Витамин B3 , в просторечии называемый ниацином , представляет собой семейство витаминов , которое включает три формы, или витамеры : ниацин (никотиновая кислота), никотинамид (ниацинамид) и никотинамидрибозид . [1] Все три формы витамина B 3 преобразуются в организме в никотинамидадениндинуклеотид (НАД). [1] НАД необходим для жизни человека, и люди не могут синтезировать его в организме без витамина B3 или триптофана . [1] Никотинамидрибозид был идентифицирован как форма витамина B 3 в 2004 году. [2] [1]
Ниацин (питательное вещество) может производиться растениями и животными из аминокислоты триптофана. [3] Ниацин поступает в рацион из различных цельных и обработанных пищевых продуктов , наибольшее его содержание содержится в обогащенных упакованных продуктах , мясе, птице, красной рыбе, такой как тунец и лосось , меньшее количество — в орехах, бобовых и семенах. [4] [5] Ниацин в качестве пищевой добавки используется для лечения пеллагры , заболевания, вызванного дефицитом ниацина. Признаки и симптомы пеллагры включают поражения кожи и рта, анемию, головные боли и усталость. [6] Многие страны требуют добавления его в пшеничную муку или другие продовольственные зерна , тем самым снижая риск пеллагры. [4] [7]
Амид никотинамид (ниацинамид) является компонентом коферментов никотинамидадениндинуклеотида ( НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ + ). Хотя ниацин и никотинамид идентичны по своей витаминной активности, никотинамид не оказывает такого же фармакологического , липидмодифицирующего действия или побочных эффектов, как ниацин, т. е. когда ниацин принимает группу -амида , он не снижает уровень холестерина и не вызывает приливы . [8] [9] Никотинамид рекомендуется для лечения дефицита ниацина, поскольку его можно вводить в корректирующих количествах, не вызывая приливов крови, которые считаются побочным эффектом. [10] В прошлом эту группу условно называли комплексом витамина B3 . [11]
Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) вместе с его фосфорилированным вариантом никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ) используются в реакциях переноса при репарации ДНК и мобилизации кальция. НАД также играет решающую роль в метаболизме человека, действуя как кофермент как в гликолизе , так и в цикле Кребса . [12]
Тяжелый дефицит витамина B3 в рационе вызывает заболевание пеллагра , характеризующееся диареей , чувствительным к солнцу дерматитом , сопровождающимся гиперпигментацией и утолщением кожи (см. изображение), воспалением рта и языка, бредом, деменцией и, если не лечить, смертью. . [6] Общие психиатрические симптомы включают раздражительность, плохую концентрацию, беспокойство, утомляемость, потерю памяти, беспокойство, апатию и депрессию. [13] Биохимические механизмы наблюдаемой нейродегенерации, вызванной дефицитом, не совсем понятны, но могут основываться на A) потребности в никотинамидадениндинуклеотиде (NAD+) для подавления образования нейротоксичных метаболитов триптофана; Б) ингибирование генерации митохондриального АТФ, приводящее к повреждению клеток; В) активация пути поли(АДФ-рибоза)полимеразы (PARP), поскольку PARP является ядерным ферментом, участвующим в репарации ДНК, но в отсутствие НАД+ может привести к гибели клеток; D) снижение синтеза нейропротекторного нейротрофического фактора головного мозга или его рецепторной киназы рецептора тропомиозина B ; или E) изменения в экспрессии генома непосредственно из-за дефицита ниацина. [14]
Дефицит ниацина редко наблюдается в развитых странах и чаще всего связан с бедностью, недоеданием или недоеданием, вторичным по отношению к хроническому алкоголизму . [15] Это также часто происходит в регионах, где люди едят кукурузу (кукурузу) в качестве основного продукта питания, поскольку в кукурузе мало усвояемого ниацина. [5] Техника приготовления, называемая никстамализация , то есть предварительная обработка щелочными ингредиентами, увеличивает биодоступность ниацина во время производства кукурузной муки или муки. [16] По этой причине люди, которые потребляют кукурузу в виде лепешек или мамалыги , подвергаются меньшему риску дефицита ниацина.
Для лечения дефицита Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует назначать ниацинамид (т.е. никотинамид) вместо ниацина, чтобы избежать побочного эффекта приливов крови, обычно вызываемого последним. Рекомендации предлагают использовать 300 мг/день в течение трех-четырех недель. [10] Деменция и дерматит улучшаются в течение недели. Поскольку может присутствовать дефицит других витаминов группы B, ВОЗ рекомендует в дополнение к ниацинамиду принимать поливитамины. [10]
Болезнь Хартнупа — наследственное нарушение питания, приводящее к дефициту ниацина. [17] Он назван в честь английской семьи с генетическим заболеванием, которое привело к неспособности усваивать незаменимую аминокислоту триптофан , поскольку триптофан является предшественником синтеза ниацина. Симптомы схожи с пеллагрой, включая красную, чешуйчатую сыпь и чувствительность к солнечному свету. Для лечения этого состояния назначают пероральный ниацин или ниацинамид в дозах от 50 до 100 мг два раза в день, с хорошим прогнозом при раннем выявлении и лечении. [17] Синтез ниацина также недостаточен при карциноидном синдроме из-за метаболического отклонения его предшественника триптофана на образование серотонина . [4]
Концентрации ниацина и метаболитов ниацина в плазме не являются полезными маркерами статуса ниацина. [3] Выведение с мочой метилированного метаболита N1-метилникотинамида считается надежным и чувствительным. Для измерения требуется 24-часовой сбор мочи. У взрослых значение менее 5,8 мкмоль/день указывает на дефицит ниацина, а от 5,8 до 17,5 мкмоль/день – на низкий уровень. [3] По данным Всемирной организации здравоохранения, альтернативным способом экспрессии N1-метилникотинамида в моче является количество мг/г креатинина в суточном сборе мочи, при этом дефицит определяется как <0,5, низкий 0,5-1,59, приемлемый 1,6-. 4,29 и высокий >4,3 [10] Дефицит ниацина возникает до появления признаков и симптомов пеллагры. [3] Концентрации никотинамидадениндинуклеотида (НАД) в эритроцитах потенциально являются еще одним чувствительным индикатором истощения запасов ниацина, хотя определения недостаточного, низкого и адекватного уровня не установлены. Наконец, уровень триптофана в плазме снижается при диете с низким содержанием ниацина, поскольку триптофан превращается в ниацин. Однако низкий уровень триптофана также может быть вызван диетой с низким содержанием этой незаменимой аминокислоты, поэтому он не является специфичным для подтверждения витаминного статуса. [3]
Медицинский институт США (переименованный в Национальную медицинскую академию в 2015 году) обновил расчетные средние потребности (EAR) и рекомендуемые диетические нормы (RDA) ниацина в 1998 году, а также допустимые верхние уровни потребления (UL). Вместо RDA для групп населения, для которых недостаточно доказательств для определения уровня потребления с пищей, достаточного для удовлетворения потребностей в питательных веществах большинства людей, определяются адекватные дозы потребления (AI). [21] (см. таблицу).
Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) называет совокупный набор информации нормами диетического питания (DRV), с эталонным потреблением для населения (PRI) вместо RDA и средней потребностью вместо EAR. В ЕС AI и UL имеют то же определение, что и в США, за исключением того, что единицами измерения являются миллиграммы на мегаджоуль (МДж) потребляемой энергии, а не мг/день. Для женщин (включая беременных и кормящих), мужчин и детей PRI составляет 1,6 мг на мегаджоуль. Поскольку преобразование составляет 1 МДж = 239 ккал, взрослый человек, потребляющий 2390 килокалорий, должен потреблять 16 мг ниацина. Это сопоставимо с рекомендуемыми дозами в США (14 мг/день для взрослых женщин, 16 мг/день для взрослых мужчин). [22]
UL устанавливаются путем определения количества витаминов и минералов, вызывающих побочные эффекты, а затем выбора в качестве верхнего предела количества, которые представляют собой «максимальное ежедневное потребление, которое вряд ли вызовет неблагоприятные последствия для здоровья». [21] Регулирующие органы разных стран не всегда сходятся во мнении. В США 30 или 35 мг для подростков и взрослых, для детей меньше. [3] Максимальный уровень EFSA для взрослых установлен на уровне 10 мг/день, что составляет около одной трети значения в США. Для всех государственных UL этот термин применяется к ниацину в качестве добавки, принимаемой в виде одной дозы, и предназначен для ограничения, позволяющего избежать реакции покраснения кожи. Это объясняет, почему по EFSA рекомендуемая суточная доза может быть выше UL. [23]
И DRI, и DRV описывают необходимые количества в виде эквивалентов ниацина (NE), рассчитанных как 1 мг NE = 1 мг ниацина или 60 мг незаменимой аминокислоты триптофана. Это потому, что аминокислота используется для синтеза витамина. [3] [22]
Для целей маркировки пищевых продуктов и пищевых добавок в США количество в порции выражается в процентах от дневной нормы (% ДВ). Для целей маркировки ниацина 100% дневной нормы составляет 16 мг. До 27 мая 2016 г. она составляла 20 мг и была изменена, чтобы привести ее в соответствие с RDA. [24] [25] Соблюдение обновленных правил маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов США или более и к 1 января 2021 года для производителей с меньшими объемами продаж продуктов питания. [26] [27] Таблица старых и новых дневных норм для взрослых представлена в разделе «Справочная суточная норма» .
Ниацин содержится в различных цельных и обработанных продуктах , включая обогащенные упакованные продукты , мясо различных животных источников, морепродукты и специи . [4] [28] В целом, продукты животного происхождения содержат около 5–10 мг ниацина на порцию, хотя в молочных продуктах и яйцах его мало. Некоторые продукты растительного происхождения, такие как орехи, бобовые и зерновые, содержат около 2–5 мг ниацина на порцию, хотя в некоторых зерновых продуктах этот естественно присутствующий ниацин в значительной степени связан с полисахаридами и гликопептидами , что делает его биодоступным только около 30%. Обогащенные пищевые ингредиенты, такие как пшеничная мука, содержат биодоступный ниацин. [5] Среди цельных продуктов питания с самым высоким содержанием ниацина на 100 грамм:
Вегетарианская и веганская диеты могут обеспечить достаточное количество таких продуктов, как пищевые дрожжи, арахис, арахисовое масло, тахини, коричневый рис, грибы, авокадо и семена подсолнечника. Для обеспечения достаточного потребления также можно употреблять обогащенные продукты и пищевые добавки. [5] [31]
Ниацин, который естественным образом содержится в пище, подвержен разрушению при приготовлении пищи при высокой температуре, особенно в присутствии кислых продуктов и соусов. Он растворим в воде, поэтому может также теряться из продуктов, кипяченных в воде. [32]
Страны обогащают продукты питания питательными веществами для устранения известных недостатков. [7] По состоянию на 2020 год 54 страны требовали обогащения пшеничной муки ниацином или ниацинамидом; 14 также требуют обогащения кукурузной муки, а 6 требуют обогащения риса. [33] В разных странах обогащение ниацином колеблется от 1,3 до 6,0 мг/100 г. [33]
В Соединенных Штатах ниацин (кислота) продается в виде пищевой добавки, отпускаемой без рецепта, в дозах от 100 до 1000 мг на порцию. Эти продукты часто имеют заявление о полезности для здоровья по структуре/функции [34], разрешенное Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA). Примером может быть: «Поддерживает здоровый липидный профиль крови». Американская кардиологическая ассоциация (AHA) настоятельно не рекомендует использовать ниацин, отпускаемый без рецепта, вместо ниацина, отпускаемого по рецепту, из-за потенциально серьезных побочных эффектов. По этой причине, а также потому, что производство пищевой добавки ниацина не так хорошо регулируется FDA, как производство ниацина, отпускаемого по рецепту, AHA рекомендует использовать добавки ниацина только под наблюдением медицинского работника. [35] Более 30 мг ниацина, употребляемого в качестве пищевой добавки, может вызвать покраснение кожи. Кожа лица, рук и груди приобретает красноватый цвет из-за расширения сосудов мелких подкожных сосудов, сопровождающегося ощущениями жара, покалывания и зуда. Эти признаки и симптомы обычно преходящи и длятся от нескольких минут до нескольких часов; они считаются скорее неприятными, чем токсичными. [5]
Дневная норма витамина B3 установлена на уровне 35 мг. При применении суточных доз всего 30 мг сообщалось о покраснении кожи, которое всегда начинается с лица и иногда сопровождается сухостью кожи, зудом, парестезиями и головной болью. [12] Токсичность печени является наиболее серьезной токсической реакцией и возникает при дозах > 2 граммов в день. [36] Сообщалось о молниеносном гепатите при дозах от 3 до 9 граммов в день, что требовало трансплантации печени. [ нужна цитация ] Другие реакции включают непереносимость глюкозы , гиперурикемию , макулярный отек и макулярные кисты. [12]
Кукуруза (маис) стала основным продуктом питания на юго-востоке США и в некоторых частях Европы. Заболевание, которое характеризовалось дерматитом кожи, подвергающейся воздействию солнечных лучей, было описано в Испании в 1735 году Гаспаром Казалем . Он объяснил причину плохого питания. [37] В северной Италии его назвали пеллагрой из лангобардского языка ( agra = падуб или сыворотка ; pell = кожа). [38] [39] Со временем болезнь стала более тесно связана именно с кукурузой. [40] В США главный хирург США поручил Джозефу Голдбергеру изучить пеллагру. Его исследования подтвердили, что виновата кукурузная диета, но он не определил основную причину. [41] [42]
Никотиновая кислота была выделена из печени биохимиком Конрадом Эльвехьемом в 1937 году. Позже он определил активный ингредиент, назвав его «фактором предотвращения пеллагры» и «фактором против черного языка». [43] Его также называли «витамин РР», «витамин РР» и «РР-фактор», все они произошли от термина «фактор профилактики пеллагры». [10] В конце 1930-х годов исследования Тома Дугласа Спайса , Мэрион Бланкенхорн и Кларка Купера подтвердили, что ниацин излечивает пеллагру у людей. В результате распространенность заболевания значительно снизилась. [44]
В 1942 году, когда началось обогащение муки никотиновой кислотой, в популярной прессе появился заголовок «Табак в твоем хлебе». В ответ Совет по продуктам питания и питанию Американской медицинской ассоциации одобрил новые названия Совета по продуктам питания и питанию «ниацин » и «амид ниацина» для использования в первую очередь не учеными. Было сочтено целесообразным выбрать название, отделяющее никотиновую кислоту от никотина , чтобы избежать ощущения, что витамины или продукты, богатые ниацином, содержат никотин или что сигареты содержат витамины. Получившееся название ниацин произошло от никотиновой кислоты + витамин в . [45] [46]
Дж. Лагуна и К.Дж. Карпентер обнаружили в 1951 году, что ниацин в кукурузе биологически недоступен и может высвобождаться только в очень щелочной известковой воде с pH 11. Это объясняет, почему латиноамериканская культура использовала обработанную щелочью ( никстамализованную ) кукурузную муку для приготовления тортилья не подвергалась риску дефицита ниацина. [47]
Витамин B3... потенциально включает в себя три различные молекулярные формы: никотиновую кислоту, ниацинамид и никотинамирибозид.
Ниацин или никотинат вместе с его амидной формой никотинамидом определяют группу комплекса витамина B3.