Молекулы NAD+ сами по себе не видны под обычным световым микроскопом, поскольку они слишком малы для этого; их структуру и положение в клетках изучают с помощью более сложных методов, таких как флуоресцентная микроскопия или электронная микроскопия. NAD+ – это динуклеотид, состоящий из двух нуклеотидов, которые соединяются через фосфатные группы. Его можно увидеть в клетках с помощью специальных методов визуализации, которые окрашивают или освещают молекулы.
Что такое NAD+?
- Кофермент: NAD+ является коферментом, то есть это молекула, которая помогает другим белкам выполнять свою работу.
- Роль в клетках: Он участвует в производстве энергии, ремонте ДНК, укреплении иммунитета и регуляции воспалительных процессов.
- Структура: NAD+ состоит из двух частей: никотинамида и аденина, соединенных фосфатными группами.
NAD+ (никотинамидадениндинуклеотид) — это кофермент, вырабатываемая естественным путем молекула, необходимая для функционирования наших 37,2 триллионов клеток. Она помогает активировать механизмы, которые генерируют более 90% энергии тела, и играет важную роль практически во всех жизненно важных функциях организма.
- 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.
- Физические упражнения, диета и голодание могут увеличить уровень NAD+.
- Добавки никотинамид рибозида и никотинамида могут повысить уровень NAD+.
nicotinamide adenine dinucleotide / Никотинамидадениндинуклеотид - кофермент, имеющийся во всех живых клетках. /
Коферме́нты — органические природные соединения небелковой природы, необходимые для осуществления каталитического действия ферментов. ФУНКЦИИNADH 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.
NAD+ и возраст-ассоциированные заболевания Было обнаружено, что снижение уровня NAD+ наблюдалось в коже, головном мозге, сердце, макрофагах и гепатоцитах как минимум на 10–50% в процессе старения и при наличии возраст-ассоциированных заболеваний. Следовательно, снижение доступности NAD + может быть способствующим и поддающимся коррекции фактором для поддержания долголетия.
Многочисленные предварительные исследования показали, что повышение уровня NAD+ увеличивает чувствительность к инсулину, обращает вспять митохондриальную дисфункцию и продлевает продолжительность жизни.
Выделим основные преимущества никотинамидадениндинуклеотида, отмеченные учеными на сегодняшний день:
- 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.
Систематический обзор продемонстрировал, что лечение ниацином повышает уровень липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) в сыворотке крови. Однако недавние исследования и клинические обзоры пришли к выводу, что терапия ниацином не помогает значительно снизить риск сердечного приступа, инсульта или смерти от сердечно-сосудистых заболеваний у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями или с высоким риском.
Прием никотинамида рибозида (предшественника NAD+) в течение 12 недель в дозировке 2000 мг/день также не улучшил чувствительность к инсулину или толерантность к глюкозе у тучных и резистентных к инсулину мужчин. Более того, исследовательская группа не обнаружила никаких изменений в функции или составе митохондрий скелетных мышц у этих субъектов.
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.
Высокие уровни NAD+ помогают защитить организм от повреждения ДНК и окислительного стресса, которые связаны с развитием рака.
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+.
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.
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.
Эффективный способ повысить уровень NAD+ — это принимать две формы 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.
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.
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.