D-ryboza | D-ribose

1.1. Historia i pochodzenie

Naturalnie występująca forma, D-ryboza, jest składnikiem rybonukleotydów, z których zbudowane jest RNA, a więc związek ten jest niezbędny do kodowania, dekodowania, regulacji i ekspresji genów. Posiada analog strukturalny – deoksyrybozę – który jest podobnie istotnym składnikiem DNA. L-ryboza nie występuje w przyrodzie. Po raz pierwszy została otrzymana przez Emila Fischera i Oscara Piloty’ego w 1891 roku. Jednakże dopiero w 1909 Phoebus Levene i Walter Jacobs uznali, że D-ryboza jest produktem naturalnym oraz enancjomerem L-rybozy Fischera i Piloty’ego, a także produktem i niezbędnym składnikiem kwasów nukleinowych. Fischer wybrał nazwę „ryboza”, ponieważ jest to częściowa zmiana nazwy innego cukru – arabinozy, którego ryboza jest epimerem na węglu 2′. Obie te nazwy odnoszą się również do gumy arabskiej, z której po raz pierwszy wyizolowano arabinozę oraz wytworzono L-rybozę.

1.2. Klasyfikacja

Ryboza to aldopentoza, czyli monosacharyd zawierający pięć atomów węgla, który w formie otwartego łańcucha ma aldehydową grupę funkcyjną na jednym końcu. D-ryboza jest niezbędna dla wielu organizmów, w tym ludzkiego. Wchodzi w skład szkieletu rybonukleotydów budujących RNA i jest substratem na szlaku syntezy ATP oraz enzymów zaangażowanych w oddychanie komórkowe.

1.3. Występowanie

D-ryboza to naturalnie występujący w nukleotydach RNA cukier. Jest analogiem deoksyrybozy wchodzącej w skład DNA. Komercyjnie D-rybozę pozyskuje się z fermentacji glukozy przez genetycznie zmodyfikowane szczepy bakterii – laseczek siennych (Bacillus subtilis). Główny nośnik energetyczny używany przez komórki, czyli ATP pochodzi właśnie od rybozy. W pożywieniu występuje ona w wysokich ilościach w grzybach, serze cheddar, wołowinie i drobiu, mleku, kawiorze i sardynkach.

2.1. Wpływ na gospodarkę energetyczną organizmu

D-ryboza wchodzi w skład ważnych enzymów tj. NAD (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy), FAD (dinukleotyd flawinoadeninowy) i NADP (fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego), które są niezbędne do procesu przekształcania energii zawartej w pożywieniu w ATP. Jak wykazały wyniki badań, w połączeniu z nikotynamidem (formą witaminy B3) zwiększa wewnątrzkomórkowe poziomy NAD+ i NADP. D-ryboza zwiększa wytwarzanie ATP poprzez przyspieszenie syntezy 5-fosforybozylo-1-pirofosforanu, przez co omija część szlaku pentozowego w celu wytworzenia d-rybozo-5-fosforanu. Buduje ona także wtórny przekaźnik cAMP (cykliczny adenozynomonofosforan.

2.2. Układ krwionośny

Jak wykazały wyniki wielu badań, D-ryboza zmniejsza uszkodzenia kardiomiocytów (komórek budujących tkankę mięśnia sercowego) w warunkach stresu oksydacyjnego. Doustne przyjmowanie D-rybozy zwiększa również tolerancję mięśnia sercowego na niedokrwienie. Hamuje także powstawanie nadtlenków lipidów (wolnych rodników lipidowych) związanych z peroksydacją wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, wchodzących w skład błony komórkowej.

Wyniki badań klinicznych potwierdziły skuteczność D-rybozy w leczeniu zastoinowej niewydolności serca i choroby wieńcowej. Mechanizm działania opiera się wówczas na zwiększeniu metabolizmu energetycznego serca i podniesieniu poziomów NAD+, FAD, NADP oraz nasileniu syntezy adenozynotrifosforanu (ATP).

D-ryboza jest też szeroko stosowana jako dodatek do leczenia wielu chorób związanych z układem krążenia. Zmniejsza również częstotliwość występowania napadów dusznicy bolesnej u osób dotkniętych chorobą niedokrwienną serca.

2.3. Wydolność fizyczna

D-ryboza zwiększa fosforylację ADP do ATP i dzięki temu poprawia wydolność fizyczną. W badaniach przeprowadzonych z udziałem zawodowych sportowców zaobserwowano istotny wzrost poziomów VO2 max (pułapu tlenowego) w porównaniu do grupy kontrolnej. To z kolei przełożyło się na zwiększoną siłę i wytrzymałość podczas wykonywanych ćwiczeń fizycznych.

Co ciekawe, zauważono, że suplementacja D-rybozą wiązała się ze znacznie niższymi wskaźnikami występowania DOMS (delayed onset muscle soreness) – opóźnionych bóli mięśniowych, pojawiających się do kilku dni po intensywnym treningu. Poprawiła również regenerację mięśni szkieletowych, gdy była przyjmowana w dawce 15 gramów na 1 godzinę przed lub 1 godzinę po wysiłku.

Literatura medyczna wskazuje również na istotne zmniejszenie objawów klinicznych u osób z zespołem przewlekłego zmęczenia i fibromialgią. Badani przyjmujący D-rybozę wykazywali więcej energii fizycznej, mniejszy ból mięśni i poprawę samopoczucia na co dzień.

2.4. Cukrzyca

D-ryboza co prawda nie zachowuje się jak samodzielny środek przeciwcukrzycowym, ale badania dowiodły, że może stanowić dobre uzupełnienie terapii dla diabetyków. Wyniki prac naukowych wykazały poprawę jakości życia u chorych na cukrzycę typu II, którzy przyjmowali D-rybozę. Cukier ten zwiększa sygnalizację na szlaku insuliny, podwyższając tym samym jej poziom. Skutkowało to lepszą kontrolą glikemii po posiłkach. Pozytywne efekty obejmowany zmniejszenie zmęczenia, poprawę funkcji kognitywnych oraz obniżenie poziomów glukozy we krwi.