NAD+(Nikotinamido adenino dinukleotidas, taip pat žinomas kaip nikotinamido adenino di-nukleotidas) yra kofermento junginys, sudarytas iš nikotinamido, ribozės, fosfato ir adenozino. Pagal savo molekulinę struktūrą nikotinamido dalis dalyvauja redokso reakcijose per grįžtamąjį elektronų perdavimą, o adenozino dalis yra atsakinga už vandenilio atomų perdavimą. Dėl šios unikalios struktūros jis yra pagrindinis ląstelių energijos apykaitos centras.
NAD+ atradimą galima atsekti XX amžiaus pradžioje: 1906 m. mokslininkai pirmą kartą išskyrė NAD+ pirmtaką iš mielių ekstrakto; 1929 m. Nobelio chemijos premija buvo skirta atitinkamiems mokslininkams, patvirtinantiems jų lemiamą vaidmenį fermentacijos procese; 1930 m. Nobelio fiziologijos arba medicinos premija dar labiau atskleidė pagrindinę NAD+ padėtį ląstelių kvėpavime ir energijos apykaitoje. Gilėjant tyrimams, NAD+ funkcijos pamažu išsiplėtė nuo energijos apykaitos iki tokių sričių kaip DNR taisymas, signalų reguliavimas ir senėjimo intervencija, tapdama tyrimų tašku gyvybės mokslų srityje.
|
|
|
|
|
|
|
|
Pagrindinės NAD+ funkcijos: nuo ląstelių metabolizmo iki gyvybės reguliavimo
Energijos apykaitos „variklis“.
NAD+ yra pagrindinis kofermentas ląstelių kvėpavimo grandinėje, per redokso reakcijas paverčiantis maisto cheminę energiją į ATP (adenozino trifosfatą), suteikdamas tiesioginę energiją ląstelėms. Metabolizmo keliuose, tokiuose kaip glikolizė ir trikarboksirūgšties ciklas, NAD+ vyksta „elektronų priėmimo - elektronų perdavimo“ ciklas, kurio metu maistinėse medžiagose esanti cheminė energija paverčiama ATP. Kai NAD+ lygis yra pakankamas, padidėja mitochondrijų energijos konversijos efektyvumas, todėl didelės-energijos organai, tokie kaip širdis, smegenys ir kepenys, gali palaikyti normalias funkcijas; nukritus NAD+ lygiui, mitochondrijų aprūpinimas energija yra nepakankamas, o tai lemia organų funkcijų nuosmukį, pvz., mažėja raumenų jėga, atmintis ir susilpnėja kepenų medžiagų apykaitos pajėgumai, o ilgainiui didėja lėtinių ligų rizika.
DNR taisymo „globėjas“.
DNR, kaip genetinės informacijos nešėja, jos vientisumas tiesiogiai lemia ląstelių išlikimą ir funkcionavimą. NAD+ yra DNR atkūrimo fermento PARP (poli-ADP-ribozės polimerazės) substratas. Kai DNR nutrūksta viena-sruogelė, PARP greitai suaktyvėja ir užbaigia atstatymo procesą vartodamas NAD+.. Jei NAD+ lygis yra nepakankamas, PARP aktyvumas mažėja, spartėja DNR pažeidimo kaupimasis, spartėja ląstelių senėjimo procesas, didėja lėtinių krūties vėžio rizika (todėl didėja genų mutacijų rizika). Be to, NAD+ taip pat dalyvauja DNR dvigubos grandinės pertraukos atstatyme ir genomo stabilumo palaikyme, aktyvuodamas Sirtuinų šeimos baltymus (pvz., SIRT6, SIRT7).
Senėjimo reguliavimo „pagrindinis jungiklis“.
Senėjimo esmė – laipsniškas ląstelių funkcijų mažėjimas. NAD+ reguliuoja su senėjimu -susijusius ląstelių kelius ir tampa pagrindine molekule, lėtinančia senėjimą ir prailginančia sveiko gyvenimo trukmę. NAD+ gali suaktyvinti SIRT1 baltymą, slopinti p53-p21 senėjimo kelią ir sumažinti senėjimo programą, kurią inicijuoja DNR pažeidimai ir oksidacinis stresas ląstelėse. Tyrimai parodė, kad NAD+ papildymas gali žymiai sumažinti pelių senstančių ląstelių skaičių, pagerinti pagyvenusių pelių fizinius gebėjimus ir pažinimo funkciją bei pailginti jų sveiko gyvenimo trukmę. Be to, NAD+ taip pat sustiprina telomerazės aktyvumą, lėtina telomerų trumpėjimo greitį ir dar labiau lėtina ląstelių senėjimą.
Metabolizmo pusiausvyros „reguliatorius“.
NAD+ dalyvauja reguliuojant gliukozės ir riebalų apykaitą, aktyvuodama Sirtuinų šeimos baltymus (pvz., SIRT1, SIRT3). Gliukozei NAD+ gali skatinti jautrumą insulinui, padėdamas ląstelėms efektyviai įsisavinti gliukozę ir išvengti didelio cukraus kiekio kraujyje, sukeliančio diabetą; riebalų apykaitai, NAD+ gali slopinti riebalų kaupimąsi kepenyse ir kraujagyslėse, sumažindama su metabolizmu susijusių ligų, tokių kaip ne-alkoholinė suriebėjusių kepenų liga ir aterosklerozė, tikimybę.
NAD+ lygio mažėjimas: „dažna senėjimo ir ligų priežastis“.
Žmonėms senstant, NAD+ lygis žmogaus organizme rodo reikšmingą mažėjimo tendenciją. 30 metų amžiaus NAD+ lygis yra maždaug 60% jo piko; sulaukus 60 metų šis skaičius toliau mažėja iki mažiau nei 20 proc. NAD+ lygio sumažėjimas tiesiogiai lemia:
Energijos apykaita sulėtėja
Silpsta mitochondrijų funkcija, ląstelėms trūksta energijos, todėl atsiranda tokių simptomų kaip nuovargis ir silpnumas;
DNR pažeidimai kaupiasi
Mažėja PARP aktyvumas, silpsta DNR taisymo galimybės, didėja genų mutacijų rizika;
Didėja senstančių ląstelių skaičius
Sumažėja SIRT1 aktyvumas, suaktyvėja p53-p21 kelias, pagreitėja ląstelių senėjimo procesas;
Atsiranda medžiagų apykaitos sutrikimai
Sumažėja jautrumas insulinui, didėja riebalų kaupimasis, didėja medžiagų apykaitos ligų, tokių kaip nutukimas ir diabetas, rizika.
NAD+ lygio gerinimas: išsamios strategijos nuo dietos iki technologijų
Dietos koregavimas: natūralių NAD+ pirmtakų šaltiniai
Gyvūninis{0}}maistas:Kalakutienos krūtinėlė (niacinas 3,60mg/100g), vištienos krūtinėlė (niacinas 3,74mg/100g), lašiša (niacinas 10-15mg/100g) ir kt., kuriose gausu niacino ir triptofano, yra svarbios žaliavos NAD+ sintezei.
Pieno produktai:Piene esanti nikotinamido ribozė (NR) gali būti tiesiogiai paversta NAD+, o kasdien išgėrus 200-300 mililitrų riebaus pieno, galima palaikyti NAD+ lygį.
Nesmulkinti grūdai ir daržovės:Ruduosiuose ryžiuose, avižose ir kt. yra niacino ir maistinių skaidulų, špinatų, lapinių kopūstų ir kt., tamsiai žaliose lapinėse daržovėse gausu triptofano ir folio rūgšties, kuri gali sumažinti NAD+ vartojimą.
Grybai ir riešutai:Grybuose, šitake grybuose yra niacino pirmtakų, migdoluose, graikiniuose riešutuose ir kt., riešutuose gausu triptofano ir niacino, jie yra puikūs NAD šaltiniai+.
Maisto papildai: Patogus pasirinkimas moksliniam papildymui
NAD+ pirmtakai:NMN (-nikotinamido mononukleotidas) ir NR (nikotinamido ribozė) yra tiesioginiai NAD+ pirmtakai, kuriuos galima papildyti per burną, kad padidėtų NAD+ kiekis organizme.
Sinergetinė formulė:PQQ (pirolochinolino chinono), spermidino, resveratrolio ir kt. deriniai gali sustiprinti NAD+ sintezės efektyvumą, slopinti jo suvartojimą ir turėti sinergetinį senėjimą stabdantį poveikį.
Išmani pristatymo sistema:Naudojant nano{0}}nešiklio technologiją (pvz., NMN, gaubtą su kiaušinio baltymo-rokforo polisacharidu), siekiant pagerinti biologinį prieinamumą ir užtikrinti tikslų NAD+ patekimą į tikslinius audinius.
Gyvenimo būdo intervencija: mažos{0}}kainos ir didelės{1}}investicijos į sveikatą
Reguliarus pratimas:Vidutinis aerobinis pratimas (pvz., greitas ėjimas, plaukimas) ir jėgos treniruotės gali paskatinti NAD+ sintezę ląstelėse, o tų, kurie sportuoja ilgą laiką, jų organizme NAD+ lygis yra santykinai didesnis.
Kalorijų apribojimas:Remiantis prielaida užtikrinti subalansuotą mitybą, tinkamai sumažinus suvartojamų kalorijų kiekį (10–30%), gali suaktyvėti Sirtuins baltymų šeima ir paskatinti NAD+ sintezę.
Pakankamas miegas:Miego metu organizme vyksta medžiagų apykaitos ir atstatymo veikla, kuri padeda palaikyti NAD+ lygį. Suaugusieji turėtų užtikrinti 7-9 valandas kokybiško miego per dieną.
Sumažinti saulės spindulių poveikį:Ultravioletiniai spinduliai sunaudoja NAD+ odoje, todėl ribojant saulės poveikį galima sumažinti neveiksmingą NAD praradimą+.
NAD+ tyrimų ribos ir perspektyvos
Klinikinių tyrimų laimėjimai
Pastaraisiais metais NAD+ pirmtakai pasiekė teigiamų rezultatų klinikiniuose tyrimuose dėl Alzheimerio ligos, Parkinsono ligos, širdies ir kraujagyslių ligų ir kt. Pavyzdžiui, II fazės klinikinis tyrimas, skirtas Alzheimerio liga sergantiems pacientams, parodė, kad kombinuotas vaistas, kuriame yra NR, per 84 dienas žymiai pagerino atmintį; Kitas klinikinis Parkinsono liga sergančių pacientų tyrimas patvirtino, kad paros dozė 1 g NR gali padidinti bendrą NAD+ kiekį smegenyse, pagerinti smegenų metabolizmą ir sumažinti uždegiminius žymenis.
Individualizuotų papildymo strategijų tyrimas
Buvo nustatyta, kad NAD+ papildų poveikis skiriasi tarp asmenų, o tokie veiksniai kaip lytis, metabolinis fenotipas ir genetinis pagrindas gali turėti įtakos vaisto veiksmingumui. Būsimiems tyrimams reikia toliau paaiškinti optimalią papildo dozę ir planuoti įvairioms populiacijoms, kad būtų pasiekta tiksli intervencija.
Naujų NAD+ pirmtakų tyrimai
Be NMN ir NR, mokslininkai tiria naujus NAD+ pirmtakus, tokius kaip ergotioninas. Melatoninas gali sustiprinti organizmo gebėjimą savarankiškai gaminti NAD+, aktyvindamas endogeninį NAD sintezės kelią+. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad per 15 minučių po vartojimo NAD+ koncentracija ląstelėse gali padidėti 75%.
Kombinuotas NAD+ ir su senėjimu susijusių ligų gydymas
NAD+ papildymo strategija derinama su kitais anti-senėjimo metodais (tokiais kaip kamieninių ląstelių terapija, genų redagavimas), kad būtų sudarytas daugialypis intervencijos planas. Pavyzdžiui, NAD+ pirmtakų ir SIRT1 aktyvatorių (tokių kaip resveratrolis) derinys gali sinergiškai veikti CD38/NAD+/SIRT1 ašyje, veiksmingiau padidindamas tarpląstelinį NAD+ lygį ir suaktyvindamas su ilgaamžiškumu susijusius kelius.
