Artikli tutvustus:

NAD+ on oluline kehas energia tootmiseks ja pöördeliste rakuprotsesside reguleerimiseks.Siit saate teada, miks see nii oluline on, kuidas see avastati ja kuidas seda rohkem saada.

Kui võimas on NAD+

Avage mis tahes bioloogiaõpik ja saate teada NAD+ kohta, mis tähistab nikotiinamiidadeniindinukleotiidi.See on kriitiline koensüüm, mida leidub teie keha igas rakus ja mis osaleb sadades metaboolsetes protsessides, nagu rakuenergia ja mitokondriaalne tervis.NAD+ töötab kõvasti inimeste ja teiste imetajate, pärmi ja bakterite, isegi taimede rakkudes.

Teadlased on NAD+ kohta teadnud alates selle esmaavastamisest 1906. aastal ja sellest ajast alates on meie arusaam selle tähtsusest jätkuvalt arenenud.Näiteks NAD+ eelkäija niatsiin mängis rolli pellagra, surmava haiguse leevendamisel, mis 1900. aastatel vaevas Ameerika lõunaosa.Sel ajal tegid teadlased kindlaks, et piim ja pärm, mis mõlemad sisaldavad NAD+ lähteaineid, leevendasid sümptomeid.Aja jooksul on teadlased tuvastanud mitu NAD+ eelkäijat – sealhulgas nikotiinhapet, nikotiinamiidi ja nikotiinamiidribosiidi –, mis kasutavad NAD+ni viivaid looduslikke teid.Mõelge NAD+ eelkäijatele kui erinevatele marsruutidele, mida saate sihtkohta jõudmiseks kasutada.Kõik teed viivad teid samasse kohta, kuid erinevate transpordiliikidega.

Viimasel ajal on NAD+ muutunud hinnatud molekuliks teadusuuringutes, kuna tal on keskne roll bioloogilistes funktsioonides.Teadusringkonnad on uurinud, kuidas NAD+ on seotud märkimisväärsete eelistega loomadel, mis inspireerivad teadlasi neid leide inimestele üle kandma.Kuidas siis täpselt NAD+ nii olulist rolli mängib?Lühidalt öeldes on see koensüüm või "abistaja" molekul, mis seondub teiste ensüümidega, et aidata põhjustada reaktsioone molekulaarsel tasandil.

Kuid kehal ei ole lõputult NAD+ varu.Tegelikult väheneb see vanusega.NAD+ uurimistöö ajalugu ja selle hiljutine juurutamine teadusringkondades on avanud teadlastele võimaluse uurida NAD+ taseme säilitamist ja NAD+ suurendamist.

Mis on NAD+ ajalugu?

NAD+ tuvastati esmakordselt Sir Arthur Harden ja William John Young 1906. aastal, kui nende kahe eesmärk oli paremini mõista kääritamist – mille käigus pärm metaboliseerib suhkrut ning tekitab alkoholi ja CO2.NAD+ tunnustuse saamiseks kulus ligi 20 aastat, kui Harden jagas 1929. aasta Nobeli keemiaauhinda Hans von Euler-Chelpiniga nende fermentatsioonialase töö eest.Euler-Chelpin tuvastas, et NAD+ struktuur koosneb kahest nukleotiidist, mis on DNA moodustavate nukleiinhapete ehitusplokid.Avastus, et kääritamine, metaboolne protsess, tugines NAD+-le, nägi ette seda, mida me praegu teame NAD+ kohta, millel on inimeste metaboolsetes protsessides oluline roll.

Euler-Chelpin nimetas oma 1930. aasta Nobeli preemia kõnes NAD+-i kui cozymase, mida seda kunagi nimetati, rõhutades selle elujõudu."Põhjus, miks me nii palju tööd selle aine puhastamise ja koostise määramisega teeme, on see, et kosümaas on taime- ja loomamaailmas üks levinumaid ja bioloogiliselt tähtsamaid aktivaatoreid."

Otto Heinrich Warburg, kes on tuntud "Warburgi efekti" poolest, tõukas teadust 1930. aastatel edasi, kusjuures uuringud selgitasid NAD+ rolli metaboolsetes reaktsioonides.1931. aastal tuvastasid keemikud Conrad A. Elvehjem ja CK Koehn, et nikotiinhape, NAD+ eelkäija, oli pellagra leevendav tegur.Ameerika Ühendriikide rahvatervise teenistuse arst Joseph Goldberger oli varem tuvastanud, et surmaga lõppenud haigus oli seotud millegi toidus puudujäägiga, mida ta nimetas seejärel PPF-iks kui "pellagra ennetav tegur".Goldberger suri enne lõplikku avastust, et tegemist oli nikotiinhappega, kuid tema panus viis avastuseni, mis andis ka teada võimalikud õigusaktid, mis kohustasid jahu ja riisi rikastamist rahvusvahelisel tasandil.

Järgmisel kümnendil Arthur Kornberg, kes võitis hiljem Nobeli preemia DNA ja RNA moodustumise näitamiseks avastas NAD süntetaasi, ensüümi, mis toodab NAD+.See uurimus tähistas NAD+ ehitusplokkide mõistmise algust.1958. aastal määratlesid teadlased Jack Preiss ja Philip Handler praeguse Preissi-Handleri raja.Rada näitab, kuidas nikotiinhape – sama B3-vitamiini vorm, mis aitas ravida pellagrat – muutub NAD+-ks.See aitas teadlastel paremini mõista NAD+ rolli dieedis.Hiljem pälvis Handler riikliku teadusmedali president Ronald Reaganilt, kes viitas Handleri silmapaistvale panusele biomeditsiinilistes uuringutes... Ameerika teaduse olukorra edendamisel.

Kuigi teadlased olid nüüd mõistnud NAD+ tähtsust, ei olnud nad veel avastanud selle keerulist mõju rakutasandile.Tulevased teadusuuringute tehnoloogiad koos koensüümi tähtsuse igakülgse tunnustamisega julgustasid lõpuks teadlasi molekuli uurimist jätkama.

Kuidas NAD+ kehas toimib?

NAD+ töötab süstikbussina, mis kannab elektrone rakkudes ühelt molekulilt teise, et viia läbi kõikvõimalikke reaktsioone ja protsesse.Koos oma molekulaarse vastega NADH osaleb see elutähtis molekul erinevates metaboolsetes reaktsioonides, mis toodavad meie raku energiat.Ilma piisava NAD+ tasemeta ei suudaks meie rakud ellujäämiseks ja oma funktsioonide täitmiseks energiat toota.Muud NAD+ funktsioonid hõlmavad meie ööpäevarütmi reguleerimist, mis kontrollib meie keha une/ärkveloleku tsüklit.

Vananedes NAD+ tase langeb, mis viitab olulisele mõjule metaboolsele funktsioonile ja vanusega seotud haigustele.DNA kahjustused kuhjuvad ja vananedes lumepallid.

Mis juhtub, kui NAD+ tase väheneb?

Paljud uuringud näitavad NAD+ taseme langust häiritud toitainete tingimustes, nagu rasvumine ja vananemine.NAD+ taseme langus võib põhjustada probleeme ainevahetusega.Need probleemid võivad põhjustada häireid, sealhulgas rasvumist ja insuliiniresistentsust.Rasvumine põhjustab diabeeti ja kõrget vererõhku.

Ainevahetushäired, mis on põhjustatud madalast NAD+ tasemest.Kõrge vererõhk ja muu südamefunktsiooni langus võib saata ajju kahjustavaid rõhulaineid, mis võivad põhjustada kognitiivseid häireid.

NAD+ metabolismi sihtimine on praktiline toitumissekkumine metaboolsete ja muude vanusega seotud haiguste eest kaitsmisel.Mitmed rühmad on teinud uuringuid, mis näitavad, et NAD+ võimendajate lisamine parandab rasvumise insuliiniresistentsust.Vanusega seotud haiguste hiiremudelites parandab NAD+ võimendajate lisamine haiguste sümptomeid.See viitab sellele, et vanusega vähenenud NAD+ tase võib kaasa aidata vanusega seotud haiguste tekkele.

NAD+ languse ennetamine pakub paljutõotavat strateegiat vanusega kaasnevate ainevahetushäirete vastu võitlemiseks.Kuna NAD+ tase väheneb koos vanusega, võib see kaasa tuua DNA paranemise vähenemise, rakulise stressireaktsiooni ja energia metabolismi reguleerimise.

Võimalikud eelised

NAD+ on oluline liikide mitokondriaalseks säilitamiseks ja vananemisega seotud geeniregulatsiooniks.Kuid NAD+ tase meie kehas langeb vanusega drastiliselt."Vanemaks saades kaotame NAD+.50-aastaseks saades on teil umbes poole väiksem kui 20-aastaselt,” ütleb David Sinclair Harvardi ülikoolist antud intervjuus.

Uuringud on näidanud, et molekulide vähenemine on seotud vanusega seotud haigustega, sealhulgas kiirenenud vananemise, ainevahetushäirete, südamehaiguste ja neurodegeneratsiooniga.NAD+ madalat taset seostatakse vanusega seotud haigustega vähem funktsionaalse ainevahetuse tõttu.Kuid NAD+ taseme täiendamine on näidanud loommudelites vananemisvastast toimet, mis näitab paljutõotavaid tulemusi vanusega seotud haiguste tagasipööramisel, eluea ja tervise pikendamisel.

Vananemine

"Genoomide valvuritena" tuntud sirtuiinid on geenid, mis kaitsevad organisme, alates taimedest kuni imetajateni, riknemise ja haiguste eest.Kui geenid tajuvad, et keha on füüsilise stressi all, näiteks treenides või näljas, saadab see väed keha kaitsma.Sirtuiinid säilitavad genoomi terviklikkuse, soodustavad DNA paranemist ja on näidanud mudelloomadel vananemisvastaseid omadusi, nagu eluea pikenemine.

NAD+ on kütus, mis paneb geenid tööle.Kuid nagu auto ei saa ilma kütuseta sõita, vajavad sirtuiinid NAD+.Uuringute tulemused näitavad, et NAD+ taseme tõstmine organismis aktiveerib sirtuiine ja pikendab pärmseente, usside ja hiirte eluiga.Kuigi NAD+ täiendamine näitab loommudelites paljutõotavaid tulemusi, uurivad teadlased endiselt, kuidas need tulemused inimestele üle kanduda saavad.

Lihaste funktsioon

Keha jõuallikana on mitokondrite funktsioon meie treeningsoorituse jaoks ülioluline.NAD+ on tervete mitokondrite ja ühtlase energiatootmise säilitamise üks võtmeid.

NAD+ taseme tõstmine lihastes võib parandada selle mitokondreid ja hiirte sobivust.Teised uuringud näitavad ka, et hiired, kes võtavad NAD+ võimendusi, on saledamad ja suudavad jooksulindil kaugemale joosta, näidates suuremat treeningvõimet.Vanad loomad, kellel on kõrgem NAD+ tase, edestavad oma eakaaslasi.

Ainevahetushäired

Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) poolt epideemiaks kuulutatud rasvumine on tänapäeva ühiskonnas üks levinumaid haigusi.Rasvumine võib põhjustada muid ainevahetushäireid, nagu diabeet, mis 2016. aastal tappis üle maailma 1,6 miljonit inimest.

Vananemine ja rasvarikas dieet vähendavad NAD+ taset organismis.Uuringud on näidanud, et NAD+ võimendajate võtmine võib leevendada dieediga ja vanusega seotud kehakaalu tõusu hiirtel ning parandada nende liikumisvõimet, isegi eakatel hiirtel.Teised uuringud muutsid isegi diabeedi mõju emastel hiirtel, näidates uusi strateegiaid ainevahetushäiretega võitlemiseks.

Südame funktsioon

Arterite elastsus toimib puhvrina südamelöökide poolt välja saadetud rõhulainete vahel.Kuid arterid jäigastuvad vananedes, aidates kaasa kõrge vererõhu tekkele, mis on südame-veresoonkonna haiguste kõige olulisem riskifaktor.Ainuüksi USA-s sureb iga 37 sekundi järel üks inimene südame-veresoonkonna haigustesse, teatab CDC.

Kõrge vererõhk võib põhjustada südame laienemist ja arterite ummistumist, mis põhjustab insulti.NAD+ taseme tõstmine kaitseb südant, parandades südamefunktsioone.Hiirtel on NAD+ võimendid viinud NAD+ taseme südames algtasemeni ja hoidnud ära verevoolu puudumisest põhjustatud südamevigastusi.Teised uuringud on näidanud, et NAD+ võimendid võivad kaitsta hiiri ebanormaalse südame laienemise eest.

Kas NAD+ pikendab eluiga?

Jah, on küll.Kui sa oleksid hiir.NAD+ suurendamine võimenditega, nagu NMN ja NR, võib pikendada hiirte eluiga ja tervist.

Suurenenud NAD+ tase annab tagasihoidliku efekti, pikendades hiirte eluiga.Kasutades NAD+ eelkäijat NR, leidsid teadlased aastal avaldatud uuringusTeadus, 2016, NR-i lisamine pikendab hiirte eluiga ligikaudu viis protsenti.

Suurenenud NAD+ tase kaitseb ka erinevate vanusega seotud haiguste eest.Vananemisega seotud haiguste eest kaitsmine tähendab pikemat tervisliku elu elamist ja tervise pikendamist.

Tegelikult peavad mõned vananemisvastased teadlased, nagu Sinclair, loomkatsete tulemusi edukaks, kuna nad ise võtavad NAD+ võimendajaid.Kuid teised teadlased, nagu Felipe Sierra NIH-i riiklikust vananemisinstituudist, ei arva, et ravim on valmis."Põhimõte on see, et ma ei proovi ühtegi neist asjadest.Miks ma mitte?Sest ma pole hiir,” ütles ta.

Hiirte jaoks võis "nooruse allika" otsimine lõppeda.Teadlased nõustuvad aga inimestega, et me pole veel päris kohal.NMN-i ja NR-i kliinilised uuringud inimestel võivad anda tulemusi lähiaastatel.

NAD+ tulevik

"Hõbeda laine" saabudes muutub kiireloomuliseks lahendus vanusega seotud krooniliste haiguste jaoks, et tõsta tervise- ja majanduslikku koormust.Teadlased võisid leida võimaliku lahenduse: NAD+.

NAD+, mida nimetatakse "imemolekuliks", mis võimaldab taastada ja säilitada rakkude tervist, on näidanud erinevaid võimalusi südamehaiguste, diabeedi, Alzheimeri tõve ja rasvumise ravimisel loommudelites.Siiski on teadlaste järgmine samm molekuli ohutuse ja tõhususe tagamiseks mõista, kuidas loomadega tehtud uuringud võivad inimestele anda.

Teadlaste eesmärk on täielikult mõista molekuli biokeemilist mehhanismi ja NAD+ metabolismi uurimine jätkub.Molekuli mehhanismi üksikasjad võivad paljastada vananemisvastase teaduse pingilt voodi kõrvale toomise saladuse.