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Nicotinamida Adenina Dinucleótido o NAD (abreviado NAD+ en su forma oxidada y NADH en su forma reducida) es una coenzima que se halla en las células vivas y que está compuesta por un dinucleótido, es decir, por dos nucleótidos, unidos a través de grupos fosfatos: uno de ellos es una base de adenina, y el otro una nicotinamida. Su función principal es el intercambio de electrones y protones y la producción de energía de todas las células.
En el metabolismo, el NAD+ está implicado en reacciones de reducción-oxidación, llevando los electrones de una a otra. Debido a esto, la coenzima se encuentra en dos formas: como un agente oxidante que acepta electrones de otras moléculas y que, además, actuando de ese modo da como resultado la segunda forma de la coenzima, el NADH (la especie reducida del NAD+) y, por otro lado, como agente reductor para donar electrones. Las reacciones de transferencia de electrones son la principal función del NAD+, que también se emplea en otros procesos celulares, siendo más notable su actuación como sustrato de enzimas que adicionan o eliminan grupos químicos de las proteínas en las modificaciones postraduccionales. Debido a la importancia de estas funciones, las enzimas involucradas en el metabolismo del NAD+ son objetivos para el descubrimiento de fármacos.
En los organismos, el NAD+ puede ser sintetizado a partir de biomoléculas sencillas como los aminoácidos de triptófano o ácido aspártico. Como alternativa se pueden obtener componentes más completos de la coenzima a partir de los alimentos, como la vitamina llamada niacina. Asimismo, se conocen compuestos similares que provienen de las reacciones que descomponen la estructura del NAD+. Estos componentes preformados pasan entonces a través de un camino de rescate que los recicla de nuevo a la forma activa. Parte del NAD+ se convierte también en nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP+). La química de estas coenzimas relacionadas es similar a la del NAD+, pero tiene diferentes papeles en el metabolismo.
Los procesos de respiración celular de todas las células vivas hacen uso de la coenzima NAD que desempeña un papel clave en el metabolismo energético mediante la aceptación y la donación de electrones. La NAD+, por su parte, se utiliza en las reacciones redox en la célula y actúa como un agente reductor como ya veíamos más arriba, y la NADH contribuye a la oxidación en los procesos celulares como la glucólisis para ayudar con la oxidación de la glucosa.
¿Qué transporta el NAD?
El NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleótido) es la coenzima que tiene como objetivo transportar hidrógenos desde el ciclo de Krebs hasta la cadena de transporte de electrones.
Los procesos de respiración celular de todas las células vivas hacen uso de la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD). Esta desempeña un papel clave en el metabolismo energético mediante la aceptación y la donación de electrones. Su función principal es el intercambio de electrones e hidrogeniones en la producción de energía de todas las células.
Tiene un papel esencial en el metabolismo celular y en la producción de energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina). Sus principales funciones son:
- Producción de energía: una de las funciones principales de NAD es participar en reacciones redox (de reducción-oxidación) en las células para producir energía. Esto ocurre en las mitocondrias, las "centrales de energía" de las células, donde NAD se convierte en su forma reducida, NADH, durante el proceso de respiración celular. Luego, el NADH se utiliza en la cadena de transporte de electrones para generar ATP, la principal fuente de energía celular.
- Regulación del metabolismo: NAD desempeña un papel clave en la regulación del metabolismo. Participa en procesos como la glucólisis, la oxidación de ácidos grasos y la gluconeogénesis, todos los cuales son esenciales para la obtención y utilización de nutrientes y la producción de energía.
- Función antioxidante: NAD también actúa como un cofactor para enzimas antioxidantes, como las sirtuinas, que ayudan a proteger las células contra el estrés oxidativo. Esto es importante para mantener la integridad celular y prevenir el daño causado por los radicales libres.
- Regulación del envejecimiento y la longevidad: se ha sugerido que las sirtuinas, enzimas dependientes de NAD, están implicadas en la regulación del envejecimiento y la longevidad. Se ha demostrado en estudios con modelos animales que la activación de las sirtuinas puede tener efectos protectores contra enfermedades relacionadas con la edad y promover una vida más larga y saludable.
- Replicación y reparación del ADN: NAD también es esencial para la replicación y reparación del ADN. Ayuda a mantener la integridad del material genético en las células y a garantizar que se produzcan copias precisas durante la división celular.
- Regulación de la expresión génica: NAD está implicado en la modulación de la expresión génica a través de las sirtuinas, que actúan como reguladores epigenéticos. Esto significa que pueden influir en qué genes se activan o desactivan en respuesta a diferentes señales ambientales o fisiológicas.
