Odkrycie NAD+ stanowi przełom w poszukiwaniu sekretu długowieczności. Odkryte przypadkiem właściwości odmładzające dinukleotydu nikotynamidoadeninowego przewróciły świat medykamentów i suplementów diety do góry nogami. Czym jest NAD+? W jaki sposób przedłuża życie i zatrzymuje procesy starzenia? Czy warto kupić suplement diety z NAD+?
NAD+ odpowiedzią na starzenie organizmu
Zdrowy tryb życia, unikanie używek, zbilansowana dieta bogata w pełnowartościowe białko i kwasy omega-3 oraz regularna aktywność fizyczna pomogą utrzymać ciało w dobrej formie. Wszystko to opóźni procesy starzenia, ale można temu jeszcze bardziej pomóc dzięki zażywaniu NAD+.
Najważniejszą właściwością NAD+ jest niwelowanie skutków stresu oksydacyjnego i hamowanie degeneracji komórek, a więc opóźnianie procesu starzenia. Mówi się, że NAD+ to eliksir młodości. Potwierdzają to badania na myszach z 2019, gdzie podawany gryzoniom rybozyd nikotynamidu zwiększył liczbę komórek macierzystych w ich jelitach o 75% (Igarashi, 2019). Inne badania też z 2019 roku wykazały wzrost poziomu NAD+ w komórkach o 51% już po podaniu niewielkiej dawki rybozydu nikotynamidu (Dolopikou 2019).
Jeżeli wziąć pod uwagę fakt, że NAD+ jest niezbędną cząsteczką dla regeneracji DNA komórki, a jego poziom spada u człowieka wraz z wiekiem, można stwierdzić jednoznacznie, że suplementacja preparatami z NAD+ zredukuje negatywne skutki starzenia organizmu człowieka i wydłuży jego życie.
Oprócz tego białka w organizmie człowieka potrzebują NAD+ dla prawidłowego funkcjonowania, a najistotniejsze z nich to sirtuiny. Szereg badań nad sirtuinami potwierdza ich związek z długowiecznością, a zwiększanie poziomu sirtuin w organizmach badanych zwierząt doprowadziło do znacznego przedłużenia ich oczekiwanej długości życia i poprawy ogólnego stanu zdrowia (Mouchiroud i in., 2013).
NAD+ - kluczowy dla aktywności enzymów
NAD+ czyli dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy to rodzaj koenzymu znajdujący się we wszystkich tkankach. Jest pochodną witaminy B3. Znajduje się w każdej komórce ludzkiego ciała. Pełni rolę koenzymu, czyli substancji niezbędnej do tego by enzymy przyjmowały formę aktywną, zdolną do przeprowadzania reakcji biochemicznych. Enzymy są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania wszystkich organizmów żywych, ponieważ biorą udział w regulacji kluczowych procesów komórkowych.
Jako swoiste biokatalizatory, uczestniczą one w większości, jeśli nie we wszystkich przemianach w organizmie człowieka i przyspieszają lub wręcz umożliwiają ich zachodzenie. Enzymy znajdują się we wszystkich przestrzeniach organizmu: w komórkach, w przestrzeni międzykomórkowej, w tkankach i w narządach. Rodzaj produkowanych w danej tkance biokatalizatorów decyduje o jej specyficznych właściwościach i o roli, jaką pełni w organizmie. Znanych jest ponad 2200 rodzajów enzymów, a około 500 z nich wymaga do swojej pracy substancji z rodziny NAD.
NAD+ jako cząsteczka kluczowa dla przebiegu głównych przemian enzymatycznych:
- Aktywnie uczestniczy w procesach pozyskiwania energii komórkowej - jest konieczny dla prawidłowej pracy mitochondriów, które są centralami energetycznymi komórek.
- Poprawia metabolizm komórkowy.
- Wspomaga systemy przeciwutleniające - poprzez wpływ na regenerację glutationu, najważniejszego związku antyoksydacyjnego i detoksykatora produkowanego przez organizm człowieka.
- Chroni przed utrwalaniem błędów genetycznych i mutacji.
- Uczestniczy w przemianach cholesterolu.
- Bierze udział w syntezie tlenku azotu - neurotransmitera kluczowego dla utrzymania zdrowia układu krwionośnego.
NAD+ aktywnie uczestniczy w procesach pozyskiwania energii komórkowej
Nasze organizmy żyją i pozostają zdrowe m.in. dzięki zdolności do ciągłego wytwarzania, magazynowania i przekazywania energii. Miejscem wytwarzania energii we wszystkich komórkach naszego ciała są swoiste elektrownie zwane mitochondriami.
Wewnątrz tych wyspecjalizowanych organelli odbywają się bez przerwy setki złożonych, enzymatycznych przemian. O wyjątkowości mitochondriów świadczy m.in. fakt, że posiadają specyficzny dla siebie materiał genetyczny w postaci DNA mitochondrialnego (mtDNA).
Badania naukowe jednoznacznie wskazują, że NAD+ ma kluczowe znaczenie dla procesu przemian enzymatycznych w mitochondrium, a wszelkie zaburzenia w tym obrębie mają znamienny wpływ na nasze zdrowie. Jak zaobserwowano optymalizacja stężenia NAD+ np. poprzez suplementację może odwracać stany typowe dla różnych chorób związanych z wiekiem.
Podczas syntezy uniwersalnego związku wysokoenergetycznego – ATP, cząsteczka NAD bierze udział we wszystkich 3 częściach procesu oddychania komórkowego tj. glikolizie, cyklu Krebsa oraz w łańcuchu transportu elektronów. Bez NAD+ jako kofaktora krytyczne procesy wymagane do jakiejkolwiek formy produkcji energii komórkowej nie mogą wystąpić.
Przy niskim poziomie NAD+ obserwowany jest stan zwany „pseudohipoksją”, w którym pomimo odpowiedniego dostępu tlenu organizm reaguje w taki sposób, jak podczas niedotlenienia (Ana P. Gomes i in. 2013).
NAD+ a ochrona materiału genetycznego DNA
NAD+ to koenzym, który aktywuje enzymy uczestniczące w reakcjach redox (przenoszenia elektronów) w organizmie. Enzymy te należą do sirtuin, polimeraz poli-ADP-rybozy (PARP) i CD38, a NAD+ jest niezbędny do ich prawidłowego działania.
W miarę starzenia się organizmu lub w wyniku działania tzw. stresów środowiskowych (promieniowanie UV, metale ciężkie, zanieczyszczenie powietrza) dochodzi do częstych uszkodzeń DNA, co w konsekwencji może prowadzić do licznych mutacji i chorób o podłożu genetycznym.
Zdrowy i dobrze odżywiony organizm w stanie równowagi posiada w swoim repertuarze bardzo skuteczne sposoby dostrzegania tych błędów, jak również metody do ich błyskawicznej naprawy. Ten wewnętrzny system korygujący potrzebuje do swojej prawidłowej pracy właśnie NAD+.
Jednym z poznanych dotychczas sposobów oddziaływania poprzez NAD+ jest jego wpływ na działanie polimeraz poli-ADP rybozowych (PARP), które pełnią złożone funkcje związane z naprawą materiału genetycznego DNA. Poprzez PARP, NAD+ odgrywa kluczową rolę nie tylko w ochronie przed utrwalaniem błędów genetycznych i mutacji, ale również w utrzymaniu integralności DNA i regulowaniu ekspresji genów (Murata i in. 2019).
Są to procesy, w których informacja genetyczna zawarta w genie zostaje odczytana i przepisana na jego produkty, czyli białka typowe i niezbędne do prawidłowej pracy danej komórki, tkanki, organu. PARP i jego aktywność jest skorelowana z maksymalną długością życia, co wykazano na przykładzie 13 gatunków ssaków gdzie wyższa aktywność mierzona była u organizmów charakteryzujących się wyższą średnią długością życia.
Kolejny poziom oddziaływań wskazano w rezultacie badań naukowych, które pozwoliły zidentyfikować grupę białek zwanych „sirtuinami”, ulegających aktywacji właśnie pod wpływem NAD+. Sirtuiny pełnią bardzo kluczową rolę zapewniając utrzymanie integralności materiału genetycznego, zabezpieczając DNA przed skracaniem.
Wraz z wiekiem końcówki chromosomów ulegają cyklicznemu skracaniu, a zjawisko to jest uważane za główną przyczynę procesu biologicznego starzenia się. Sirtuiny spowalniają ten proces, utrwalając telomery - końce chromosomów i istotnie ograniczając tempo ich skracania.
Należy pamiętać, że wraz z wiekiem poziomy NAD+ w komórkach jak i aktywność sirtuin stale spadają, a spadek ten jest dodatkowo potęgowany przez otyłość i siedzący tryb życia, także zabiegi skutkujące optymalizacją jego stężenia wydają się być uzasadnionym sposobem profilaktyki. Wykazano, że im wyższy jest poziom NAD+ tym silniej aktywowane są sirtuiny będące „strażnikami genomu” (Shin-ichiro Imai i Leonard Guarente, 2014).
W konsekwencji tej kluczowej roli, którą NAD+ pełni na poziomie komórkowym, przeprowadzono liczne badania mające wyjaśnić lub poznać wpływ suplementacji i zależności od poziomów tego związku w organizmie. Wiele z tych badań wykazało, że strategie pomagające zwiększyć poziomy NAD+, poprawiają metabolizm i zatrzymują procesy starzenia.
Jak udowodniono niedobory stanowią podstawę wielu problemów zdrowotnych, z którymi mamy do czynienia w przypadku tzw. grupy chorób związanych z wiekiem. NAD+ jest wykorzystywany w kilku reakcjach modyfikacji białek oraz w reakcjach wytwarzania cząsteczek sygnalizacji komórkowej. W ich przebiegu NAD+ jest zużywany, a jego poziomy powinny być uzupełniane, by nie pozwolić na utrzymanie się niedoborów. Jak wykazano ilość niektórych substancji, które biorą udział w nieodwracalnym przekształcaniu NAD+, np. glikoproteiny CD38 wzrasta wraz z wiekiem, co przyczynia się do uszczuplania zasobów NAD+ w organizmie i wymusza podjęcie działań pozwalających uzupełnić powstałe braki (Juliana Camacho-Pereira i in. 2016).
NAD+ a profilaktyka chorób
Kolejne badania kliniczne dostarczają coraz to nowych dowodów, że uzupełnianie komórkowego stężenia NAD pozwala wydajnie wpływać na ich pracę i wymiernie wpływa na niwelację niekorzystnych zjawisk, wspomagając organizm w zachowaniu zdrowia i odpowiedniej kondycji.
Spektakularne wyniki poprawy metabolizmu w stanie przedcukrzycowym uzyskane w korelacji ze zwiększonym poziomem NAD+ w komórkach krwi świadczą o wielkim potencjale tej substancji w profilaktyce i leczeniu zespołu metabolicznego.
Cukrzyca typu 2 to obecnie najczęściej występujący typ cukrzycy. Choroba ta jest uznana za chorobę cywilizacyjną. Wynika najczęściej z otyłości i złych nawyków żywieniowych. U jej podstaw leży insulinooporność, która oznacza zmniejszoną wrażliwość komórek na insulinę. Jeżeli pacjent zaniedba leczenie, cukrzyca typu 2 może doprowadzić do poważnych powikłań, a te mogą zagrozić nie tylko zdrowiu, ale i życiu chorego.
Rezultaty badania opublikowano w prestiżowym „Science” i pokazują one, że zaproponowana strategia skutkowała zwiększoną wrażliwością mięśni na insulinę i poprawioną sygnalizacją insulinową u kobiet, które cechowały się nadwagą lub otyłością (clinicaltrial.gov NCT03151239). Po zakończeniu całego cyklu leczenia udowodniono, że w efekcie metabolizm glukozy uległ istotnej poprawie – nastąpił 25-procentowy wzrost zużycia glukozy w mięśniach (Yoshino i in. 2021).
Zależność pomiędzy zdrowiem w obrębie centralnego układu nerwowego, a optymalnymi poziomami NAD+ została udokumentowana już w czasie odkrycia pelagry, w której to chorobie neurodysfunkcja jest jednym z wczesnych objawów (Hegyi i in. 2004). Układ nerwowy to najważniejszy układ w organizmie człowieka, który kontroluje czynność wszystkich innych układów.
Choroby układu nerwowego mogą mieć charakter ostry lub przewlekły, a powikłania niektórych z nich mogą być przyczyną poważnych zaburzeń w funkcjonowaniu organizmu, a nawet śmierci. NAD+ jest jedną z kluczowych cząsteczek zaangażowanych w neuroprotekcję, ochronę przed stanami zapalnymi nerwów i reakcjami adaptacyjnymi na stres oksydacyjny (Verdin, 2015; Lautrup i in. 2019).
Obniżona biodostępność NAD+ jest również powszechna i powiązana z chorobą Alzheimera (AD), chorobą Parkinsona (PD), jaskrą i zwyrodnieniem plamki żółtej oka (AMD). U osób ze stwardnieniem rozsianym poziom NAD+ wzrastał w obrębie układu immunologicznego, podczas gdy w komórkach układu nerwowego obserwowane były jego niedobory (Sang Won Suh i in. 2007).
Literatura:
- Ana P Gomes i in. 2013. Declining NAD(+) induces a pseudohypoxic state disrupting nuclear-mitochondrial communication during aging. Cell. 2013 Dec 19;155(7):1624-38. doi: 10.1016/j.cell.2013.11.037.
- Hegyi, J.; Schwartz, R.A.; Hegyi, V. Pellagra: Dermatitis, dementia, and diarrhea. Int. J. Dermatol. 2004, 43, 1–5.
- Juliana Camacho-Pereira i in. 2016. CD38 dictates age-related NAD decline and mitochondrial dysfunction through a SIRT3-dependent mechanism. Cell Metab. 2016 Jun 14; 23(6): 1127–1139. doi: 10.1016/j.cmet.2016.05.006
- Kane Alice E. i David A. Sinclair. 2018. Sirtuins and NAD+ in the Development and Treatment of Metabolic and Cardiovascular Diseases. Circulation Research. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.118.312498. 2018;123:868–885.
- Lautrup, S.; Sinclair, D.A.; Mattson, M.P.; Fang, E.F. NAD(+) in Brain Aging and Neurodegenerative Disorders. Cell Metab. 2019, 30, 630–655.
- Murata i in. 2019. NAD+ consumption by PARP1 in response to DNA damage triggers metabolic shift critical for damaged cell survival. Mol Biol Cell. 2019 Sep 15; 30(20): 2584–2597. doi: 10.1091/mbc.E18-10-0650
- Sang Won Suh 1, Aaron M Hamby, Raymond A Swanson. Hypoglycemia, brain energetics, and hypoglycemic neuronal death. Glia. 2007 Sep;55(12):1280-6. doi: 10.1002/glia.20440.
- Shin-ichiro Imai, Leonard Guarente. NAD+ and sirtuins in aging and disease. Trends Cell Biol. 2014 Aug;24(8):464-71. doi: 10.1016/j.tcb.2014.04.002. Epub 2014 Apr 29.
- Verdin, E. NAD+ in aging, metabolism, and neurodegeneration. Science 2015, 350, 1208–1213
- Yoshino Mihoko i in. 2021. Nicotinamide mononucleotide increases muscle insulin sensitivity in prediabetic women. Science. 2021 Jun 11;372(6547):1224-1229. doi: 10.1126/science.abe9985. Epub 2021 Apr 22.
- Igarashi M, Miura M, Williams E, et al. NAD(+) supplementation rejuvenates aged gut adult stem cells. Aging Cell. 2019 Jun;18(3):e12935.
- Dolopikou CF, Kourtzidis IA, Margaritelis NV, et al. Acute nicotinamide riboside supplementation improves redox homeostasis and exercise performance in old individuals: a double-blind cross-over study. Eur J Nutr 2019 Feb 6.
- Mouchiroud L, Houtkooper RH, Moullan N, et al. The NAD(+)/Sirtuin Pathway Modulates Longevity through Activation of Mitochondrial UPR and FOXO Signaling. Cell. 2013 Jul 18;154(2):430-41.
