Uvod v članek:

NAD+ je bistven za ustvarjanje energije v telesu in uravnavanje ključnih celičnih procesov.Evo, zakaj je tako pomemben, kako je bil odkrit in kako ga lahko pridobite več.

Kako močan je NAD+

Odprite kateri koli učbenik za biologijo in izvedeli boste za NAD+, kar pomeni nikotinamid adenin dinukleotid.To je kritičen koencim, ki ga najdemo v vsaki celici v vašem telesu in je vključen v stotine presnovnih procesov, kot sta celična energija in zdravje mitohondrijev.NAD+ močno deluje v celicah ljudi in drugih sesalcev, kvasovk in bakterij, celo rastlin.

Znanstveniki poznajo NAD+, odkar so ga prvič odkrili leta 1906, in od takrat se naše razumevanje njegovega pomena še naprej razvija.Na primer, prekurzor NAD+ niacin je igral vlogo pri blaženju pelagre, smrtne bolezni, ki je pestila ameriški jug v 1900-ih.Takratni znanstveniki so ugotovili, da mleko in kvas, ki vsebujeta prekurzorje NAD+, ublažita simptome.Sčasoma so znanstveniki identificirali več prekurzorjev NAD+ – vključno z nikotinsko kislino, nikotinamidom in nikotinamid ribozidom, med drugim – ki uporabljajo naravne poti, ki vodijo do NAD+.Predhodnike NAD+ si predstavljajte kot različne poti, po katerih lahko pridete do cilja.Vse poti vas pripeljejo na isto mesto, vendar z različnimi načini prevoza.

V zadnjem času je NAD+ postal cenjena molekula v znanstvenih raziskavah zaradi svoje osrednje vloge pri bioloških funkcijah.Znanstvena skupnost je raziskovala, kako je NAD+ povezan z opaznimi koristmi pri živalih, kar še naprej navdihuje raziskovalce, da te ugotovitve prenesejo na ljudi.Kako točno ima NAD+ tako pomembno vlogo?Skratka, to je koencim ali "pomočna" molekula, ki se veže na druge encime in pomaga povzročiti reakcije na molekularni ravni.

Toda telo nima neskončne zaloge NAD+.Pravzaprav s starostjo dejansko upada.Zgodovina raziskav NAD+ in njihova nedavna uveljavitev v znanstveni skupnosti sta znanstvenikom odprla vrata za raziskovanje ohranjanja ravni NAD+ in pridobivanja več NAD+.

Kakšna je zgodovina NAD+?

NAD+ sta prvič identificirala Sir Arthur Harden in William John Young leta 1906, ko sta si želela bolje razumeti fermentacijo – pri kateri kvasovke presnavljajo sladkor ter ustvarjajo alkohol in CO2.Za večjo prepoznavnost NAD+ je trajalo skoraj 20 let, ko si je Harden leta 1929 delil Nobelovo nagrado za kemijo s Hansom von Euler-Chelpinom za njuno delo na področju fermentacije.Euler-Chelpin je ugotovil, da je struktura NAD+ sestavljena iz dveh nukleotidov, gradnikov za nukleinske kisline, ki sestavljajo DNK.Ugotovitev, da je fermentacija, presnovni proces, odvisna od NAD+, je napovedala to, kar zdaj vemo o NAD+, ki igra ključno vlogo v presnovnih procesih pri ljudeh.

Euler-Chelpin je v svojem govoru ob podelitvi Nobelove nagrade leta 1930 omenjal NAD+ kot cozymase, kot so ga nekoč imenovali, in je hvalil njegovo vitalnost."Razlog za naše toliko dela na čiščenju in določanju konstitucije te snovi," je dejal, "je, da je cozymase eden najbolj razširjenih in biološko najpomembnejših aktivatorjev v rastlinskem in živalskem svetu."

Otto Heinrich Warburg — znan po »Warburgovem učinku« — je v tridesetih letih 20. stoletja porinil znanost naprej, z raziskavami, ki so dodatno razložile vlogo NAD+ v presnovnih reakcijah.Leta 1931 sta kemika Conrad A. Elvehjem in CK Koehn ugotovila, da je nikotinska kislina, predhodnica NAD+, olajševalni dejavnik pri pelagri.Zdravnik ameriške službe za javno zdravje Joseph Goldberger je pred tem ugotovil, da je smrtna bolezen povezana z nečim, kar manjka v prehrani, kar je nato imenoval PPF za "preventivni dejavnik pelagre".Goldberger je umrl pred dokončnim odkritjem, da gre za nikotinsko kislino, vendar so njegovi prispevki pripeljali do odkritja, ki je tudi obveščalo o morebitni zakonodaji, ki je zahtevala obogatitev moke in riža v mednarodnem merilu.

Naslednje desetletje Arthur Kornberg, ki je kasneje dobil Nobelovo nagrado za prikaz, kako nastaneta DNK in RNK, je odkril NAD sintetazo, encim, ki tvori NAD+.Ta raziskava je zaznamovala začetek razumevanja gradnikov NAD+.Leta 1958 sta znanstvenika Jack Preiss in Philip Handler opredelila to, kar je danes znano kot Preiss-Handlerjeva pot.Pot kaže, kako nikotinska kislina – ista oblika vitamina B3, ki je pomagala pri zdravljenju pelagre – postane NAD+.To je znanstvenikom pomagalo pri nadaljnjem razumevanju vloge NAD+ v prehrani.Handler si je kasneje prislužil državno medaljo za znanost od predsednika Ronalda Reagana, ki je navedel Handlerjev »izjemen prispevek k biomedicinskim raziskavam ... za pospeševanje stanja ameriške znanosti«.

Medtem ko so znanstveniki zdaj spoznali pomen NAD+, pa še niso odkrili njegovega zapletenega vpliva na celični ravni.Prihajajoče tehnologije v znanstvenih raziskavah v kombinaciji s celovitim priznanjem pomena koencima so na koncu spodbudile znanstvenike, da so nadaljevali s preučevanjem molekule.

Kako NAD+ deluje v telesu?

NAD+ deluje kot avtobus, ki prenaša elektrone iz ene molekule v drugo znotraj celic, da izvede vse vrste reakcij in procesov.S svojo molekularno dvojnico, NADH, ta vitalna molekula sodeluje pri različnih presnovnih reakcijah, ki ustvarjajo energijo naše celice.Brez zadostne ravni NAD+ naše celice ne bi mogle ustvariti energije za preživetje in opravljanje svojih funkcij.Druge funkcije NAD+ vključujejo uravnavanje našega cirkadianega ritma, ki nadzoruje cikel spanja/budnosti našega telesa.

Ko se staramo, ravni NAD+ padajo, kar kaže na pomembne posledice za presnovno funkcijo in bolezni, povezane s staranjem.Poškodbe DNK se kopičijo in snežijo s staranjem.

Kaj se zgodi, ko se ravni NAD+ znižajo?

Številne študije dokazujejo znižane ravni NAD+ v motenih hranilnih pogojih, kot sta debelost in staranje.Zmanjšanje ravni NAD+ lahko povzroči težave s presnovo.Te težave lahko povzročijo motnje, vključno z debelostjo in insulinsko rezistenco.Debelost povzroča sladkorno bolezen in visok krvni tlak.

Presnovne motnje, ki jih povzroča nizka raven NAD+, padajo.Visok krvni tlak in druge motnje delovanja srca lahko pošljejo škodljive tlačne valove v možgane, kar lahko povzroči kognitivno okvaro.

Usmerjanje na presnovo NAD+ je praktična prehranska intervencija pri zaščiti pred presnovnimi in drugimi s starostjo povezanimi boleznimi.Več skupin je izvedlo študije, ki kažejo, da dopolnjevanje s spodbujevalci NAD+ izboljša insulinsko odpornost zaradi debelosti.Pri mišjih modelih bolezni, povezanih s starostjo, dodajanje ojačevalcev NAD+ izboljša simptome bolezni.To nakazuje, da lahko zmanjšane ravni NAD+ s starostjo prispevajo k nastanku s starostjo povezanih bolezni.

Preprečevanje upadanja NAD+ ponuja obetavno strategijo za boj proti presnovnim motnjam s starostjo.Ker se ravni NAD+ s starostjo zmanjšujejo, lahko to privede do zmanjšanega popravljanja DNK, odziva na celični stres in uravnavanja presnove energije.

Potencialne koristi

NAD+ je pomemben za vzdrževanje mitohondrijev vrste in regulacijo genov glede staranja.Raven NAD+ v našem telesu pa z leti drastično upada.»Ko se staramo, izgubljamo NAD+.Do 50. leta imaš približno polovico tega nivoja, ki si ga imel pri 20 letih,« pravi David Sinclair z univerze Harvard v intervjuju.

Študije so pokazale zmanjšanje molekule, ki je povezana s starostnimi boleznimi, vključno s pospešenim staranjem, presnovnimi motnjami, srčnimi boleznimi in nevrodegeneracijo.Nizka raven NAD+ je povezana s starostjo povezano boleznijo zaradi manj funkcionalnega metabolizma.Toda obnavljanje ravni NAD+ je na živalskih modelih pokazalo učinke proti staranju, kar kaže na obetajoče rezultate pri odpravljanju bolezni, povezanih s staranjem, ter podaljšanju življenjske in zdravstvene dobe.

Staranje

Sirtuini, znani kot »varuhi genomov«, so geni, ki ščitijo organizme, od rastlin do sesalcev, pred propadanjem in boleznimi.Ko geni zaznajo, da je telo pod fizičnim stresom, kot je vadba ali lakota, pošljejo enote, da branijo telo.Sirtuini ohranjajo celovitost genoma, spodbujajo popravilo DNK in so pokazali lastnosti, povezane z upočasnjevanjem staranja, pri živalskih modelih, kot je podaljševanje življenjske dobe.

NAD+ je gorivo, ki žene gene k delovanju.Toda kot avto ne more voziti brez goriva, sirtuini potrebujejo NAD+.Rezultati študij kažejo, da zvišanje ravni NAD+ v telesu aktivira sirtuine in podaljša življenjsko dobo pri kvasovkah, črvih in miših.Čeprav obnavljanje NAD+ kaže obetavne rezultate na živalskih modelih, znanstveniki še vedno preučujejo, kako se lahko ti rezultati prenesejo na ljudi.

Delovanje mišic

Mitohondrijska funkcija je kot elektrarna telesa ključnega pomena za našo učinkovitost vadbe.NAD+ je eden od ključev za ohranjanje zdravih mitohondrijev in enakomerno proizvodnjo energije.

Povečanje ravni NAD+ v mišicah lahko izboljša mitohondrije in kondicijo pri miših.Druge študije prav tako kažejo, da so miši, ki jemljejo ojačevalce NAD+, vitkejše in lahko tečejo dlje na tekalni stezi, kar kaže večjo zmogljivost vadbe.Ostarele živali, ki imajo višjo raven NAD+, prekašajo svoje vrstnike.

Presnovne motnje

Debelost, ki jo je Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) razglasila za epidemijo, je ena najpogostejših bolezni sodobne družbe.Debelost lahko povzroči druge presnovne motnje, kot je sladkorna bolezen, ki je leta 2016 ubila 1,6 milijona ljudi po vsem svetu.

Staranje in prehrana z visoko vsebnostjo maščob zmanjšata raven NAD+ v telesu.Študije so pokazale, da lahko jemanje spodbujevalnikov NAD+ ublaži povečanje telesne mase, povezano s prehrano in starostjo, pri miših ter izboljša njihovo telesno zmogljivost, tudi pri starejših miših.Druge študije so celo obrnile učinek sladkorne bolezni pri mišjih samicah in pokazale nove strategije za boj proti presnovnim motnjam.

Delovanje srca

Elastičnost arterij deluje kot blažilnik med tlačnimi valovi, ki jih oddaja srčni utrip.Toda s staranjem se arterije otrdijo, kar prispeva k visokemu krvnemu tlaku, najpomembnejšemu dejavniku tveganja za bolezni srca in ožilja.Samo v Združenih državah vsakih 37 sekund ena oseba umre zaradi bolezni srca in ožilja, poroča CDC.

Visok krvni tlak lahko povzroči povečano srce in zamašene arterije, kar povzroči možgansko kap.Povečanje ravni NAD+ ščiti srce in izboljšuje srčne funkcije.Pri miših so ojačevalci NAD+ obnovili ravni NAD+ v srcu na izhodiščne ravni in preprečili poškodbe srca, ki jih povzroči pomanjkanje krvnega pretoka.Druge študije so pokazale, da lahko ojačevalci NAD+ zaščitijo miši pred nenormalnim povečanjem srca.

Ali NAD+ podaljša življenjsko dobo?

Da, res je.Če bi bila miška.Povečanje NAD+ z ojačevalci, kot sta NMN in NR, lahko podaljša življenjsko dobo in zdravstveno dobo pri miših.

Povečane ravni NAD+ dajejo skromen učinek s podaljšanjem življenjske dobe pri miših.Z uporabo prekurzorja NAD+, NR, ugotavljajo znanstveniki v študiji, objavljeni vZnanost, 2016, dodatek NR podaljša življenjsko dobo miši za približno pet odstotkov.

Povečane ravni NAD+ nudijo tudi zaščito pred različnimi boleznimi, povezanimi s starostjo.Zaščita pred boleznimi, povezanimi s staranjem, pomeni živeti bolj zdravo življenje dlje časa in podaljšati zdravstveno dobo.

Pravzaprav nekateri znanstveniki proti staranju, kot je Sinclair, menijo, da so rezultati študije na živalih uspešni, saj sami jemljejo ojačevalce NAD+.Vendar drugi znanstveniki, kot je Felipe Sierra z nacionalnega inštituta za staranje pri NIH, menijo, da zdravilo ni pripravljeno.»Bistvo je, da ne poskušam nobene od teh stvari.Zakaj ne?Ker nisem miš,« je rekel.

Za miši se je iskanje »vrelca mladosti« morda končalo.Za ljudi pa se znanstveniki strinjajo, da še nismo povsem tam.Klinična preskušanja NMN in NR pri ljudeh lahko dajo rezultate v naslednjih nekaj letih.

Prihodnost NAD+

Ko prihaja »srebrni val«, postane rešitev za kronične bolezni, povezane s staranjem, nujna za zmanjšanje zdravstvenega in gospodarskega bremena.Znanstveniki so morda našli možno rešitev: NAD+.

NAD+, imenovan »čudežna molekula« zaradi zmožnosti obnavljanja in vzdrževanja celičnega zdravja, je na živalskih modelih pokazal različne potenciale pri zdravljenju bolezni srca, sladkorne bolezni, Alzheimerjeve bolezni in debelosti.Vendar pa je razumevanje, kako se lahko študije na živalih prenesejo na ljudi, naslednji korak znanstvenikov, da zagotovijo varnost in učinkovitost molekule.

Znanstveniki želijo v celoti razumeti biokemični mehanizem molekule in raziskave presnove NAD+ se nadaljujejo.Podrobnosti o mehanizmu molekule lahko razkrijejo skrivnost prenosa znanosti proti staranju s klopi na posteljo.