NAD+, NMN ir NR: 1 dalis

🔗 Šiame Nexus:

❓ Kas yra NAD+?

🔬 Pagrindinės NAD+ fiziologinės funkcijos

🔄 Senėjimas ir NAD+ mažėjimas

💊 NAD+ stiprintojai: NMN ir NR

Atėjo laikas pradėti kalbėti apie tai, ką galite daryti be to, ką vadinu ilgaamžiškumo higiena (miegas, sveika mityba, fizinis aktyvumas ir t. t.). Ir pirmas dalykas, kuris paprastai iškyla pokalbiuose tarp ilgaamžiškumo naujokų ar entuziastų, yra NAD+, NMN ar NR. Todėl šis ir būsimi Nexus numeriai skirti geriau suprasti, kas yra NAD+, kaip jis veikia senėjimą, ar NMN ir NR gali padidinti NAD+ kiekį mūsų organizme, kokie moksliniai įrodymai slypi už šių molekulių veiksmingumo ir ar tai tikrai antisenėjimo šventasis gralis.

Įspėjimas: 1 dalis bus labai mokslinė, tad būkite pasiruošę. Stengiausi paaiškinti dalykus žmonių kalba, kur galėjau, bet nesu tikra, ar tai pavyko visais atvejais. Todėl pagrindinius faktus paryškinau tiems, kurie mokykloje nekentė chemijos ir biologijos. Kaip kompensaciją, 2 dalis bus daug mažiau sudėtinga ir daug praktiškesnė. Be to, ją išleisiu praėjus savaitei po šios, kad jums nereikėtų ilgai laukti.

Kas yra NAD+?

Nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD+) yra kofermentas, itin svarbus daugelyje metabolinių kelių (1). NAD+ pirmą kartą buvo aptiktas mielių fermentacijos metu, o jo atradimas atskleidė esminį jo vaidmenį metabolizme, senėjime, ilgaamžiškume, imuninėje sistemoje ir DNR taisyme (2). Be savo, kaip redokso reakcijų tarpininko, vaidmens, NAD+ taip pat yra substratas tokiems fermentams kaip sirtuinai ir poli(ADP-ribozės) polimerazės (PARP), kurie reguliuoja ląstelinius procesus, esminius ilgaamžiškumui ir genomo stabilumui.

Sirtuinai yra nuo NAD+ priklausomų fermentų šeima, reguliuojanti ląstelių sveikatą, senėjimą ir metabolizmą, deacetilindama baltymus, dalyvaujančius genų raiškoje, DNR taisyme ir metaboliniuose procesuose.

PARP yra fermentų šeima, naudojanti NAD+ DNR pažaidoms aptikti ir taisyti, prie tikslinių baltymų prijungdama ADP-ribozės polimerus ir taip palaikydama genomo stabilumą.

Pagrindinės NAD+ fiziologinės funkcijos

NAD+ randamas ląstelių mitochondrijose, branduolyje ir citoplazmoje, taip pat visame žmogaus kūne – raumenyse, smegenyse, kepenyse, riebaliniame audinyje, imuninėje sistemoje, širdyje ir kasoje. Jis atlieka esminį vaidmenį energijos gamyboje, DNR taisyme ir metabolizmo reguliavime, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau (3):

Pagrindinės NAD+ funkcijos:

1. Energijos metabolizmas. NAD+ yra būtinas ląstelių energijos metabolizmui glikolizėje, trikarboksirūgščių (TCA) cikle ir oksidaciniame fosforilinime (3):

• Glikolizė yra procesas, kurio metu gliukozė skaidoma energijai gaminti.
• TCA ciklas arba Krebso ciklas yra cheminių reakcijų seka, skirta energijai gaminti oksiduojant acetilkofermentą A (CoA), gaunamą iš angliavandenių, riebalų rūgščių ir baltymų. Arba, žmonių kalba, tai ląstelinis procesas, kuris maisto molekules paverčia energija, kurią ląstelės naudoja organizmuose, kuriems reikia deguonies.
• Oksidacinis fosforilinimas yra ląstelinis procesas, kuris panaudoja deguonies redukciją, kad susidarytų didelės energijos fosfatiniai ryšiai adenozintrifosfato (ATP) pavidalu. Tai būdas, kuriuo ląstelės naudoja deguonį, kad pagamintų energijos prisodrintas ATP molekules.

2. Redokso reakcijos. Nikotinamido adenino dinukleotidas egzistuoja dviem formomis – oksiduota (NAD+) ir redukuota (NADH) – ir atlieka pagrindinį vaidmenį tarpiniame metabolizme kaip privalomas partneris daugelyje oksidacijos/redukcijos (redokso) reakcijų (4). Kaip oksidatorius, jis priima elektronus ir virsta NADH, o tai būtina maisto medžiagoms skaidyti energijai gauti. Kaip reduktorius, NADH atiduoda elektronus elektronų pernašos grandinei ir biosintezės keliams, taip padėdamas gaminti ATP ir makromolekules.

3. DNR taisymas. NAD+ palaiko genomo stabilumą, remdamas DNR taisymą. PARP naudoja NAD+, kad pernešdami ADP-ribozės vienetus atliktų vienos grandinės DNR trūkių taisymą. Taip pat sirtuinai, nuo NAD+ priklausomi fermentai, reguliuoja DNR taisymą ir chromatino struktūrą, skatindami genomo vientisumą. Trumpai tariant, NAD+ padeda taisyti pažeistą DNR ir užtikrina, kad mūsų genetinė informacija išliktų nepakitusi (3).

4. Ląstelinis signalizavimas. NAD+ veikia kaip signalinė molekulė, darydama įtaką įvairiems ląsteliniams procesams. Jis dalyvauja sirtuinų aktyvinime, reguliuoja metabolizmą, atsaką į stresą ir ilgaamžiškumą, deacetilindamas baltymus, dalyvaujančius transkripcijoje ir DNR taisyme. Padidėjęs NAD+ kiekis aktyvina sirtuinus ir kitus signalinius kelius, taip gerindamas metabolizmo efektyvumą ir atsparumą stresui (3).

5. Imunomoduliacija. NAD+ ir jo metabolitai reguliuoja imuninį atsaką. NAD+ daro įtaką tam, kaip mūsų imuninės ląstelės reaguoja į grėsmes ir valdo uždegimą. Jis moduliuoja imuninių ląstelių aktyvumą ir uždegiminių citokinų gamybą bei daro įtaką makrofagų ir kitų imuninių ląstelių funkcijai, taip veikdamas infekcijos baigtį (3).

6. Cirkadiniai ritmai. NAD+ kiekis kyla ir krinta kartu su mūsų cirkadiniais ritmais, padėdamas reguliuoti genus ir baltymus, kurie kontroliuoja mūsų miegą, metabolizmą ir bendrus paros ciklus. NAD+ moduliuoja SIRT1, kuris sąveikaudamas su CLOCK-BMAL1 reguliuoja metabolinius ir elgesio ciklus, suderindamas ląstelių funkcijas su dienos ir nakties ciklu (3).

Ką sako mokslas?

Senėjimas ir NAD+ mažėjimas

Nustatyta, kad NAD+ koncentracija mažėja su amžiumi ir per savo energijos metabolizmo bei tam tikrų genų ir baltymų aktyvinimo audiniuose funkcijas veikia žinduolių ilgaamžiškumą ir su amžiumi susijusias sveikatos būkles, kaip parodyta schemoje žemiau (5). NAD+/NADH santykio disbalansas gali sutrikdyti ląstelių stabilumą ir sukelti senėjimą, neurodegeneracines ligas, uždegimą, infekcijas, širdies ir kraujagyslių ligas bei vėžį (6).

Labiausiai ištirtas NAD+ mažėjimo kontekstas yra senėjimas, kuris reikšmingai sumažina sirtuinų aktyvumą ir jų antisenėjiminį poveikį. NAD+ išsekimas sukelia mitochondrijų disfunkciją, sumažėjusią energijos gamybą ir padidėjusį oksidacinį stresą. Šis oksidacinis stresas ir susikaupusios genetinės mutacijos lemia lėtinį PARP fermentų aktyvinimą, kuris sparčiai išsekina NAD+ ir dar labiau sumažina sirtuinų kiekį, taip greitindamas senėjimą (7).

Senėjimui būdingas audinių regeneracijos silpnėjimas dėl sumažėjusios kamieninių ląstelių funkcijos, o tai lemia nepakankamą audinių atsinaujinimą. NAD+ yra būtinas kamieninių ląstelių atsargoms ir pluripotencijai palaikyti, todėl jis itin svarbus senėjimo metu. Sumažėjusi NAD+ sintezė reikšmingai prisideda prie NAD+ išsekimo. Taip pat verta paminėti, kad cirkadinį ritmą reguliuojantis kompleksas (CLOCK:BMAL1) tiesiogiai veikia NAD+ sintezę, o dėl senėjimo sutrikę šie ritmai dar labiau sumažina NAD+ kiekį ir greitina senėjimą (7).

NAD+ stiprintojai: NMN ir NR

NAD+ išsekimas siejamas su senėjimo požymiais (aptartais viename iš ankstesnių mano Nexus numerių) ir gali būti daugelio su amžiumi susijusių ligų priežastis. NAD+ kiekio atkūrimas naudojant papildus tapo viena iš pagrindinių senėjimo proceso lėtinimo strategijų. Ir tai visiškai suprantama, turint omenyje jau minėtą šios molekulės svarbą mūsų metabolizmui ir ilgaamžiškumui. Galimos NAD+ kiekio didinimo strategijos ir tikėtina jų nauda sveikatai apibendrintos paveikslėlyje žemiau (8):

NAD+ pirmtakai nikotinamido mononukleotidas (NMN) ir nikotinamido ribozidas (NR) pastarąjį dešimtmetį sulaukė nemažai dėmesio ikiklinikiniuose ir klinikiniuose tyrimuose dėl sąsajos tarp NAD+ mažėjimo ir senėjimo. Nikotinamido mononukleotidas (NMN) yra NAD+ biosintezės tarpinis produktas, arba, kitaip tariant, NAD+ pirmtakas. Nikotinamido ribozidas (NR) yra vitamino B3 forma, veikianti kaip NAD+ pirmtakas. NMN ląstelėse tiesiogiai virsta NAD+, o NR pirmiausia paverčiamas NMN, o tik paskui – NAD+. Tiek NMN, tiek NR atlieka esminį vaidmenį gerinant metabolizmo funkciją, remiant DNR taisymą ir skatinant bendrą ląstelių sveikatą.

Įtraukiau jus skaityti iki galo? Norite sužinoti daugiau apie NAD+, NMN ir NR? Palaukite kito mano Nexus, kuriame aptarsiu turimus klinikinius duomenis apie NAD+ stiprintojų papildų veiksmingumą, taip pat praktinius patarimus, kaip ir kada vartoti NMN ar NR, kuris iš šių dviejų yra geresnis, koks šių junginių saugumo profilis ir kaip išsirinkti iš šiuo metu prieinamų papildų gausos.

Išversta iš anglų kalbos dirbtinio intelekto pagalba.