Wprowadzenie do artykułu:

NAD+ jest niezbędny do wytwarzania energii w organizmie i regulacji kluczowych procesów komórkowych.Oto dlaczego jest tak ważny, jak go odkryto i jak możesz uzyskać jego więcej.

Jak NAD+ jest potężny

Otwórz dowolny podręcznik do biologii, a dowiesz się o NAD+, co oznacza dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy.To kluczowy koenzym występujący w każdej komórce organizmu, biorący udział w setkach procesów metabolicznych, takich jak energia komórkowa i zdrowie mitochondriów.NAD+ ciężko pracuje w komórkach ludzi i innych ssaków, drożdży i bakterii, a nawet roślin.

Naukowcy wiedzą o NAD+ od chwili jego pierwszego odkrycia w 1906 roku i od tego czasu nasza wiedza na temat jego znaczenia stale ewoluuje.Na przykład niacyna, prekursor NAD+, odegrała rolę w łagodzeniu pelagry, śmiertelnej choroby, która nękała południe Ameryki w XX wieku.Naukowcy ustalili wówczas, że mleko i drożdże, które zawierają prekursory NAD+, łagodzą objawy.Z biegiem czasu naukowcy zidentyfikowali kilka prekursorów NAD+ — w tym między innymi kwas nikotynowy, amid nikotynamidu i rybozyd nikotynamidu — które wykorzystują naturalne szlaki prowadzące do NAD+.Pomyśl o prekursorach NAD+ jak o różnych trasach, którymi możesz podążać, aby dotrzeć do celu.Wszystkie ścieżki prowadzą do tego samego miejsca, ale różnymi środkami transportu.

Ostatnio NAD+ stała się cenioną cząsteczką w badaniach naukowych ze względu na jej kluczową rolę w funkcjach biologicznych.Społeczność naukowa badała związek NAD+ z zauważalnymi korzyściami u zwierząt, co w dalszym ciągu inspiruje badaczy do przekładania tych odkryć na ludzi.Jak więc dokładnie NAD+ odgrywa tak ważną rolę?Krótko mówiąc, jest to koenzym lub cząsteczka „pomocnicza”, która wiąże się z innymi enzymami, pomagając wywołać reakcje na poziomie molekularnym.

Ale organizm nie ma nieskończonych zapasów NAD+.W rzeczywistości maleje wraz z wiekiem.Historia badań nad NAD+ i ich niedawne zadomowienie się w społeczności naukowej otworzyły przed naukowcami furtkę do zbadania utrzymywania poziomów NAD+ i uzyskiwania większej ilości NAD+.

Jaka jest historia NAD+?

NAD+ został po raz pierwszy zidentyfikowany przez Sir Arthura Hardena i Williama Johna Younga w 1906 roku, kiedy obaj chcieli lepiej zrozumieć fermentację – podczas której drożdże metabolizują cukier i wytwarzają alkohol i CO2.Większe uznanie NAD+ zajęło prawie 20 lat, kiedy Harden podzielił się Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii w 1929 r. z Hansem von Euler-Chelpinem za ich pracę nad fermentacją.Euler-Chelpin stwierdził, że struktura NAD+ składa się z dwóch nukleotydów, elementów budulcowych kwasów nukleinowych, z których składa się DNA.Odkrycie, że fermentacja, proces metaboliczny, opiera się na NAD+, zapowiedział to, co wiemy obecnie o NAD+ odgrywającym kluczową rolę w procesach metabolicznych u ludzi.

Euler-Chelpin w swoim przemówieniu nagrodzonym Nagrodą Nobla w 1930 r. nazwał NAD+ „kozymasą”, jak go kiedyś nazywano, zachwalając jego witalność.„Powodem, dla którego wkładamy tak dużo pracy w oczyszczenie i określenie składu tej substancji” – powiedział – „jest to, że komasaza jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych i biologicznie najważniejszych aktywatorów w świecie roślin i zwierząt”.

Otto Heinrich Warburg — znany z „efektu Warburga” — w latach trzydziestych XX wieku popchnął naukę do przodu, a badania dokładniej wyjaśniły rolę NAD+ w reakcjach metabolicznych.W 1931 roku chemicy Conrad A. Elvehjem i CK Koehn odkryli, że kwas nikotynowy, prekursor NAD+, jest czynnikiem łagodzącym pelagrę.Lekarz publicznej służby zdrowia Stanów Zjednoczonych Joseph Goldberger stwierdził wcześniej, że śmiertelna choroba ma związek z brakiem czegoś w diecie, co następnie nazwał PPF, od „czynnika zapobiegającego pelagrze”.Goldberger zmarł przed ostatecznym odkryciem, że jest to kwas nikotynowy, ale jego wkład doprowadził do odkrycia, które wpłynęło również na ostateczne ustawodawstwo nakazujące wzmacnianie mąki i ryżu na skalę międzynarodową.

W następnej dekadzie Arthur Kornberg, późniejszy laureat Nagrody Nobla za pokazanie, jak powstają DNA i RNA, odkrył syntetazę NAD, enzym wytwarzający NAD+.Badania te zapoczątkowały zrozumienie elementów składowych NAD+.W 1958 roku naukowcy Jack Preiss i Philip Handler zdefiniowali tak zwaną obecnie ścieżkę Preissa-Handlera.Ścieżka pokazuje, jak kwas nikotynowy – ta sama forma witaminy B3, która pomogła wyleczyć pelagrę – przekształca się w NAD+.Pomogło to naukowcom lepiej zrozumieć rolę NAD+ w diecie.Handler zdobył później Narodowy Medal Nauki z rąk prezydenta Ronalda Reagana, który przytoczył „wybitny wkład Handlera w badania biomedyczne… poprawiające stan amerykańskiej nauki”.

Chociaż naukowcy zdali sobie sprawę ze znaczenia NAD+, nie odkryli jeszcze jego złożonego wpływu na poziomie komórkowym.Nadchodzące technologie w badaniach naukowych w połączeniu z kompleksowym uznaniem znaczenia koenzymu ostatecznie zachęciły naukowców do kontynuowania badań tej cząsteczki.

Jak NAD+ działa na organizm?

NAD+ działa jak autobus wahadłowy, przenosząc elektrony z jednej cząsteczki do drugiej w komórkach, aby przeprowadzić wszelkiego rodzaju reakcje i procesy.Wraz ze swoim molekularnym odpowiednikiem, NADH, ta istotna cząsteczka uczestniczy w różnych reakcjach metabolicznych, które generują energię naszej komórki.Bez wystarczającego poziomu NAD+ nasze komórki nie byłyby w stanie wygenerować żadnej energii potrzebnej do przetrwania i wykonywania swoich funkcji.Inne funkcje NAD+ obejmują regulację naszego rytmu dobowego, który kontroluje cykl snu/czuwania naszego organizmu.

Wraz z wiekiem spada poziom NAD+, co sugeruje istotne implikacje dla funkcji metabolicznych i chorób związanych z wiekiem.Uszkodzenia DNA kumulują się i tworzą kulę śnieżną wraz ze starzeniem się.

Co się stanie, gdy poziom NAD+ spadnie?

Liczne badania wykazują obniżony poziom NAD+ w przypadku zaburzonych warunków żywieniowych, takich jak otyłość i starzenie się.Zmniejszenie poziomu NAD+ może prowadzić do problemów z metabolizmem.Problemy te mogą prowadzić do zaburzeń, w tym otyłości i insulinooporności.Otyłość powoduje cukrzycę i wysokie ciśnienie krwi.

Zaburzenia metaboliczne spowodowane spadkiem niskiego poziomu NAD+.Wysokie ciśnienie krwi i inne zaburzenia czynności serca mogą wysyłać do mózgu szkodliwe fale ciśnienia, które mogą prowadzić do upośledzenia funkcji poznawczych.

Ukierunkowanie na metabolizm NAD+ to praktyczna interwencja żywieniowa chroniąca przed chorobami metabolicznymi i innymi chorobami związanymi z wiekiem.Kilka grup przeprowadziło badania wskazujące, że suplementacja boosterami NAD+ poprawia insulinooporność wynikającą z otyłości.W mysich modelach chorób związanych z wiekiem suplementacja boosterami NAD+ łagodzi objawy chorób.Sugeruje to, że obniżony poziom NAD+ wraz z wiekiem może przyczyniać się do wystąpienia chorób związanych z wiekiem.

Zapobieganie spadkowi NAD+ oferuje obiecującą strategię zwalczania zaburzeń metabolizmu pojawiających się wraz z wiekiem.Ponieważ poziom NAD+ zmniejsza się wraz z wiekiem, może to prowadzić do zmniejszonej naprawy DNA, komórkowej reakcji na stres i regulacji metabolizmu energetycznego.

Ewentualne zyski

NAD+ jest ważny dla utrzymania mitochondriów gatunku i regulacji genów związanych ze starzeniem się.Jednak poziom NAD+ w naszym organizmie drastycznie spada wraz z wiekiem.„Wraz z wiekiem tracimy NAD+.Do 50. roku życia jesteś już o połowę mniejszy niż w wieku 20 lat” – mówi w wywiadzie David Sinclair z Uniwersytetu Harvarda.

Badania wykazały zmniejszenie liczby cząsteczek związanych z chorobami związanymi z wiekiem, w tym przyspieszonym starzeniem się, zaburzeniami metabolicznymi, chorobami serca i neurodegeneracją.Niski poziom NAD+ jest powiązany z chorobami związanymi z wiekiem z powodu mniej funkcjonalnego metabolizmu.Jednak uzupełnianie poziomów NAD+ wykazało działanie przeciwstarzeniowe w modelach zwierzęcych, wykazując obiecujące wyniki w odwracaniu chorób związanych z wiekiem, zwiększając długość życia i zdrowie.

Starzenie się

Sirtuiny, zwane „strażnikami genomów”, to geny chroniące organizmy, od roślin po ssaki, przed zniszczeniem i chorobami.Kiedy geny wyczują, że organizm znajduje się pod wpływem stresu fizycznego, takiego jak wysiłek fizyczny lub głód, wysyłają żołnierzy, aby bronili ciała.Sirtuiny utrzymują integralność genomu, wspomagają naprawę DNA i wykazały u zwierząt modelowych właściwości przeciwdziałające starzeniu, takie jak wydłużanie życia.

NAD+ to paliwo napędzające geny do pracy.Ale tak jak samochód nie może jechać bez paliwa, sirtuiny wymagają NAD+.Wyniki badań pokazują, że podniesienie poziomu NAD+ w organizmie aktywuje sirtuiny i zwiększa długość życia drożdżaków, robaków i myszy.Chociaż uzupełnianie NAD+ daje obiecujące wyniki w modelach zwierzęcych, naukowcy wciąż badają, w jaki sposób wyniki te mogą przełożyć się na ludzi.

Funkcja mięśni

Jako siła napędowa organizmu, funkcja mitochondriów ma kluczowe znaczenie dla naszej wydajności ćwiczeń.NAD+ jest jednym z kluczy do utrzymania zdrowych mitochondriów i stałej produkcji energii.

Zwiększenie poziomu NAD+ w mięśniach może poprawić ich mitochondria i sprawność u myszy.Inne badania pokazują również, że myszy przyjmujące boostery NAD+ są szczuplejsze i mogą biegać dalej na bieżni, wykazując większą wydolność wysiłkową.Starsze zwierzęta, które mają wyższy poziom NAD+, radzą sobie lepiej niż ich rówieśnicy.

Zaburzenia metaboliczne

Otyłość, uznana przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) za epidemię, jest jedną z najczęstszych chorób współczesnego społeczeństwa.Otyłość może prowadzić do innych zaburzeń metabolicznych, takich jak cukrzyca, która w 2016 roku spowodowała śmierć 1,6 miliona ludzi na całym świecie.

Starzenie się i dieta wysokotłuszczowa zmniejszają poziom NAD+ w organizmie.Badania wykazały, że przyjmowanie boosterów NAD+ może złagodzić związany z dietą i wiekiem przyrost masy ciała u myszy oraz poprawić ich wydolność wysiłkową, nawet u starszych myszy.Inne badania odwróciły nawet wpływ cukrzycy u samic myszy, pokazując nowe strategie zwalczania zaburzeń metabolicznych.

Funkcja serca

Elastyczność tętnic działa jak bufor pomiędzy falami ciśnienia wysyłanymi przez uderzenia serca.Jednak tętnice sztywnieją wraz z wiekiem, przyczyniając się do wysokiego ciśnienia krwi, najważniejszego czynnika ryzyka chorób sercowo-naczyniowych.CDC podaje, że w samych Stanach Zjednoczonych co 37 sekund jedna osoba umiera z powodu chorób układu krążenia.

Wysokie ciśnienie krwi może powodować powiększenie serca i zablokowanie tętnic, co prowadzi do udarów.Zwiększenie poziomu NAD+ zapewnia ochronę serca, poprawiając jego funkcje.U myszy dawki przypominające NAD+ uzupełniły poziom NAD+ w sercu do poziomu podstawowego i zapobiegły urazom serca spowodowanym brakiem przepływu krwi.Inne badania wykazały, że boostery NAD+ mogą chronić myszy przed nieprawidłowym powiększeniem serca.

Czy NAD+ zwiększa żywotność?

Tak.Gdybyś był myszą.Zwiększanie NAD+ za pomocą boosterów, takich jak NMN i NR, może wydłużyć życie i zdrowie myszy.

Zwiększone poziomy NAD+ dają umiarkowany efekt w postaci wydłużenia życia myszy.Naukowcy odkryli, że w badaniu opublikowanym w czasopiśmie: NR, wykorzystuje się prekursor NAD+, NRNauka, 2016, suplementacja NR zwiększa długość życia myszy o około pięć procent.

Zwiększony poziom NAD+ zapewnia również ochronę przed różnymi chorobami związanymi z wiekiem.Ochrona przed chorobami związanymi z wiekiem oznacza prowadzenie zdrowszego życia przez dłuższy czas i wydłużenie zdrowia.

W rzeczywistości niektórzy naukowcy zajmujący się przeciwdziałaniem starzeniu się, tacy jak Sinclair, uważają wyniki badań na zwierzętach za udane, ponieważ sami przyjmują boostery NAD+.Jednak inni naukowcy, tacy jak Felipe Sierra z krajowego instytutu ds. starzenia się w NIH, nie uważają, że lek jest jeszcze gotowy.„Konkluzja jest taka, że ​​nie próbuję żadnej z tych rzeczy.Dlaczego nie?Ponieważ nie jestem myszą” – powiedział.

Dla myszy poszukiwania „fontanny młodości” mogły dobiec końca.Jednak w przypadku ludzi naukowcy są zgodni, że jeszcze nie osiągnęliśmy tego celu.Badania kliniczne NMN i NR na ludziach mogą dostarczyć wyników w ciągu najbliższych kilku lat.

Przyszłość NAD+

W miarę napływu „srebrnej fali” pilne staje się znalezienie rozwiązania dla chorób przewlekłych związanych z wiekiem, które pozwoliłoby na usunięcie obciążeń zdrowotnych i ekonomicznych.Naukowcy być może znaleźli możliwe rozwiązanie: NAD+.

Nazwany „cudowną cząsteczką” ze względu na zdolność przywracania i utrzymywania zdrowia komórkowego, NAD+ wykazał różne możliwości w leczeniu chorób serca, cukrzycy, choroby Alzheimera i otyłości na modelach zwierzęcych.Jednak zrozumienie, w jaki sposób badania na zwierzętach mogą przekładać się na ludzi, jest dla naukowców kolejnym krokiem w celu zapewnienia bezpieczeństwa i skuteczności cząsteczki.

Naukowcy dążą do pełnego zrozumienia biochemicznego mechanizmu cząsteczki i trwają badania nad metabolizmem NAD+.Szczegóły mechanizmu cząsteczki mogą ujawnić sekret przeniesienia nauki o przeciwdziałaniu starzeniu się z ławki do łóżka.