Общая информация о NAD+
Впервые открытый в начале XVIII века, никотинамид аденин динуклеотид (NAD) является важнейшим компонентом метаболических процессов и реакций, происходящих в клетках человеческого организма. Все важные клеточные процессы в организме человека не могут происходить без присутствия NAD. Примерами некоторых процессов, зависящих от NAD, являются гликолиз (расщепление глюкозы на пируват и водород), цикл лимонной кислоты или цикл трикарбоновых кислот (высвобождение энергии из углеводов, белков и жиров путем окисления ацетил-КоА), окисление или расщепление жирных кислот, восстановление ДНК, воспалительные реакции и многие другие процессы. NAD обычно подвергается либо окислению, либо восстановлению в процессе метаболических процессов в организме; окисленный вариант NAD называется NAD+.
Как синтезируется NAD+
Существует два основных механизма синтеза NAD+ в организме человека. Одним из путей синтеза NAD+ является кинурениновый путь, при котором NAD+ синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана. В этом пути триптофан подвергается процессу, известному как окислительное расщепление, с образованием продукта формилкинуренина; этому процессу способствуют ферменты триптофан-2,3-диоксигеназа (TDO) и индоламин-2,3-диоксигеназа (IDO). Дальнейшие ферментативные реакции происходят после образования формилкинуренина, который затем превращается в NAD+ с помощью нескольких ферментов, одним из которых является 3-гидроксиантраниловая кислота, 4-диоксигеназа (3-ГААО)3.
Второй путь синтеза NAD+ известен как путь спасения. Путь спасения назван так потому, что NAD+ утилизируется в процессе потребления никотиновой кислоты, никотин-аденин-мононуклеотида и никотинамида. Фермент никотинамид фосфорибозилтрансфераза (Nampt) превращает никотинамид в никотинамид аденин мононуклеотид (NMN), который затем преобразуется в NAD+ с помощью другого фермента, известного как никотинамид мононуклеотид аденилилтрансфераза (Nmnat). В качестве альтернативы, никотиновая кислота может быть использована как предшественник для синтеза NAD+; мононуклеотид никотиновой кислоты (NAMN) образуется из никотиновой кислоты, которая затем конъюгируется с NAD+ с помощью фермента Nampt. Разнообразие путей, доступных для синтеза NAD+, отражает его важность для человеческого организма.
Важность NAD+ в организме человека
Как уже говорилось ранее, NAD+ имеет решающее значение для ряда ключевых физиологических процессов в организме человека. Дефицит NAD+ или нарушение гомеостаза NAD+ в организме может нарушить эти физиологические процессы, что может привести к различным заболеваниям или болезненным состояниям. Ниже описаны некоторые из многих физиологических процессов, которые зависят от NAD+.
1) Стабильность генома
Ежедневно в организме эндогенно выделяются реактивные формы кислорода (ROS) и реактивные формы азота (RNS); эти вещества вызывают повреждение клеточной ДНК. Кроме того, экзогенные факторы, такие как канцерогены, химические мутагены, а также радиация, также могут привести к повреждению клеточной ДНК. Когда повреждение клеточной ДНК происходит из-за эндогенных или экзогенных факторов, возникает нестабильность генома, что может привести к развитию рака и увеличению скорости клеточного старения.
Чтобы минимизировать повреждение клеточной ДНК и его последствия, в организме происходит процесс, известный как реакция на повреждение ДНК (DDR). DDR - это процесс, который обнаруживает и восстанавливает любую поврежденную ДНК в организме. DDR - это процесс, который сильно зависит от NAD+; когда количество NAD+ в организме низкое, процесс DDR нарушается, что приводит к увеличению повреждения клеточной ДНК.
2) Генетическая экспрессия
Способ, с помощью которого генетическая информация в клеточной ДНК используется для производства соответствующих белков или веществ в человеческом организме, известен как генетическая экспрессия. Генетическая экспрессия - это процесс, который отвечает за развитие всех физических особенностей, определяющих человека, таких как цвет волос и кожи, а также других физических характеристик.
Одним из механизмов, с помощью которого генетическая экспрессия успешно осуществляется в организме, является модификация продукта, известного как гистоны. Модификация гистонов - это процесс, зависящий от NAD+; дефицит NAD+ может нарушить модификацию гистонов, что может нарушить генетическую экспрессию. Дефицит NAD+ может также привести к метилированию клеточной ДНК, в результате чего гены не будут экспрессироваться должным образом; это известно как генетическое заглушение.
3) Иммунитет и воспаление
Исследования показали, что уровень NAD+ в организме человека определяет степень и эффективность иммунного ответа во время инфекции. Повышение уровня NAD+ во время инфекции увеличивает окислительное фосфорилирование в макрофагах, что делает их более способными нейтрализовать организм, вызвавший инфекцию.
Помимо повышения экспрессии макрофагов, NAD+ также оказывает противовоспалительное действие во время инфекционного процесса. Исследования показали, что экспрессия маркеров воспаления, таких как фактор некроза опухоли альфа (TNF-a) и интерлейкин-6 (IL-6), значительно снижается при высоком клеточном уровне NAD+ и его предшественников.
4) Энергетический метаболизм
Несколько путей метаболизма в человеческом организме приводят к высвобождению энергии. Примерами путей энергетического метаболизма являются гликолиз, цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса), окислительное фосфорилирование, окисление жирных кислот и метаболизм этанола. Для нормального функционирования всех путей энергетического обмена необходимо присутствие NAD+ в качестве кофермента. В гликолитическом пути NAD+ облегчает каталитические реакции глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GADPH) и лактатдегидрогеназы (LDH). В цикле Кребса NAD+ функционирует как кофермент для лимитирующих ферментов альфа-кетоглутарат дегидрогеназы, изоцитрат дегидрогеназы и малат дегидрогеназы. Метаболизм алкоголя, происходящий в клетках печени, также требует NAD+ в качестве кофактора для успешного протекания процесса. Дефицит NAD+ в организме может повлиять на все эти процессы и негативно отразиться на эффективности выработки и использования энергии в организме.
5) Циркадные часы
Циркадные часы, также известные как биологические часы или циркадный ритм, - это внутренний эндогенный процесс, регулирующий цикл сна и бодрствования в организме человека. Эти внутренние часы помогают организму приспособиться к разному времени суток или разным сезонам. Точность и эффективность работы циркадных часов частично зависит от уровня NAD+ в клетках. Дефицит NAD+ может нарушить циркадный ритм и привести к таким последствиям, как дневная сонливость, беспокойный сон, гормональный дисбаланс, изменения настроения и т.д.
6) Функция сердечно-сосудистой системы
Сердце - самый метаболически активный орган человеческого тела, поскольку оно постоянно бьется. Исследования показали, что нормальный уровень NAD+ необходим для поддержания метаболической активности сердца. Более того, в случае серьезного сердечного события, такого как транзиторная ишемическая атака или инфаркт миокарда, нормальный уровень NAD+ помогает восстановиться после травмы. Другие исследования показали, что дефицит NAD+ может привести к таким нарушениям работы сердца, как сердечная гипертрофия и фиброз.
7) Функция почек
Как правило, функция почек имеет тенденцию к снижению с возрастом. Есть подозрение, что снижение уровня NAD+ у пожилых людей может играть определенную роль в снижении функции почек. Исследования показали повышенную защиту от острого повреждения почек, когда люди получали добавки NAD+. Кроме того, добавки NAD+ стимулировали высвобождение простагландина E2, который способствует улучшению функции почек после острого почечного повреждения.
8) Функция печени
Нормальный уровень NAD+ в организме необходим для оптимального функционирования печени. Специфические ферменты в путях NAD+ защищают печень от таких состояний, как печеночный фиброз, неалкогольная жировая болезнь печени и неалкогольный стеатогепатит. Было проведено несколько исследований, которые показали, что добавки NAD+ могут улучшить общее состояние печени, защитить ее от токсических заболеваний и повысить способность к восстановлению после повреждения печени.
9) Неврологическая функция
Было доказано, что NAD+ и его предшественники оказывают защитное действие на нейроны в головном мозге после значительного неврологического события, такого как инсульт. Нормальный уровень NAD+ в организме необходим для нормального функционирования и выживания нейронов головного мозга. Кроме того, добавки NAD+ показали некоторые преимущества в лечении и профилактике некоторых нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера; однако это не точно, и существует несколько текущих исследований, которые все еще изучают эту возможность.
Преимущества внутривенной терапии NAD
Учитывая неотъемлемую роль, которую NAD+ играет во всех основных процессах организма, как подробно описано в предыдущем разделе, очень важно обеспечить оптимальный уровень NAD+. При наличии признаков дефицита NAD+, например, при пеллагре, которая проявляется в виде дерматита, слабоумия или диареи, может потребоваться дополнительная терапия NAD внутривенно. Помимо признаков дефицита NAD+, существуют и другие причины, по которым человек может рассмотреть возможность приема внутривенных добавок NAD+; некоторые из этих причин включают следующие:
1) Терапия наркомании
Одной из наиболее распространенных причин, по которой внутривенное введение NAD+ может быть рассмотрено некоторыми людьми, является лечение зависимости. IV NAD+ может принести пользу пациентам, отвыкающим от опиоидной, алкогольной, химической или рецептурной зависимости; он также может минимизировать тяжесть симптомов абстиненции. Хотя механизм действия NAD+ в этом отношении еще не изучен, считается, что внутривенное введение NAD+ помогает вывести наркотики из организма и уменьшить тягу к ним.
2) Улучшение познания
Как уже говорилось ранее, NAD+ оказывает как защитное, так и стимулирующее воздействие на мозг. По этой причине внутривенная терапия NAD+ может быть назначена для улучшения памяти, концентрации внимания, способности сосредоточиться, регенерации мозга и улучшения общей неврологической функции. Исследования, касающиеся точного способа, с помощью которого экзогенные добавки NAD+ оказывают эти эффекты, все еще продолжаются.
3) Хроническая усталость
Внутривенная терапия NAD+ используется для лечения людей с хронической усталостью и низким уровнем энергии. NAD+ является важным кофактором в гликолитическом пути и пути трикарбоновых кислот; эти пути приводят к производству аденозинтрифосфата (АТФ), который является источником энергии для человеческого организма. Благодаря экзогенному приему NAD+ в организме повышается уровень АТФ, что может привести к повышению уровня энергии и снижению чувства усталости.
4) Спортивные результаты
Благодаря своей роли в производстве АТФ, некоторые спортсмены используют внутривенную терапию NAD+ для улучшения своих спортивных возможностей и результатов. Внутривенные добавки NAD+ могут повысить уровень энергии, улучшить познание и увеличить время реакции у спортсменов во время соревнований или других спортивных мероприятий. Кроме того, исследования показали, что добавки NAD+ могут способствовать развитию мышц, а также их восстановлению, что приводит к гипертрофии и гиперплазии мышц.
5) Обезболивание
Одной из самых новых причин, по которой некоторые люди получают внутривенную терапию NAD+, является купирование боли. Известно, что NAD+ оказывает значительное противовоспалительное действие в организме и может быть использован для уменьшения воспаления, которое обычно возникает при боли, и, таким образом, обеспечивает некоторое облегчение боли. Исследования по использованию дополнительного NAD+ в качестве формы контроля боли все еще продолжаются, и результаты пока не окончательны.
