptophane en 1 mg de niacine, la plage de fluctuation se situe entre 34 et 86 mg de tryptophane. Ainsi, aucune donnée précise n'est disponible sur l'autoproduction de vitamine B3 à partir du tryptophane.

Absorption

La nicotinamide est rapidement et presque complètement absorbée (reprise) sous forme d'acide nicotinique libre après dégradation des coenzymes déjà présentes dans le estomac, mais pour la plupart dans la partie supérieure intestin grêle après hydrolyse bactérienne (clivage par réaction avec d'eau). Intestinal absorption (absorption par l'intestin) dans muqueuse cellules (cellules muqueuses) suit une dose-mécanisme de transport double dépendant. De faibles doses de niacine sont activement absorbées (reprises) au moyen d'un support suivant une cinétique de saturation en réponse à une sodium gradient, tandis que des doses élevées de niacine (3-4 g) sont en outre absorbées (reprises) par diffusion passive. Absorption d'acide nicotinique libre se produit également rapidement et presque complètement dans la partie supérieure intestin grêle par le même mécanisme. le absorption Le taux de niacine est principalement influencé par la matrice alimentaire (nature de l'aliment). Ainsi, dans les aliments d'origine animale, on retrouve une absorption de près de 100 %, tandis que dans les produits céréaliers et autres aliments d'origine végétale, en raison de la liaison covalente de l'acide nicotinique aux macromolécules – la niacytine – biodisponibilité on ne peut s'attendre qu'à 30 % environ. Certaines mesures, telles que le traitement alcalin (traitement avec des métaux alcalins ou éléments chimiques tels que sodium, potassium et des tours calcium) ou la torréfaction des aliments correspondants, peut cliver le composé complexe niacytine et augmenter la proportion d'acide nicotinique libre, ce qui entraîne une utilisation biologique significativement accrue de l'acide nicotinique. Dans les pays où le maïs est la principale source de niacine, comme le Mexique, le prétraitement du maïs avec calcium solution d'hydroxyde fournit un aliment de base qui contribue de manière significative à répondre aux besoins en niacine. Grillage café déméthyle l'acide méthylnicotinique (trigonelline) contenu dans café vert grains de café, qui n'est pas utilisable par l'homme, augmentant la teneur en acide nicotinique libre de 2 mg/100 g auparavant de grains de café vert à environ 40 mg/100 g de café torréfié. L'apport alimentaire concomitant n'a aucun effet sur l'absorption de l'acide nicotinique et du nicotinamide.

Transport et distribution dans le corps

La niacine absorbée, principalement sous forme d'acide nicotinique, pénètre dans le foie via le portail sang, où la conversion en coenzymes NAD et NADP se produit [2-4, 7, 11]. En plus de foie, érythrocytes (rouge sang cellules) et d'autres tissus sont également impliqués dans le stockage de la niacine sous forme de NAD(P). Cependant, la capacité de réserve de la vitamine B3 est limitée et est d'environ 2 à 6 semaines chez l'adulte. Le foie régule la teneur en NAD dans les tissus en fonction du nicotinamide extracellulaire (situé à l'extérieur de la cellule) concentration – en cas de besoin, il décompose le NAD en nicotinamide, qui sert à alimenter les autres tissus de la circulation sanguine. La vitamine B3 a un effet prononcé métabolisme de premier passage (conversion d'une substance lors de son premier passage dans le foie), de sorte que dans le bas dose gamme nicotinamide est libéré du foie dans le système circulation uniquement sous la forme des coenzymes NAD et/ou NADP. Lors d'expériences chez le rat, il a été constaté qu'après une administration intrapéritonéale administration (administration d'une substance dans la cavité abdominale) de 5 mg/kg de poids corporel d'acide nicotinique marqué, seule une petite partie apparaît inchangée dans les urines. Après de fortes doses (500 mg de niacine) ou à l'état d'équilibre (voie orale dose de 3 g de niacine/jour), d'autre part, plus de 88 % de la dose administrée a été retrouvée sous forme inchangée et métabolisée (métabolisée) dans les urines, suggérant une absorption presque complète. L'acide nicotinique, contrairement au nicotinamide, ne peut pas traverser le sang-cerveau barrière (barrière physiologique entre la circulation sanguine et la système nerveux) et doit d'abord être converti en nicotinamide via NAD pour ce faire.

Excrétion

Dans des conditions physiologiques, la niacine est principalement excrétée sous forme de :

  • N1-méthyl-6-pyridone-3-carboxamide.
  • N1-méthyl-nicotinamide et
  • N1-méthyl-4-pyridone-3-carboxamide éliminé par le un rein.

Après des doses plus élevées (3 g de vitamine B3/jour), le schéma d'excrétion des métabolites (produits de dégradation) change de sorte que principalement :

  • N1-méthyl-4-pyridone-3-carboxamide,
  • Nicotinamide-N2-oxyde, et
  • Du nicotinamide inchangé apparaît dans les urines.

Dans des conditions basales, les humains excrètent quotidiennement environ 3 mg de métabolites méthylés par un rein. En cas d'apport déficient (déficient) en vitamine B3, rénal élimination (excrétion par le rein) de la pyridone diminue plus tôt que celle du méthyl nicotinamide. Alors qu'une excrétion de N1-méthyl-nicotinamide de 17.5 à 5.8 µmol/jour indique un statut limite en niacine, une élimination < 5.8 µmol de N1-méthyl-nicotinamide/jour est un indicateur de carence en vitamine B3. le élimination ou la demi-vie plasmatique (temps s'écoulant entre le maximum concentration d'une substance dans le plasma sanguin jusqu'à la moitié de cette valeur) dépend du statut en niacine et de la dose administrée. Il dure en moyenne environ 1 heure. Chronique dialyse traitement (procédure de purification du sang) utilisé chez les patients atteints de insuffisance rénale peut entraîner des pertes appréciables de niacine et, par conséquent, une baisse des taux sériques de nicotinamide.