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La niacina mejora el defecto sistémico de NAD+ y el rendimiento muscular en miopatías mitocondriales

Resumen de la Cápsula metabólica presentada por la Dra. Àngels García-Cazorla, en la Unidad de Enfermedades Metabólicas Congénitas del Hospital Sant Joan de Déu el 12 de junio de 2020.

La niacina mejora el defecto sistémico de NAD+ y el rendimiento muscular en miopatías mitocondriales
Avances en ECM
14/10/2020

La niacina es una forma de vitamina B3, que se encuentra en alimentos como la levadura, la carne vacuna, la leche, los huevos, las verduras verdes y los granos de cereal.

Nuestro organismo puede sintetizar niacina a través del triptófano (aminoácido que forma parte de las proteínas), pero de forma muy ineficiente.

La carencia dietética de vitamina B3 causa la pelagra (dermatitis, diarrea, demencia). La niacina es precursora del NAD+.

¿Qué es el NAD+ o nicotinamida adenina dinucleótido?

¿Qué es el NAD+ o nicotinamida adenina dinucleótido?

El NAD+ (NAD+ en su forma oxidada y NADH en su forma reducida, como vemos en la figura) es una molécula formada por dos nucleótidos (nicotinamida y adenina), unidos mediante grupos fosfatos.

Vemos en la figura siguiente como el NAD+ y NADH están implicados en reacciones de reducción-oxidación, llevando los electrones (e-) de una a otra. Debido a esto, esta coenzima se encuentra en dos formas: como un agente oxidante NAD+, que acepta electrones de otras moléculas y da como resultado la segunda forma de la coenzima, el NADH, la especie reducida del NAD+.

El NAD+ es una molécula formada por dos nucleótidos unidos mediante grupos fosfatos

¿Cuáles son las funciones del NAD+?

Su función principal es el intercambio de electrones (e-) y protones (como vemos en la parte superior de la figura anterior) y la producción de energía de todas las células.

Las diferentes formas de NAD+ (NAD+, NADH, NADP+, NADPH), y su relación regulan la síntesis de lípidos, nucleótidos, glutatión y la homeostasis de la membrana.

¿Qué función tiene la relación NAD+/NADH en la formación de energía mitocondrial?

La energía se produce mediante una serie de reacciones químicas acopladas a una cadena de transporte de electrones al oxígeno, transformando en ATP (adenosín trifosfato) la energía que se va generando.

Sistema de fosforilación oxidativa (OXPHOS).

Estas reacciones se realizan por la acción conjunta de cinco complejos multienzimáticos y diversos transportadores de electrones (entre ellas NAD+/NADH, y NADP+/NADPH), que constituyen el sistema de fosforilación oxidativa (OXPHOS).

Vemos en la figura superior como el NADH y NADPH (las formas reducidas) que se han generado en las reacciones de oxidación/reducción del organismo se transforman de nuevo en NAD y NADP (formas oxidadas) a lo largo de la cadena de transporte electrónico mitocondrial.

¿Cuál es la relación entre la fosforilación oxidativa y la relación NAD+/NADH?

La fosforilación oxidativa mitocondrial es el regulador clave de la relación NAD+/NADH.

Esto plantea la cuestión de si:

DIsfunción mitocondrial

¿Qué ocurre si se produce una depleción de NAD+?

Se ha postulado que la depleción de NAD+ puede promover el envejecimiento y las enfermedades degenerativas en modelos animales (roedores).

Sin embargo, se desconoce si en pacientes con trastornos degenerativos tiene lugar una depleción de NAD+.

¿Existe una depleción de NAD+ en enfermedades mitocondriales?

¿Existe una depleción de NAD+ en enfermedades mitocondriales?

Estos investigadores informan que se observa una depleción de NAD+ en sangre y músculo en los pacientes con PEO.

Depleción de NAD en sangre y músculo en los pacientes con PEO

El tratamiento con niacina, un precursor de NAD+, ¿mejora los niveles de NAD+?

Se ha propuesto el tratamiento con niacina para mejorar los niveles de NAD+ porque es una terapia ya usada con éxito y seguridad desde hace años en el tratamiento del hipercolesterolemia.

Los pacientes y controles fueron tratados con dosis crecientes de niacina, desde 250 mg/día -1 g/día durante 4 meses, manteniendo el tratamiento de los pacientes hasta los 10 meses.

La niacina es una terapia efectiva en miopatías mitocondriales

El tratamiento con niacina mejoró los niveles de NAD+, los signos de la enfermedad y el metabolismo muscular en los pacientes, mejorando también la fuerza muscular y el rendimiento.

Estos resultados indican que se produce una depleción de NAD+ en algunas enfermedades mitocondriales, y su reposición es una terapia potencial para las mismas.

Conclusiones NAD

Referencias

Eija Pirinen, Mari Auranen, Nahid A Khan, et al. Niacin Cures Systemic NAD + Deficiency and Improves Muscle Performance in Adult-Onset Mitochondrial Myopathy. Cell Metab 2020;31(6):1078-1090.e5.

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Última modificación: 
14/10/2020

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