Что такое NAD+ и почему в последние годы он оказался в центре внимания

NAD+ (никотинамидадениндинуклеотид) - это природная молекула, необходимая для функционирования наших 37,2 триллионов клеток. Она помогает 

активировать механизмы, которые вырабатывают более 90% энергии организма, и 

играет важную роль практически во всех жизненно важных функциях организма.  Это одна из старейших молекул на планете, и снижение эндогенного синтеза 

коррелирует с наличием возрастных заболеваний, таких как нейродегенерация, 

метаболический синдром, сердечно-сосудистые заболевания и другие.

В последние годы  NAD+ оказался в центре внимания исследований из-за его растущей роли в контроле жизненно важных биологических функций. 

Никотинамидадениндинуклеотид представляет собой кофермент, присутствующий во всех живых клетках. Он был открыт в 1906 году английскими биохимиками Артуром Харденом и Уильямом Джоном Янгом.

Он  действует как переносчик электронов в многочисленных химических окислительно-восстановительных реакциях. Среди них - некоторые этапы метаболизма глюкозы (гликолиз и цикл Кребса), β-окисление и синтез жирных кислот, холестерина, стероидов и так далее. 

NAD существует в двух формах: NAD+ и NADH. Основное различие между этими двумя формами состоит в том, что NADH содержит на 2 электрона больше, чем NAD+.

С питанием мы получаем субстрат для синтеза NAD+ в клетке - это аминокислота триптофан и разные формы витамина В3 и предшественников NAD+, таких как  никотинамид (NAM), никотиновая кислота (NA), никотинамидмононуклеотид (NMN), никотинамид рибозид (NR).

Поскольку во время физиологической активности ферментов он постоянно разлагается, NAD+ обязательно должен быть повторно синтезирован.

Функции NAD+

NADH является формой хранения электронов и энергии, которая используется в митохондриях для выработки АТФ посредством процесса, называемого окислительным фосфорилированием или клеточным дыханием.

Помимо преобразования питательных веществ в АТФ, NAD+ работает вместе с белками, запуская и питая следующие жизненно важные биологические процессы:

·       Передача сигналов кальция.  Кальций является жизненно важным вторичным мессенджером, который регулирует широкий спектр клеточной активности: секреция, оплодотворение, миграция клеток и нейротрансмиссия.

·       Репарация ДНК. Это процесс, посредством которого клетки идентифицируют и восстанавливают поврежденные молекулы ДНК. Это позволяет митохондриям производить энергию. 

·       Экспрессия генов. Процесс, посредством которого инструкции, содержащиеся в ДНК человека, преобразуются или трансформируются в функциональный продукт, например, белок, который играет фундаментальную роль в правильном функционировании клеток. Эпигенетические модификации подразумевают  стабильные изменения клеточных функций и экспрессии генов без каких-либо изменений исходной последовательности ДНК.

·       Поддержание хромосомной целостности, то есть, нормальное функционирование хромосом организма.

·       Посттрансляционные модификации белка/АДФ-рибозилирование (подвид гликозилирования белка). Это жизненно важные компоненты клеточной сигнализации, например, когда прогормоны превращаются в гормоны.

Некоторые из белков, используемых в этих процессах, называются сиртуинами (SIRT). Они отвечают за регулирование здоровья клеток, включение и выключение генов, замедляющих старение, восстановление поврежденной ДНК и регулирование обмена веществ. Иными словами, активация сиртуинов — один из путей к долголетию.

Для нормального и эффективного функционирования сиртуинам необходим NAD+. К сожалению, он постоянно расходуется и превращается в NADH. Это означает, что  NAD+ должен постоянно синтезироваться в нашем организме.

С возрастом организм человека производит все меньше NAD+,  который отвечает за защиту жизненно важных органов и выработку энергии в организме. 

NAD+ и старение

Исследование, опубликованное в международном научном журнале PLOS One, предоставляет количественные доказательства того, что истощение NAD+ может играть значительную роль в процессе старения, регулируя выработку клеточной энергии, восстановление ДНК и передачу геномных сигналов. NAD+ является важной молекулой для всех клеток и участвует в большинстве биологических процессов. Исследования показывают, что уровень NAD+ снижается на 65% в период между 30 и 70 годами. 

В обзорной статье 2018 года подчеркивается взаимосвязь между истощением NAD+ и возрастными изменениями статуса здоровья, а также исследуется, как повышение NAD+ может способствовать более здоровому старению.

С возрастом ключевые ферменты, потребляющие  NAD+, становятся гиперактивированными, чтобы противодействовать повышенному повреждению ДНК, воспалению и окислительному стрессу.

Таким образом, уровни  NAD+ снижаются при старении, а также при окислительном стрессе, гипергликемии, алкоголизме, клеточной гипоксии и повышенном повреждении ДНК. Кроме того, чрезмерное питание также снижает его уровень и способность к синтезу.

В свою очередь, низкие уровни NAD+ приводят к ухудшению активности SIRT1 и функции митохондрий.

Считается, что снижение уровня NAD+  связано с ускоренным физическим увяданием  и возникновением возрастных заболеваний, таких как сахарный диабет 2 типа, болезни сердца, болезнь Альцгеймера и потеря зрения.

Исследования на животных показали, что повышение уровня NAD+  может помочь обратить вспять признаки старения и снизить риск многих хронических заболеваний.

В свою очередь, низкие уровни NAD+ приводят к ухудшению активности SIRT1 и функции митохондрий.

Считается, что снижение уровня NAD+  связано с ускоренным физическим увяданием  и возникновением возрастных заболеваний, таких как сахарный диабет 2 типа, болезни сердца, болезнь Альцгеймера и потеря зрения.

Исследования на животных показали, что повышение уровня NAD+  может помочь обратить вспять признаки старения и снизить риск многих хронических заболеваний.

·       Помогает справиться с хронической усталостью 

Клинические исследования показали, что добавление  NAD+   может улучшить физическую работоспособность,  снижает окислительный стресс у пожилых людей. Он также эффективен при фибромиалгии.

·       Играет роль в борьбе с сердечно-сосудистыми и метаболическими заболеваниями 

NAD+ гарантирует, что митохондрии производят достаточно энергии для поддержания клеточной функции. Снижение их количества и функции в сердечных клетках может повлиять на здоровье сердца. В сочетании со здоровой диетой и регулярными физическими упражнениями повышение уровня NAD+ помогает митохондриям вырабатывать энергию, необходимую для поддержания нормального функционирования сердечно-сосудистой системы.

Активация сиртуинов с помощью потребления NAD+  пробуждает гены, которые улучшают обмен веществ, помогают сбросить вес и снизить уровень холестерина и ЛПНП.

Предварительные исследования показывают, что коррекция уровня NAD+  может помочь при метаболических нарушениях, таких как сахарный диабет 2 типа, метаболический синдром и неалкогольная жировая болезнь печени.

Истощение NAD+, обычно вызываемое повреждением ДНК в пораженном сердце,  может усугубить сердечную недостаточность.

Уровни NAD+  также снижаются в случаях ишемически-реперфузионного повреждения (повреждения сердца из-за отсутствия кровотока).

Клинические исследования с различными предшественниками NAD+ , такими как триптофан, NА или NR, показали, что повышенные уровни NAD+  связаны со снижением риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, нормализацией артериального давления, коррекцией гиперхолестеринемии и функции сердечных митохондрий, а также уменьшением жесткости аорты.

Например, в долгосрочном исследовании безопасности и эффективности лечение ниацином говорится о снижении уровня холестерина и снижении частоты нефатального повторного инфаркта миокарда, что привело к снижению смертности на 11% по сравнению с плацебо.

Другое исследование показало, что высокий уровень триптофана в плазме связан со снижением заболеваемости сердечно-сосудистыми патологиями.

·       Предупреждает ожирение 

Создание и потребление NAD+  клетками связано с регуляцией метаболизма и хранения жиров. Он также играет важную роль в процессе гликолиза — цикле, в ходе которого наш организм превращает сахара (углеводы) в полезную энергию.

Сиртуины способствуют усилению окисления жирных кислот и индуцирует усиление митохондриального биогенеза. Эти два эффекта обеспечивают защиту от ожирения, вызванного диетой с высоким содержанием жиров и/или метаболическими нарушениями.

Сиртуины также регулируют уровень глюкозы и ее гомеостаз за счет повышения уровня инсулина.

• Важен для онкопревенции 

Высокие уровни NAD+ помогают защитить организм от повреждения ДНК и окислительного стресса, которые связаны с развитием рака.

·       Улучшает состояние мышц 

 NAD+ имеет решающее значение для здоровья мышц по двум причинам. Упражнения и движение в целом требуют значительного количества энергии, а наши мышечные клетки используют  NAD+, чтобы стимулировать сокращение и расслабление. Клеткам также необходимо восстановиться после повреждений, нанесенных энергичными занятиями в тренажерном зале, а для этого также требуется  NAD+.

·       Укрепляет здоровье мозга 

У мозга - высокие энергетические потребности, поэтому нейроны содержат много митохондрий. Их дисфункция способствует психическим и нейродегенеративным заболеваниям.

При возрастных нейродегенеративных заболеваниях пополнение запасов NAD+  продлевает сохранность здоровья за счет уменьшения нейровоспаления и повреждения ДНК в мозге.

Увеличение NAD+  путем добавления его предшественников или голодания также может помочь при рассеянном склерозе. По крайней мере, такие результаты показали наблюдения за лабораторными животными.

Лечение NADH также может улучшить когнитивные функции пациентов с болезнью Альцгеймера. В мышиной модели увеличение NAD+   при добавлении никотинамида рибозида восстанавливало когнитивную функцию за счет повышения уровней PGC-1альфа 2.

Исследования подтверждают гипотезу о том, что повышение клеточного NAD+ важно для нормальной функции мозга. Недавнее исследование показало увеличение количества NAD+ в мозге при приеме его предшественников здоровыми людьми. Следовательно, это действенный способ поддерживать здоровье нейронов мозга.

·       Регулирует иммунную систему 

Увеличение NAD+ на животных моделях обращает вспять аутоиммунные заболевания различными способами, иммуномодулируя и оказывая противовоспалительное действие.

Сиртуины, особенно SIRT1, также могут снижать количество провоспалительных цитокинов и регулировать иммунную систему.

NAD+ (и, как следствие, SIRT1), по-видимому, способствует созданию оптимальной и сбалансированной среды для борьбы иммунной системы с инфекциями, а также смягчает воспаление и предотвращает аутоиммунные заболевания.

·       Улучшает здоровье глаз 

Помимо головного мозга и мышц, еще одной энергозатратной тканью является сетчатка глаза. Согласно наблюдениям ученых, снижение уровня  NAD+ в сетчатке связано с ухудшением состояния ее здоровья в доклинических моделях. 

·       Помогает в борьбе с  экологическими стрессорами 

Ежедневные факторы окружающей среды, такие как курение и загрязнение окружающей среды, могут вызвать окислительный (оксидативный) стресс, приводящий к снижению NAD+ и ухудшению функций митохондрий. Окислительный стресс — это дисбаланс, вызванный активными формами кислорода. NAD+ является важной частью защиты организма от оксидативного стресса, которому мы подвергаемся каждый день.

·       Участвует в расщеплении спиртного 

Переработка алкоголя в организме — энергозатратный проект, особенно для клеток печени. Когда мы пьем, тело усердно работает над метаболизмом и детоксикацией. На клеточном уровне это требует, чтобы митохондрии активно включились в работу. Тем временем, печень должна расщепить алкогольный напиток на вещество, называемое ацетатом. Без NAD+ этот процесс невозможен.

·       Восстановление после повреждения ультрафиолетом 

Чрезмерное пребывание на солнце может повредить ДНК. Но хорошая новость в том, что  NAD+ может помочь восстановить поврежденные нити ДНК. Поддержание уровня никотинамидадениндинуклеотида помогает работать сиртуинам, которые поддерживают здоровье клеток и восстанавливают клеточные повреждения.

·       Способствует нормализации биологических ритмов 

Нарушение циркадных ритмов приводит к бессоннице и хроническому недосыпанию. NAD+  помогает отрегулировать биоритмы, что позволяет синхронизировать энергетический обмен, гормональную регуляцию и колебания температуры тела. 

Как увеличить NAD+

Повышенные внутриклеточные уровни NAD+ вызывают изменения, которые улучшают выживаемость, включая увеличение производства энергии и активацию клеточного восстановления.

·       Диета и ограничение калорий 

Для удовлетворения основных потребностей синтеза никотинамидадениндинуклеотида достаточно менее 20 мг ниацина.

Однако все больше данных показывает, что значительно большее увеличение синтеза NAD+ может быть достигнуто за счет добавления его промежуточных продуктов NR и NMN. Они содержатся в самой разной пище, включая мясо, яйца, молочные продукты, некоторые овощи и цельнозерновые продукты.

Истощение углеводов и питательных веществ приводит к истощению NADH и накоплению  NAD+. Следовательно, голодание и ограничение (рестрикция) калорий приводят к повышенной активации  NAD+ и сиртуинов.

·       Прием добавок  

NAD+ стал чрезвычайно популярным благодаря использованию в инфузионной терапии. Инфузионная терапия с применением NAD позволяет пациентам получать дополнительную дозу коферментов и сочетать увлажняющие жидкости и натуральные питательные вещества с помощью внутривенных инфузий. Инфузии — это простой процесс, который можно завершить всего за 30-45 минут.

Что касается домашнего применения, то эффективным способом повысить уровень  NAD+  является прием двух форм витамина B3, которые являются прямыми его предшественниками, а именно:

·       никотинамид рибозида (NR);

·       никотинамидмононуклеотид ( NМН).

Никотинамид рибозида естественным образом содержится в молоке и уже несколько лет доступен в форме нутрицевтика.

Исследования на животных показывают, что никотинамид рибозид повышает уровень  NAD+ в крови до 2,7 раз. Более того, он легче утилизируется организмом, чем другие предшественники никотинамидадениндинуклеотида, и может увеличивать активность сиртуинов, поддерживать митохондриальную функцию и регенеративный потенциал стволовых клеток.

Кроме того, в отличие от добавок витамина B3 (ниацина), никотинамидрибозид не вызывает приливы жара и покраснение лица.

В исследованиях на людях прием 1000-2000 мг никотинамид рибозида в день не имел негативного действия. Некоторые участники исследования сообщали о побочных эффектах от легких до умеренных, таких как тошнота, усталость, головная боль, диарея и расстройство желудка.

·       Физические упражнения 

Энергетический стресс, создаваемый интенсивной физической активностью, заставляет клетки сжигать NADH для получения энергии, тем самым генерируя больше NAD+.

Уровни NAMPT (фермента, имеющего решающее значение для синтеза NAD+) также повышаются при физических нагрузках.

Интервальная тренировка — это оптимальный по времени метод создания энергетического стресса с помощью упражнений. Аэробные виды спорта (бег, езда на велосипеде, беговые лыжи и т. д.) являются еще одним полезным методом, позволяющим выдерживать энергетический стресс в течение длительного времени.

·       Сауна

Белки теплового шока, вырабатываемые во время температурного стресса, считаются важными для обновления клеток, опосредованного аутофагией. Кроме того, сауны повышают уровень NAD+.

Поскольку инфракрасное излучение также увеличивает уровень сиртуинов, инфракрасные сауны могут быть очень полезны.

Изучение никотинамидадениндинуклеотида продолжается, и исследователи продолжают искать способы, которыми его предшественники могут влиять на здоровье человека и особенно - на процессы старения.

Краткие выводы

·       NAD+ - это молекула, участвующая в функционировании 37.2 трлн клеток организма.  

·       Она активирует механизмы, генерирующие более 90 % энергии тела и участвует во многих жизненно важных процессах.  

·       NAD+ истощается с возрастом, что может привести к старению и развитию хронических заболеваний.  

·       Повышение его уровня улучшает физическую работоспособность, обмен веществ, здоровье сердца, профилактирует нейродегенеративные заболевания и дегенерацию сетчатки, обеспечивая онкопревенцию.  

·       Инфузионная терапия и прием добавок помогут повысить уровень NAD+.  

·       Физические упражнения, диета и голодание могут увеличить уровень NAD+.  

Список использованных источников и литературы:

1.     Massudi, H., Grant, R., Braidy, N., Guest, J., Farnsworth, B., and Guillemin, G. J. (2012). “Age-Associated Changes in Oxidative Stress and NAD+ Metabolism in Human Tissue.” Plos One 7, e42357. doi: 10.1371/journal.pone.0042357. 

2.     Janssens, G. E., Grevendonk, L., Perez, R. Z., Schomakers, B. V., Bosch, J. de V. den, Geurts, J. M. W., et al. (2022). “Healthy Aging and Muscle Function Are Positively Associated with NAD+ Abundance in Humans.” Nat Aging 2, 254–263. doi: 10.1038/s43587-022-00174-3.  

3.     Aman, Y., Qiu, Y., Tao, J., and Fang, E. F. (2018). “Therapeutic Potential of Boosting NAD+ in Aging and Age-Related Diseases.” Transl Medicine Aging 2, 30–37. doi: 10.1016/j.tma.2018.08.003.  

4.     Lautrup, S., Sinclair, D. A., Mattson, M. P., and Fang, E. F. (2019). “NAD+ in Brain Aging and Neurodegenerative Disorders.” Cell Metab 30, 630–655. doi: 10.1016/j.cmet.2019.09.001.  

5.     Vreones et al. (2022) “Oral Nicotinamide Riboside Raises NAD+ and Lowers Biomarkers of Neurodegenerative Pathology in Plasma Extracellular Vesicles Enriched for Neuronal Origin.” Aging Cell Vol. 22, Issue 1. doi: 10.1111/acel.13754. 

6. Anti-age Expert, https://antiage-expert.com/ru/blog/nad-nad-nadh-molekula-antistareniya/.

NAD+

Забронировать