NADH

Rozbalit box

Obsah boxu

NADH (nikotinamidadenindinukleotid) je klíčový koenzym nacházející se ve všech živých buňkách. Jedná se o redukovanou formu koenzymu NAD⁺ (nikotinamidadenindinukleotid). Hraje zásadní roli v metabolismu jako přenašeč elektronů v redoxních reakcích, zejména v procesu buněčného dýchání. NADH je často označován jako "biologická baterie" nebo "energetická měna buňky", protože jeho oxidací se uvolňuje velké množství energie, která je následně využita k syntéze ATP, základní energetické jednotky buňky.

🧪 Chemická struktura a vlastnosti

NADH je dinukleotid, což znamená, že se skládá ze dvou nukleotidů spojených přes své fosfátové skupiny. Jednotlivé části molekuly jsou:

Nikotinamid: Derivát vitamínu B3 (niacinu). Tato část molekuly je redoxně aktivní a může přijmout dva elektrony a jeden proton (hydridový aniont, H^-), čímž se oxidovaná forma NAD⁺ mění na redukovanou formu NADH.
Ribóza: Dvě molekuly tohoto pětiuhlíkatého cukru tvoří kostru obou nukleotidů.
Adenin: Nukleová báze, která je součástí i DNA, RNA a ATP.
Fosfátové skupiny: Dvě fosfátové skupiny spojují oba nukleosidy (adenosin a nikotinamid ribosid) dohromady.

Přeměna mezi oxidovanou a redukovanou formou je plně reverzibilní a je klíčová pro funkci koenzymu:

NAD⁺ + 2e⁻ + 2H⁺ ⇌ NADH + H⁺

NADH silně absorbuje ultrafialové světlo při vlnové délce 340 nm, zatímco NAD⁺ nikoliv. Tento rozdíl se často využívá v biochemických testech a enzymologických studiích ke sledování aktivity enzymů, které NADH produkují nebo spotřebovávají.

⚙️ Biochemická funkce

Hlavní funkcí NADH je přenos elektronů s vysokým energetickým potenciálem z metabolických drah, kde se uvolňují, do elektronového transportního řetězce, kde je jejich energie využita k syntéze ATP.

⚡ Role v katabolických drahách

NADH vzniká během katabolických procesů, při kterých dochází k oxidaci energeticky bohatých molekul, jako jsou glukóza, mastné kyseliny a aminokyseliny. Mezi hlavní dráhy produkující NADH patří:

Glykolýza: Probíhá v cytoplazmě a během oxidace glyceraldehyd-3-fosfátu na 1,3-bisfosfoglycerát vznikají dvě molekuly NADH na jednu molekulu glukózy.
Pyruvátdehydrogenázová reakce: Přeměna pyruvátu na acetyl-CoA v mitochondriální matrixi je dalším zdrojem NADH.
Krebsův cyklus (citrátový cyklus): Tento cyklický proces v mitochondriální matrixi je hlavním zdrojem NADH. Během jednoho cyklu vznikají tři molekuly NADH při oxidaci isocitrátu, α-ketoglutarátu a malátu.
Beta-oxidace mastných kyselin: Při odbourávání mastných kyselin v mitochondriích také vzniká NADH.

⛓️ Elektronový transportní řetězec

Molekuly NADH vytvořené v mitochondriální matrixi předávají své elektrony prvnímu komplexu elektronového transportního řetězce (tzv. NADH-dehydrogenáza nebo Komplex I), který je umístěn na vnitřní mitochondriální membráně. Přenos elektronů přes další komplexy (Komplex III a Komplex IV) je spojen s pumpováním protonů (H⁺) z matrix do mezimembránového prostoru. Tím se vytváří protonový gradient, jehož energie je následně využita enzymem ATP syntáza k syntéze ATP z ADP a anorganického fosfátu. Tento proces se nazývá oxidativní fosforylace.

Předpokládá se, že oxidace jedné molekuly NADH v elektronovém transportním řetězci vede k syntéze přibližně 2,5 až 3 molekul ATP. NADH je tak nejvýznamnějším zdrojem energie pro buňku.

🔄 Další metabolické dráhy

Kromě buněčného dýchání se NADH účastní i dalších reakcí:

Anaerobní metabolismus: Při nedostatku kyslíku (např. při intenzivní svalové práci) je NADH reoxidováno na NAD⁺ při přeměně pyruvátu na laktát (mléčné kvašení) nebo na ethanol (alkoholové kvašení). To umožňuje pokračování glykolýzy a produkci malého množství ATP.
Metabolismus alkoholu: Enzym alkoholdehydrogenáza využívá NAD⁺ k oxidaci ethanolu na acetaldehyd, přičemž vzniká NADH.
Biosyntetické dráhy: V některých anabolických procesech může NADH sloužit jako donor elektronů.

💡 Význam a aplikace

Vzhledem k centrální roli NADH v energetickém metabolismu je jeho správná funkce a rovnováha s NAD⁺ nezbytná pro zdraví buněk a celého organismu.

💊 Doplňky stravy a zdraví

NADH je komerčně dostupné jako doplněk stravy. Je propagováno pro své údajné účinky na zvýšení energie, zlepšení kognitivních funkcí, podporu sportovního výkonu a zpomalení procesů stárnutí. Tyto účinky jsou teoreticky odůvodněny jeho rolí v produkci ATP. Některé studie naznačují potenciální přínos u stavů, jako je chronický únavový syndrom nebo Parkinsonova choroba, ale vědecké důkazy jsou stále omezené a je zapotřebí dalšího výzkumu k potvrzení těchto tvrzení. Stabilita a biologická dostupnost orálně podávaného NADH jsou také předmětem diskusí.

🔬 Výzkum

Poměr NAD⁺/NADH je důležitým ukazatelem metabolického stavu buňky a hraje roli v regulaci mnoha buněčných procesů, včetně opravy DNA a aktivity sirtuinů, což jsou enzymy spojované s dlouhověkostí. Poruchy v metabolismu NAD⁺/NADH jsou spojovány s řadou onemocnění, včetně neurodegenerativních chorob, metabolického syndromu a některých typů rakoviny. Výzkum se proto zaměřuje na možnosti terapeutického ovlivnění hladin těchto koenzymů.

🤔 NADH pro laiky

Představte si buňku jako malé město, které potřebuje neustálý přísun elektřiny, aby mohlo fungovat. Touto "elektřinou" je molekula zvaná ATP.

Jídlo (cukry, tuky) je jako surové palivo (uhlí nebo plyn), které přichází do městské elektrárny.
Elektrárnou je v buňce mitochondrie.
NADH si můžete představit jako speciální dobíjecí baterii nebo nákladní auto. Během zpracování paliva (trávení jídla) se tyto "baterie" nabijí energií – přesněji řečeno, naloží si vysokoenergetické elektrony.
Nabitá baterie NADH pak putuje do "elektrárny" (mitochondrie), kde svou energii (elektrony) odevzdá.
Tato odevzdaná energie pohání stroje (enzymy v elektronovém transportním řetězci), které vyrábějí finální "elektřinu" pro město – tedy ATP.

Stručně řečeno, NADH je klíčový mobilní přenašeč energie, který sbírá energii uvolněnou z potravy a dopravuje ji na místo, kde se z ní vyrobí univerzální palivo pro všechny buněčné aktivity. Bez NADH by buňka nemohla efektivně přeměnit energii z jídla na použitelnou formu.

⏰ Tento článek je aktuální k datu 29.12.2025