NADH, “nikotinamid adenin dinükleotid hidrojen” kelimelerinin kısaltmasıdır ve hücrelerin enerji metabolizmasında önemli rol oynayan bir moleküldür. Bu molekül nikotinamid adenin dinükleotid (NAD+) adı verilen bir koenzimin indirgenmiş formudur.
NADH, elektron taşıma zinciri boyunca taşıdığı yüksek enerjili elektronları serbest bırakır ve bu süreçte ATP adı verilen enerji moleküllerinin sentezlenmesine katkıda bulunur. Bu nedenle, NADH, hücrelerin enerji ihtiyacının karşılanmasında kritik bir rol oynar.
Serbest radikaller veya daha doğru adıyla oksijen serbest radikalleri, vücutta metabolizma sırasında ortaya çıkan dengesiz toksik bileşiklerdir. Antioksidanlar tarafından temizlenmediği takdirde, bu bileşikler kolayca dokulara zarar vererek ölüme kadar giden sonuçlara yol açabilirler.
Bu molekül aynı zamanda antioksidan özelliklere sahiptir. Hücrelerdeki oksidatif stresi azaltarak hücresel hasarı önlemeye yardımcı olabilir. NADH’nın antioksidan etkileri, serbest radikallerin nötralize edilmesi ve hücrelerin normal fonksiyonlarını koruması yoluyla gerçekleşir.
Hücrelerde, besinlerin oksidasyonu sırasında NADH üretilir. Molekül daha sonra mitokondri gibi hücre içindeki enerji üreten bölgelere taşınır ve elektron taşıma zincirinde elektronları serbest bırakarak ATP sentezine katkıda bulunur. ATP, hücrelerin enerji taşıma ve kullanma süreçlerinde temel enerji molekülüdür.
NADH, redoks reaksiyonlarında önemli bir elektron taşıyıcısıdır. Bu madde birçok biyokimyasal reaksiyonda elektronları transfer ederek oksidasyon ve indirgenme süreçlerini katalizler. Bu reaksiyonlar, hücresel metabolizmanın düzenlenmesi, besinlerin sindirimi, biyosentez ve diğer metabolik süreçlerde kritik bir rol oynar.
NADH, hücre döngüsü ve sinyal iletimi üzerinde de etkilidir ve hücre döngüsünün düzenlenmesinde, hücre bölünmesi ve büyüme süreçlerinde rol alır. Ayrıca, sinyal iletiminde ve gen ekspresyonunun düzenlenmesinde de bu molekülün rolü vardır.
NADH’nın dengeli seviyeleri, sağlıklı bir metabolik fonksiyon için önemlidir. Bu meddenin eksiklikleri veya dengesizlikleri, enerji metabolizması bozuklukları, nörodejeneratif hastalıklar, oksidatif stres ve diğer sağlık sorunlarıyla ilişkilendirilmiştir.
Hücrelerde, besinlerin oksidasyonu sırasında NADH üretilir ve bu molekül enerji metabolizmasında bir dizi reaksiyona katılır. Bu molekülün enerji metabolizması üzerindeki rolünü açıklayan bazı kimyasal olaylar aşağıdaki gibidir.
Hücresel Solunum: Hücrelerdeki mitokondri gibi enerji üreten bölgelerde, NADH elektronlarını elektron taşıma zincirine aktarır. Bu elektronlar, elektron taşıma zincirindeki proteinler aracılığıyla taşınır ve serbest enerji salınımıyla birlikte ATP sentezlenir. Bu süreç oksidatif fosforilasyon olarak adlandırılır ve ana enerji üretim mekanizmasıdır.
Glikoliz: Glikoliz adı verilen bir metabolik yolakta, glikoz molekülü ATP ve NADH üretmek için parçalanır. Bu reaksiyonlarda, glikozun oksidasyonu sırasında NAD+ molekülleri NADH’ya indirgenir. Bu molekül, daha sonra mitokondriye taşınarak hücresel solunum sürecine dahil olur.
Krebs Döngüsü: NADH, Krebs döngüsünde (sitrik asit döngüsü olarak da bilinir) elektron taşıyıcısı olarak görev yapar ve bu döngüde sitrik asit döngüsü boyunca oksidasyon reaksiyonlarına katılarak daha fazla NAD+ üretir. Bu reaksiyonlar sırasında serbest enerji açığa çıkar ve bir dizi ara ürün sentezlenir.
Beta Oksidasyon: Yağ asitlerinin oksidasyonu sırasında NADH üretilir. Beta oksidasyon adı verilen bu süreçte, yağ asitleri parçalanarak asetil-CoA’ya dönüşür ve NADH üretimi gerçekleşir. Asetil-CoA, daha sonra Krebs döngüsüne girecek ve bu molekülün üretimine katkıda bulunacaktır.
NADH’nın enerji metabolizması üzerindeki bu etkileri, hücrelerin enerji ihtiyaçlarının karşılanmasında ve ATP sentezinde kritik bir rol oynamasını sağlar. NADH’nın oksidasyon-reduksiyon reaksiyonlarında elektron taşıyıcısı olarak görev alması, hücrelerin enerji üretim süreçlerini düzenler ve enerji dengesini sağlar.
Referanslar
Xie, N., Zhang, L., Gao, W. et al. NAD+ metabolism: pathophysiologic mechanisms and therapeutic potential. Sig Transduct Target Ther 5, 227 (2020). https://doi.org/10.1038/s41392-020-00311-7
Free Radicals and Antioxidant Vitamins Optimizing the Health of the Athlete Laursen, Paul B. MSc Strength and Conditioning Journal 23(2):p 17, April 2001.
Xie, N., Zhang, L., Gao, W. et al. NAD+ metabolism: pathophysiologic mechanisms and therapeutic potential. Sig Transduct Target Ther 5, 227 (2020). https://doi.org/10.1038/s41392-020-00311-7
Yuan, X., Liu, Y., Bijonowski, B.M. et al. NAD+/NADH redox alterations reconfigure metabolism and rejuvenate senescent human mesenchymal stem cells in vitro. Commun Biol 3, 774 (2020). https://doi.org/10.1038/s42003-020-01514-y
Role of NAD+ in regulating cellular and metabolic signaling pathways. Sara Amjad, Sabah Nisar, Ajaz A Bhat, Metab. 2021 Jul:49:101195. doi: 10.1016/j.molmet.2021.101195. Epub 2021 Feb 17.
Xie, N., Zhang, L., Gao, W. et al. NAD+ metabolism: pathophysiologic mechanisms and therapeutic potential. Sig Transduct Target Ther 5, 227 (2020). https://doi.org/10.1038/s41392-020-00311-7
