Никотинамид-адениндинуклеотид (NAD+) является распространенным клеточным транспортером электронов, коэнзимом и сигнальной молекулой, обнаруженной во всех клетках организма и жизненно важной для функции и жизнеспособности клеток.12 Его восстановленные (NADH) и фосфорилированные формы (NADP+ и NADPH) так же важны, как и NAD+.12 Каждый шаг клеточного дыхания - гликолиз в цитоплазме, цикле Кребса и цепи переноса электронов в митохондриях - требует присутствия NAD+ и NADH, их окислителительно-восстановительного партнера.

NAD+, что является сокращением от никотинамидадениндинуклеотида, представляет собой окисленную форму NADH. Основная биологическая функция NAD+ заключается в переносе электронов от одной биохимической реакции к другой, обеспечивая передачу энергии внутри клетки и, в определенных условиях, также к внеклеточным локациям. NAD+ также играет роль в активации/деактивации ферментов, посттрансляционной модификации белков и межклеточной коммуникации. Как молекула, участвующая в внеклеточной сигнализации, было обнаружено, что NAD+ высвобождается из нейронов в кровеносных сосудах, мочевом пузыре, толстом кишечнике и из определенных нейронов в мозге.

Структура NAD+

Молекулярная формула: C₂₁H₂₇N₇O₁₄P₂
Молекулярная масса: 663,43 г/моль
PubChem CID: 925
Номер CAS: 53-84-9
Синонимы: никотинамидадениндинуклеотид, бета-NAD, NAD, Эндопрайд

Эффекты NAD+

NAD+ лучше всего рассматривать как молекулу поддержки, необходимую для клеточного метаболизма и внеклеточной коммуникации. Исследования показывают, что NAD+ играет важную роль в преобразовании энергии, ремонте ДНК, иммунной защите и циркадных циклах. Однако уровни этого кофактора чувствительны к состоянию заболевания, а также к возрасту. Уменьшение эффектов NAD+ является результатом естественного снижения уровней кофактора, связанного с возрастом.

NAD+ активирует сиртуины и другие ферменты, такие как поли-АДФ-рибозополимеразы, участвующие в ремонте ДНК и воспалительных процессах. Сиртуины - это те же ферменты, которые связаны с продлевающими жизнь преимуществами ограничения калорийности.

NAD+ контролирует производство белка PGC-1-альфа, который защищает нейроны и другие клетки центральной нервной системы от оксидативного стресса. Исследования на мышах показывают, что этот конкретный эффект может быть связан с улучшением памяти, особенно с возрастом.

У мышей, получавших NAD+, наблюдается защита кровеносных сосудов от возрастного утолщения и отложения атеросклеротических бляшек. В некоторых исследованиях кофактор даже помогает обратить вспять возрастную дисфункцию аорты.

Мыши, получавшие NAD+, показывают увеличенные показатели метаболизма и улучшение стройной массы тела.

Увеличение уровней NAD+ может повысить силу и выносливость мышц у стареющих мышей.
NAD+ был связан с внеклеточной сигнализацией, в частности для гладких мышц. Он может быть полезен для функции ЖКТ. Этот эффект, вероятно, ответственен за преимущества NAD+ по кровяному давлению

Роль NAD+ в функции мышц

Другая связь между старением и NAD+ может быть увидена в скелетных мышцах. В моделях мышей возрастное снижение мышечной ткани происходит в два этапа. На первом этапе окислительное фосфорилирование (процесс, который митохондрии используют для производства энергии) снижается из-за уменьшения экспрессии митохондриальных генов (митохондрии содержат собственную ДНК). На втором этапе гены, регулирующие окислительное фосфорилирование, начинают давать сбои как в митохондриях, так и в ядре. Фаза 1 обратима. Если мышам вводят NAD+, в этих исследованиях показано улучшение функции митохондрий, и они не переходят к этапу 2. Однако, если мышам позволить перейти к стадии 2 без вмешательства, тогда NAD+ не может их спасти[9]. Это доказательство предполагает, что вмешательство в старение митохондрий возможно с использованием NAD+, но что ожидание слишком долго приводит к необратимой дисфункции. Это лучший аргумент в пользу того, что раннее добавление NAD+ критично для борьбы со старением в долгосрочной перспективе.

Исследования показывают, что тренировки фактически имеют те же эффекты на стареющие митохондрии, что и добавление NAD+. Похоже, что в обоих случаях вмешательство помогает предотвратить изменения в сигнализации пероксисомного пролифератор-активированного рецептора гамма коактиватора 1-альфа (PGC-1-альфа), приводящие к дисфункции митохондрий[10].

Исследования в моделях мышей старения скелетных мышц предполагают, что тренировки помогают поддерживать окислительную способность мышц на протяжении всей жизни. По крайней мере, часть причины, по которой это работает, заключается в том, что упражнения увеличивают уровни PGC-1-альфа, что, в свою очередь, помогает защищать митохондриальную ДНК, окислительные белки и ангиогенные (стимулирующие кровеносные сосуды) белки.