NAD+在糖酵解、糖異生、三羧酸循環和呼吸鏈中起著不可替代的作用。中間產物將把除去的氫傳遞給NAD,使其成為NADH。NADH作為氫的載體,在呼吸鏈中通過化學滲透偶聯合成ATP,參與體內所有生命活動的能量供應。
細胞合成NAD+的途徑主要有三種:從頭合成或犬尿酸途徑、Preiss-Handler途徑和補救途徑。
從頭合成路線:
色氨酸經過5個酶促反應和1個非酶促反應生成喹啉酸(QA),然後在喹啉酸磷酸核糖轉移酶(QAPRT)的催化下轉化為煙酸單核苷酸(NAMN)。
NAMN也可以通過Preiss-Handler途徑生成:NA被煙酸磷酸核糖轉移酶(NAPRT)催化生成NAMN;
在上述兩條NAD+合成途徑中,NAMN被NAD合成酶催化生成煙酸腺嘌呤二核苷酸(NAAD),然後NAAD被NMNATs1-3催化最終生成NAD+。
在哺乳動物中,補救途徑被認為是維持細胞內NAD+正常水平的最重要的NAD+合成途徑:
在補救方法中,NAM是起始分子,它來自食物攝入和NAD+消耗酶的副產物。首先NAM被煙酰胺磷酸核糖轉移酶(NAMPT)催化生成NMN,然後NMN被NMNAT催化生成NAD+。研究表明,NAMPT是哺乳動物NAD+合成的限速酶,其表達水平隨DNA損傷、饑餓等細胞壓力呈現高度動態變化。肥胖和高熱量飲食可同時降低各組織中NAMPT和NAD+的水平。
二、NAD+對衰老的四種影響
01NAD+能激活人體長壽因子,維持端粒長度,延長壽命。
NAD+是Sirtuins的組蛋白功能所必需的營養物質,被科學家稱為“長壽因子”,特別是對維持關鍵端粒的長度,減緩衰老過程,延長壽命有重要作用。SIRT1到SIRT7***7亞型構成了Sirtuins蛋白家族,也構成了“長壽因子”。
人體內SIRT1-7的水平取決於NAD+的水平。隨著年齡的增長和外界的壓力和破壞,NAD+濃度的降低會導致長壽因子激活不足或失活。
02NAD+促進基因修復,延緩細胞衰老。
NAD+通過逆轉線粒體的衰退,提高DNA自我修復的能力,延長壽命,這包括減輕應激,消除炎癥反應,保護DNA和線粒體免受損傷;
03NAD+促進細胞再生,抵抗免疫系統疾病。
NAD+是壹種輔酶,促進細胞從營養物質中產生能量。充足的NAD+水平可以保證細胞能量供應,促進細胞再生,是延緩免疫系統衰老、抵抗感染、產生自身免疫性疾病的至關重要的因素。
2018年3月,發表在國際知名雜誌《細胞》上的研究發現,增加NAD+後,“老年小鼠”和“青年小鼠”的毛細血管數量和密度幾乎相同,耐力提高了80%之多,說明NAD+可以延緩衰老。
04NAD+提高染色體穩定性,降低多種疾病和癌癥的風險。
NAD+可以提高染色體穩定性,從而減緩細胞衰老,降低各種疾病的風險,在壹定程度上降低患癌風險。
目前抗癌抗腫瘤的臨床數據不足,該功能仍在研究中。不建議癌癥和癌癥患者直接服用。
NAD+的功能很多,與人的衰老和長壽密切相關。而NAD+的總含量會隨著時間的推移而高速耗盡,從而導致各種衰老現象和與衰老相關的疾病。30歲的時候,我們會入不敷出。當我們到了40到60歲,NAD+的流失會將近50%。60歲時,人體內NAD+的含量只有65438+。
為什麽NAD+水平會隨著年齡的增長而降低?
DNA會隨著年齡的增長逐漸積累損傷,細胞的自我修復能力也會隨著年齡的增長逐漸降低。同時,除了自發的DNA損傷,物理因素(紫外線、電離輻射)、化學因素(環境汙染、藥物)等外界因素也會進壹步加速基因損傷,加速衰老進程。
共同基因的損傷會導致細胞功能和再生能力的喪失,表現為身體下降、皮膚皺紋、肌肉萎縮、認知能力下降等外在表現。關鍵基因的損傷會導致癌癥、阿爾茨海默病等多種病理反應。
在DNA修復過程中,對PARP1(DNA修復酶)的需求增加,SIRT的活性受到限制,NAD+的消耗增加,NAD+的量自然減少。
在人體細胞中,NAD+實際上主要以三種方式被消耗和代謝(即分解):
1.?PARPs通路,DNA修復;
2.?Sirtuins途徑,它被消耗以開啟長壽基因;
3.CD38途徑用於鈣信號轉導。
PARPs是促進細胞對異常刺激做出反應的關鍵酶。嚴重的外界入侵(如病毒)會觸發PARPs的持續激活,導致NAD+耗竭和細胞死亡。
Sirtuins蛋白家族是進化中高度保守的壹類脫乙酰酶(從酵母到人體,這種蛋白發揮著同樣的功能)。它們可以通過結合和消耗NAD+來調節細胞的氧化代謝和抗應激能力。
CD38需要通過消耗NAD+產生第二信使如ADPR、2dADPR、NAADP和cADPR來指導壹系列生理活動。
大衛·辛克萊博士的研究小組表明,NAD+含量下降的罪魁禍首其實是蛋白酶CD38。CD38的表達和活性會隨著年齡的增長而逐漸增加,在某些組織和細胞中可能會高出數倍,CD38途徑對NAD+的競爭也強於其他兩條途徑。
三種消耗NAD+(sirtuins,PARPs,CD38)***的方式互相競爭,就像在魚缸裏爭水壹樣。因此,當CD38消耗過多時,sirtuins和PARP的可用量就會減少。他們負責的工作——開啟長壽基因、修復DNA——無法完成,最終導致加速衰老。
NAD+通過增加和維持NAD+的水平來激活長壽因子Sirtuins,NAD+在人體中極其重要。隨著年齡的增長,體內NAD+的水平越來越低,需要外界的補充。
三、如何提高NAD+的水平
隨著年齡的增長,細胞NAD+水平驟降至接近於零。正常衰老可能有壹天會被歸為“NAD+缺乏綜合征”。壹般來說,補充NAD+是最直接的補充方式,但NAD+具有生物不穩定性,沒有證明任何物質可以將NAD+直接轉運到細胞內,不適合口服補充。
科學家證明,通過補充NAD+前體,可以提高NAD+水平。從NAD+的合成路線可以看出,煙酸(NA)、煙酰胺(NAM)和NMN都是NAD+的前體,但兩者都屬於維生素B3,兩者都不能長期服用。煙酰胺會引起惡心和臉紅,高劑量的煙酸會引起身體不適。煙酸作為速釋制劑,使用時會引起皮膚潮紅等反應。
NMN也是NAD+的前體,可以在體內轉化為NAD+發揮作用。
研究表明,Slc12a8蛋白可以在鈉離子的幫助下將NMN直接轉運到細胞內,它將在NAD+的產生中發揮快速作用。
當NAD+水平下降時,細胞也會增強Slc12a8基因的表達,增加其轉運NMN的能力。
據悉,NMN無副作用和不良反應,是目前最安全、最穩定的NAD+補充劑。
內容參考:NAD+