Вступ до статті:

NAD+ необхідний для створення енергії в організмі та регуляції ключових клітинних процесів.Ось чому це так важливо, як це було виявлено та як ви можете отримати більше.

Наскільки потужний NAD+

Відкрийте будь-який підручник з біології, і ви дізнаєтесь про NAD+, що означає нікотинамідаденіндинуклеотид.Це важливий коензим, який міститься в кожній клітині вашого тіла і бере участь у сотнях метаболічних процесів, таких як клітинна енергія та здоров’я мітохондрій.NAD+ активно працює в клітинах людини та інших ссавців, дріжджів і бактерій, навіть рослин.

Вчені знали про NAD+ з моменту його відкриття в 1906 році, і з тих пір наше розуміння його важливості продовжує розвиватися.Наприклад, попередник NAD+ ніацин зіграв певну роль у пом’якшенні пелагри, смертельної хвороби, яка мучила американський південь у 1900-х роках.У той час вчені визначили, що молоко та дріжджі, які містять попередники NAD+, полегшують симптоми.Згодом вчені виявили кілька прекурсорів NAD+, зокрема нікотинову кислоту, нікотинамід і нікотинамід рибозид, які використовують природні шляхи, що призводять до NAD+.Подумайте про попередників NAD+ як про різні маршрути, якими ви можете скористатися, щоб дістатися до місця призначення.Усі шляхи приведуть вас до того самого місця, але різними видами транспорту.

Останнім часом NAD+ стала цінною молекулою в наукових дослідженнях через її центральну роль у біологічних функціях.Наукове співтовариство досліджує, як NAD+ пов’язаний із помітними перевагами для тварин, що продовжує надихати дослідників переносити ці висновки на людей.Отже, як саме NAD+ відіграє таку важливу роль?Коротше кажучи, це кофермент або «помічна» молекула, яка зв’язується з іншими ферментами, допомагаючи викликати реакції на молекулярному рівні.

Але організм не має нескінченного запасу NAD+.Насправді з віком воно зменшується.Історія дослідження NAD+ і його нещодавнє встановлення в науковому співтоваристві відкрили вченим шлюзи для дослідження того, як підтримувати рівні NAD+ і отримувати більше NAD+.

Яка історія NAD+?

NAD+ був вперше ідентифікований сером Артуром Харденом і Вільямом Джоном Янгом у 1906 році, коли вони мали на меті краще зрозуміти процес бродіння — під час якого дріжджі метаболізують цукор і утворюють спирт і CO2.Для більшого визнання NAD+ знадобилося майже 20 років, коли Харден розділив Нобелівську премію з хімії 1929 року з Гансом фон Ейлером-Челпіном за їхню роботу над бродінням.Ейлер-Челпін визначив, що структура NAD+ складається з двох нуклеотидів, будівельних блоків для нуклеїнових кислот, які утворюють ДНК.Відкриття того, що ферментація, метаболічний процес, залежить від NAD+, передвіщає те, що ми зараз знаємо про те, що NAD+ відіграє вирішальну роль у метаболічних процесах у людей.

Ейлер-Челпін у своїй промові на врученні Нобелівської премії 1930 року назвав NAD+ cozymase, як його колись називали, рекламуючи його життєздатність.«Причина, по якій ми проводимо стільки роботи над очищенням і визначенням складу цієї речовини, — сказав він, — полягає в тому, що козімаза є одним із найпоширеніших і біологічно найважливіших активаторів у рослинному і тваринному світі».

Отто Генріх Варбург — відомий «ефектом Варбурга» — підштовхнув науку вперед у 1930-х роках, дослідивши подальше пояснення ролі NAD+ у метаболічних реакціях.У 1931 році хіміки Conrad A. Elvehjem і CK Koehn визначили, що нікотинова кислота, попередник NAD+, була фактором, що пом'якшує розвиток пелагри.Доктор служби охорони здоров’я США Джозеф Голдбергер раніше визначив, що смертельна хвороба була пов’язана з відсутністю чогось у раціоні, який він потім назвав PPF як «фактор профілактики пелагри».Голдбергер помер до того, як було остаточно виявлено, що це нікотинова кислота, але його внесок призвів до відкриття, яке також вплинуло на можливе законодавство, що вимагає збагачення борошна та рису в міжнародному масштабі.

Наступне десятиліття Артур Корнберг, який згодом отримав Нобелівську премію щоб показати, як утворюються ДНК і РНК, відкрив NAD-синтетазу, фермент, який утворює NAD+.Це дослідження ознаменувало початок розуміння будівельних блоків NAD+.У 1958 році вчені Джек Прейс і Філіп Хендлер визначили те, що зараз відомо як шлях Прейса-Хандлера.Шлях показує, як нікотинова кислота — та сама форма вітаміну B3, яка допомогла вилікувати пелагру — стає NAD+.Це допомогло вченим глибше зрозуміти роль NAD+ у дієті.Пізніше Хендлер отримав Національну медаль науки від президента Рональда Рейгана, який назвав «видатний внесок Хендлера в біомедичні дослідження… сприяння розвитку американської науки».

Хоча вчені вже усвідомили важливість NAD+, їм ще належить відкрити його складний вплив на клітинному рівні.Майбутні технології в наукових дослідженнях у поєднанні з повним визнанням важливості коензиму зрештою спонукали вчених продовжувати вивчення молекули.

Як NAD+ працює в організмі?

NAD+ працює як маршрутний автобус, переносячи електрони від однієї молекули до іншої всередині клітини для здійснення різноманітних реакцій і процесів.Ця життєво важлива молекула разом зі своїм молекулярним аналогом НАДН бере участь у різних метаболічних реакціях, які генерують енергію нашої клітини.Без достатнього рівня NAD+ наші клітини не зможуть виробляти енергію для виживання та виконання своїх функцій.Інші функції NAD+ включають регулювання нашого циркадного ритму, який контролює цикл сну/неспання нашого тіла.

З віком рівень NAD+ падає, що свідчить про важливі наслідки для метаболічної функції та вікових захворювань.Зі старінням пошкодження ДНК накопичуються та сніжними комами.

Що відбувається, коли рівні NAD+ знижуються?

Численні дослідження демонструють зниження рівня NAD+ при порушенні поживних умов, таких як ожиріння та старіння.Зниження рівня NAD+ може призвести до проблем з обміном речовин.Ці проблеми можуть призвести до розладів, включаючи ожиріння та резистентність до інсуліну.Ожиріння викликає діабет і високий кров'яний тиск.

Метаболічні порушення, спричинені низьким рівнем NAD+, каскадно знижуються.Високий кров'яний тиск та інші порушення серцевої діяльності можуть надсилати хвилі тиску в мозок, що може призвести до когнітивних порушень.

Націлювання на метаболізм NAD+ є практичним харчовим втручанням для захисту від метаболічних та інших вікових захворювань.Декілька груп провели дослідження, які вказують на те, що споживання бустерів NAD+ покращує резистентність до інсуліну від ожиріння.У мишачих моделях вікових захворювань додавання бустерів NAD+ покращує симптоми захворювань.Це свідчить про те, що зниження рівня NAD+ з віком може сприяти виникненню вікових захворювань.

Запобігання зниженню NAD+ пропонує багатообіцяючу стратегію боротьби з порушеннями метаболізму з віком.Оскільки рівень NAD+ знижується з віком, це може призвести до зниження відновлення ДНК, реакції клітинного стресу та регуляції енергетичного обміну.

Потенційні переваги

NAD+ важливий для підтримки мітохондрій виду та регуляції генів щодо старіння.Однак рівень NAD+ у нашому організмі різко знижується з віком.«З віком ми втрачаємо NAD+.До 50 років ви маєте приблизно половину того рівня, який мали колись у 20 років», — каже в інтерв’ю Девід Сінклер з Гарвардського університету.

Дослідження показали, що зниження молекули асоціюється з віковими захворюваннями, включаючи прискорене старіння, метаболічні розлади, серцеві захворювання та нейродегенерацію.Низький рівень NAD+ пов’язаний із захворюваннями, пов’язаними з віком, через менш функціональний метаболізм.Але відновлення рівня NAD+ показало ефект проти старіння на тваринних моделях, демонструючи багатообіцяючі результати в лікуванні вікових захворювань, збільшенні тривалості життя та здоров’я.

Старіння

Відомі як «охоронці геномів», сіртуїни — це гени, які захищають організми, від рослин до ссавців, від погіршення стану та хвороб.Коли гени відчувають, що тіло перебуває під фізичним стресом, таким як фізичні вправи або голод, вони посилають війська, щоб захистити тіло.Сіртуїни підтримують цілісність геному, сприяють відновленню ДНК і продемонстрували властивості, пов’язані зі старінням, на модельних тваринах, наприклад, збільшення тривалості життя.

NAD+ — це паливо, яке змушує гени працювати.Але як автомобіль не може їздити без палива, сіртуїни потребують NAD+.Результати досліджень показують, що підвищення рівня NAD+ в організмі активує сіртуїни та збільшує тривалість життя дріжджів, черв’яків і мишей.Хоча поповнення NAD+ показує багатообіцяючі результати на тваринних моделях, вчені все ще вивчають, як ці результати можна застосувати до людей.

Функція м'язів

Функція мітохондрій, як електроцентрала тіла, є вирішальною для виконання наших фізичних вправ.NAD+ є одним із ключів до підтримки здорових мітохондрій і стабільного вироблення енергії.

Підвищення рівня NAD+ у м’язах може покращити їх мітохондрії та покращити фізичну форму у мишей.Інші дослідження також показують, що миші, які приймають бустери NAD+, стрункіші та можуть бігати на біговій доріжці далі, демонструючи вищу фізичну здатність.Літні тварини, які мають вищий рівень NAD+, перевершують своїх однолітків.

Порушення обміну речовин

Ожиріння, оголошене Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ) епідемією, є одним із найпоширеніших захворювань сучасного суспільства.Ожиріння може призвести до інших метаболічних розладів, таких як діабет, від якого в 2016 році померли 1,6 мільйона людей по всьому світу.

Старіння та дієта з високим вмістом жирів знижує рівень NAD+ в організмі.Дослідження показали, що прийом бустерів NAD+ може полегшити збільшення ваги, пов’язане з дієтою та віком, у мишей і покращити їх фізичну здатність навіть у літніх мишей.Інші дослідження навіть скасували ефект діабету у самок мишей, продемонструвавши нові стратегії боротьби з метаболічними розладами.

Функція серця

Еластичність артерій діє як буфер між хвилями тиску, які посилаються серцевими скороченнями.Але з віком артерії стають жорсткішими, сприяючи високому кров’яному тиску, найважливішому фактору ризику серцево-судинних захворювань.Одна людина помирає від серцево-судинних захворювань кожні 37 секунд тільки в Сполучених Штатах, повідомляє CDC.

Високий кров'яний тиск може спричинити збільшення серця та блокування артерій, що призводить до інсульту.Підвищення рівня NAD+ забезпечує захист серця, покращуючи серцеві функції.У мишей бустери NAD+ відновили рівень NAD+ у серці до базового рівня та запобігли травмам серця, спричиненим недостатнім кровотоком.Інші дослідження показали, що бустери NAD+ можуть захистити мишей від аномального збільшення серця.

NAD+ збільшує тривалість життя?

Так.Якби ти була мишкою.Підвищення NAD+ за допомогою бустерів, таких як NMN і NR, може подовжити тривалість життя та здоров’я мишей.

Підвищення рівня NAD+ дає помірний ефект із збільшенням тривалості життя мишей.Використовуючи попередник NAD+, NR, вчені виявили в дослідженні, опублікованому вНаука, 2016, добавка NR збільшує тривалість життя мишей приблизно на п’ять відсотків.

Підвищення рівня НАД+ також забезпечує захист від різних вікових захворювань.Захист від вікових захворювань означає жити більш здоровим життям протягом тривалого періоду, збільшуючи тривалість здоров’я.

Фактично, деякі вчені, які займаються проблемами старіння, такі як Сінклер, вважають успішними результати дослідження на тваринах, оскільки вони самі приймають бустери NAD+.Однак інші вчені, такі як Феліпе Сьєрра з Національного інституту старіння при NIH, не вважають, що препарат готовий.«Суть у тому, що я не пробую нічого з цього.чому я ніТому що я не миша», – сказав він.

Для мишей пошуки «фонтану молодості» могли б закінчитися.Однак щодо людей вчені погоджуються, що ми ще не зовсім там.Клінічні випробування NMN і NR на людях можуть дати результати в найближчі кілька років.

Майбутнє NAD+

З наближенням «срібної хвилі» вирішення проблеми хронічних захворювань, пов’язаних із віком, щоб зменшити тягар для здоров’я та економіку, стає невідкладним.Можливо, вчені знайшли можливе рішення: NAD+.

Названа «чудо-молекулою» за здатність відновлювати та підтримувати здоров’я клітин, NAD+ продемонструвала різні можливості в лікуванні хвороб серця, діабету, хвороби Альцгеймера та ожиріння на тваринних моделях.Однак розуміння того, як дослідження на тваринах можуть відобразитися на людях, є наступним кроком для вчених, щоб забезпечити безпеку та ефективність молекули.

Вчені прагнуть повністю зрозуміти біохімічний механізм молекули, і дослідження метаболізму NAD+ продовжуються.Деталі механізму молекули можуть розкрити секрет перенесення науки проти старіння з лави до ліжка.