NAD cząsteczka młodości i konsekwencje jej niedoboru
NAD cząsteczka młodości i konsekwencje jej niedoboru NAD, NADH, witamina B3, mitochondria, energia, ATP, sirtuiny

NAD+ jest niezbędną cząsteczką do wytwarzania energii w organizmie i regulacji kluczowych procesów komórkowych oraz do prawidłowej pracy mitochondriów. Dowiedz się dlaczego jest to tak ważna i jak można ją pozyskać?  

Czym jest NAD+?

NAD+ to dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy jest rodzajem koenzymem znajdującym się w każdej komórce ciała. Składa się z adeniny i nikotynamidu. Występuje w dwóch postaciach: NAD+ i NADH. NADH zawiera 2 elektrony więcej niż NAD+ [1].

NAD+ ma dwa kluczowe zadania w ludzkim ciele: pomaga przekształcić składniki odżywcze w energię metaboliczną oraz działa jako cząsteczka pomocnicza dla białek, które regulują wiele procesów komórkowych [1].

Ponadto pełni inne funkcje ważnych ról dla zdrowia, w tym stymuluje sirtuiny i enzymy, które naprawiają uszkodzone DNA.

NAD+ jest niezbędny do zachowania prawidłowej pracy mitochondriów. [2] Niestety jego poziom naturalnie maleją
z wiekiem, a niedobór NAD+ obserwuje się podczas zmęczenia i niektórych chorób.

NAD+ a mitochondria

Produkcja ATP w mitochondriach wymaga kofaktora NAD+ dinukleotydu nikotynamidoadeninowego [2].

Mitochondrialny NADH ulega utlenieniu po oddaniu swoich elektronów kompleksowi I (NADH: oksoredoreduktaza ubichinonowa) ETC. Te elektrony są kolejno przekazywane z kompleksu I do ubichinonu (koenzym Q10), kompleksu III (oksydoreduktaza koenzymu Q-cytochromu c), cytochromu c i kompleksu IV (oksydaza cytochromu c), co powoduje redukcję tlenu do wody [2].

Ostatnie badania wykazały, że poziomy NAD są niezwykle ważne dla zachowania prawidłowych funkcji mitochondriów [3, 4]. Wykazano, że biosynteza, lokalizacja w komórce oraz transport NAD i jego związków pośrednich odgrywają ważną rolę w regulacji procesów biologicznych, co ma znaczący wpływ na funkcjonalność mitochondriów [5, 6, 7].

NAD+ aktywuje sirtuinę 3, która następnie przeprowadza zmiany w mitochondriach:

  • aktywuje SOD2 , mitochondrialne enzymu przeciwutleniający.
  • aktywuje enzymy mitochondrialne odpowiedzialne za rozkład kwasów tłuszczowych i węglowodanów na energię.
  • Dezaktywuje HIF-1alfa, białka wytwarzanego przy niskim poziomie tlenu.

Produkcja NAD+ w organizmie

  1. Fosforylacja oksydacyjna w mitochondriach

Przekształcanie węglowodanów i tłuszczy w naszych komórkach pozwala na wytworzenie z nich energii, która następnie jest magazynowana poprzez tworzenie ATP i NADH.

Energia zmagazynowana w elektronach NADH może być następnie przekształcona w ATP w procesie zwanym „fosforylacją oksydacyjną” lub „oddychaniem komórkowym” w mitochondriach.

W procesie fosforylacji oksydacyjnej następuje przekształcenie NADH w NAD+. Z jednej cząsteczki NADH powstają 3 cząsteczki ATP.

Komórki w naszym ciele pobierają energię z pożywienia dzięki zawartym w nim elektronom. pożywieniu. Podczas dostatecznego dostępu do pokarmu lub nasze ciała metabolizują więcej węglowodanów i tłuszczów wtedy poziomy NADH wzrastają, podczas gdy poziomy NAD+ maleją.

Kiedy elektrony przechodzą przez mitochondrialny łańcuch oddechowy, wytwarzana jest energia. NADH jest najważniejszym nośnikiem tych elektronów i zostaje przekształcony w NAD+, kiedy oddaje elektrony.

Niedobór składników pokarmowych do wytwarzania elektronów osłabia komórki co może skutkować osłabieniem
i rozwojem chorób.

Z czego powstaje NAD+?

Prekursory – substancje budujące NAD+:

  • Kwas nikotynowy (PP, niacyna)
  • Rybozyd nikotynamidowy (witamina B3)
  • Aminokwas tryptofan (L-Trp)
  • Nikotynamid (amid witaminy B3)
  • Mononukleotyd nikotynamidowy (NMN)

Zasadniczo suplementacja prekursorami NAD+ w szlakach metabolicznych np. rybozydu nikotynamidu i NMN, jest bardziej skuteczna w zwiększaniu poziomów komórkowych NAD+ niż suplementacja samego NAD+ [8, 9].

W komórkach zachodzą następujące przemiany prekursorów do NAD+ :

  • Tryptofan do NAD+: w komórkach wątroby, neuronalnalnych i immunologicznych
  • Nikotynamid w kwas nikotynowy: przeprowadzany przez bakterie jelitowe
  • Kwas nikotynowy (B3) do NAD +: w komórkach wątroby, nerek, serca i jelit

Konwersja powyższych prekursorów do NAD+ nie jest możliwa stale, ponieważ te substancje są potrzebne także do innych procesów w komórkach [10, 11].

Dlatego wspieranie każdego z tych szlaków może zwiększać NAD+ szczególnie w tych w zależności od czynników, takich jak poziom stresu, stan zapalny i rytmu okołodobowy.

Mechanizmy działania NAD+

NAD+ to koenzym, który aktywuje enzymy wspierające reakcje redoks (przenoszenie elektronów) w organizmie. Enzymy te obejmują sirtuiny, polimerazy poli-ADP-rybozy (PARP) i CD38 [12]. Te enzymy potrzebują używają NAD+ do działania.

Sirtuiny a NAD+

Sirtuiny to grupa białek aktywowanych przez NAD+. Naukowcy często określają sirtuiny jako „strażników genomu” ze względu na ich rolę w regulowaniu homeostazy (równowagi) komórkowej.

Sirtuiny „wyłączają” niektóre geny sprzyjające starzeniu się, takie jak te związane ze stanem zapalnym, syntezą
i magazynowaniem tłuszczu oraz regulujące poziom cukru we krwi.

Im wyższy poziom NAD+, tym silniej aktywowane są sirtuiny [13].

NAD+ aktywuje Sirtuinę 1, która następnie aktywuje:

  • PPAR - gamma, która zwiększa wrażliwość na insulinę i jej wydzielanie [14].
  • PGC-1alfa [15], który stymuluje biogenezę mitochondriów (tworzenie nowych mitochondriów) i zwiększone utlenianie kwasów tłuszczowych
  • FOXO1 [16], część szlaku sygnalizacji insuliny. Aktywacja FOXO1 zmniejsza adipogenezę (wytwarzanie nowych komórek tłuszczowych) poprzez hamowanie PPAR-gamma
  • Geny kontrolujące rytm dobowy [17, 18].

Aktywacja PARP, enzymu, który naprawia uszkodzone DNA

NAD+ jest potrzebny do aktywności PARP (polimerazy rybozowej poli ADP). PARP jest enzymem, który naprawia DNA
w odpowiedzi na uszkodzenie lub stres komórkowy.

Aktywność PARP koreluje z maksymalną długość życia u 13 gatunków ssaków. Na przykład ludzie mają 5 razy wyższą aktywność PARP niż szczury. Ludzie, którzy dożywają wieku 100 lat, mają również wyższą aktywność PARP.

Gdy w komórce występuje znaczna ilość uszkodzeń DNA, hamowanie PARP może spowodować apoptozę komórek. Dlatego inhibitory PARP są testowane jako terapia przeciwnowotworowa [19].

Zarówno PPAR jak i sirtuiny wymagają obecności NAD+ do działania [20].


Konsekwencje niskiego poziomu NAD+

1. Stres oksydacyjny

SOD2 jest ważnym czynnikiem zmniejszającym komórkowy stres oksydacyjny.

NAD+ zwiększa aktywność enzymu przeciwutleniającego SOD2 poprzez Sirt3 [21].

2. Proces starzenia się

W mitochondriach ludzi młodych, NADH może z łatwością przekazać swoje elektrony w celu wytworzenia NAD+. Podczas procesu starzenia zwiększone uszkodzenie DNA zmniejsza NAD+, co prowadzi do zmniejszenia aktywności SIRT1
i zmniejszenia funkcji mitochondriów [22].

Poziomy NAD+ maleją wraz z wiekiem i podczas nasilenia stresu oksydacyjnego [23].

Im bardziej wzrasta poziom NAD+, tym bardziej aktywny jest SIRT1 [24].

Niski poziom NAD+ zmniejsza aktywność SIRT1, a niska aktywność SIRT1 wiąże się ze starzeniem.

Ponadto w trakcie starzenia spadek funkcji genów kontrolujących rytm dobowy może obniżyć poziomy NAD+ [25].

3. Niedotlenienie

W przypadku niedotlenienia  (niski poziom tlenu), mitochondria działają mniej wydajnie. Tlen jest potrzebny, aby przyjmować elektrony w mitochondriach. Niski poziom tlenu, powoduje, że elektrony nie są przyjmowane, więc automatycznie funkcje mitochondriów ulegają spowolnieniu.  

Niedotlenienie powoduje spowolnioną konwersję NADH do NAD+, nagromadzenie NADH i redukcję NAD+.

Niski NAD+ nazywa się „pseudohipoksją”, ponieważ wywołuje te same reakcje jak podczas niedotlenienia mimo odpowiedniego poziomu tlenu [26].

Niski poziom tlenu w komórkach powoduje również wyższy NADH i niższy NAD+. Niski NAD+ zmniejsza SIRT1, co następnie powoduje podwyższenie czynnika indukowanego hipoksją [27].

4. Oparzenie słoneczne i uszkodzenie skóry

NAD+ i NADH chronią przed uszkodzeniem / poparzeniem skóry na słońcu i rakiem skóry [28, 29].

NAD+ pochłania głównie widmo UVB, a NADH pochłania głównie widmo UVA.

5. Zmęczenie

Zmęczenie, niski poziom energii fizycznej i psychicznej są również oznakami niższego poziomu NAD+ / SIRT1.

Poziomy NAD+ w dużej mierze kontrolują „potencjał redoks”, ponieważ NAD+ ma zdolność do pozyskiwania elektronów.

Im wyższy potencjał redoks komórki, tym lepiej działają mitochondria i komórki.

Suplementacja NADH, NAD+ lub jego kofaktorów pomaga w zespole chronicznego zmęczenia i fibromialgii [30, 31].

6. Zespół metaboliczny

Aktywacja NAD+ i sirtuin aktywuje geny, które poprawiają metabolizm, pomagają w odchudzaniu i obniżają poziom cholesterolu LDL.

W badaniu na myszach suplementacja rybozydem nikotynamidowym (prekursorem NAD+) chroniła je przed otyłością spowodowaną dietą [32]. Zwierzęta te mogą również lepiej spalać tłuszcz i więcej kalorii oraz stać się bardziej wrażliwe na insulinę.

Sirtuiny poprawiają poziom i gospodarkę glukozy poprzez zwiększenie poziomu insuliny [33].

Zespół metaboliczny jest silnie powiązany z depresją. Niska aktywność sirtuiny wraz z obniżonym poziomem NAD+
i obniżoną dostępnością tryptofanu może nasilać depresję [34].

7. Choroby sercowo-naczyniowe

Mięsień sercowy wymaga intensywnej dostawy energii ATP, którą gwarantują sprawne mitochondria i aktywne sirtuiny [35].

Niski poziom NAD+, zwykle spowodowany uszkodzeniem DNA np. w niewydolnych sercach, może przyspieszyć rozwój choroby serca u zwierząt doświadczalnych [36].

Poziom NAD+ ulega obniżeniu również w przypadku uszkodzenia niedokrwienno- reperfuzyjnego (uszkodzenie serca
z powodu braku przepływu krwi) [37].

Dlatego zaproponowano sposoby zwiększenia NAD+ i aktywacji Sirtuin jako leczenia lub leczenia uzupełniającego
w chorobach serca [38, 39].

8. Stwardnienie rozsiane

Podczas przewlekłego stanu zapalnego układu nerwowego aktywacja cytokin może zmniejszyć dostępne NAD+ poza komórkami [40].

U pacjentów ze stwardnieniem rozsianym NAD+ wzrasta się w układzie odpornościowym i maleje w układzie nerwowym powodując jego niedobór w neuronach [40].

Neurony z niedoborem NAD+ są bardziej podatne na uszkodzenia podczas choroby[41].

W zwierzęcych modelach stwardnienia rozsianego poziomy NAD+ są podwyższone w ośrodkowym układzie nerwowym
z powodu zmian w układzie odpornościowym [40].

Zwiększenie NAD+ poprzez suplementację prekursorami NAD + lub post może pomóc w stwardnieniu rozsianym
u zwierząt [42], ale wydaje się, że podawanie tryptofanu zwiększa liczbę limfocytów i nasila chorobę [43, 44].

9. Funkcje mózgu

Mózg ma wysokie zapotrzebowanie na energię, dlatego w neuronach znajdują się duże ilości mitochondriów.

Podawanie NADH poprawia funkcje poznawcze pacjentów z chorobą Alzheimera [45].

W mysim modelu choroby Alzheimera zwiększenie poziomu NAD+ przywraca funkcje poznawcze [46].

NADH może zwiększać biodostępność lewodopy, leku na chorobę Parkinsona [47, 48].

Podawanie NAD+ szczurom może zmniejszać uszkodzenie mózgu spowodowane brakiem tlenu (np. w wyniku udaru mózgu) [49].

10. Funkcja odpornościowa i zapalenie

W badaniach na modelu modelach zwierzęcym zwiększenie NAD+ odwraca chorobę autoimmunologiczną, co pokazuje, że niski NAD+ jest jedną z przyczyn rozregulowanego układu odpornościowego.

NAD+ odwraca autoimmunizację poprzez zwiększenie przeciwzapalnej różnorodności komórek Th1 i Th17 [50].

SIRT1 / NAD+ pomaga w częściowym usuwaniu patogenów poprzez aktywację MHC II i jest ważny dla układu odpornościowego. Niedotlenienie lub niski poziom tlenu zapobiegają aktywacji MHC II przez zmniejszenie aktywności SIRT1 (utleniony LDL również zmniejsza SIRT1 w makrofagach) [51].

 

Przyczyna otyłości i cukrzycy

Leptyna to hormon, który odkryto dopiero w 1994 roku, a który jest wydzielany przez adipocyty białej tkanki tłuszczowej. Leptyna hamuje nasz apetyt, a także wpływa na syntezę hormonów żeńskich: hormon luteinizujący - LH, hormon folikutropowy – FSH oraz prolaktynę. Oporność receptorów leptyny lub niedobór tego hormonu kojarzone są obecnie z otyłością oraz takimi chorobami jak cukrzyca typu 2 czy zespół metaboliczny lub zaburzenia hormonalne.

Leksykon Zdrowia
4 4-HNE 4-HYDROKSYNONENAL 5 5-MTHF A ACESULFAM K ACETON ACETYLACJA ACETYLO-COA ADDISONA, ZESPÓŁ ADENINA ADENOZYNOTRÓJFOSFORAN ADINOPEKTYNA ADIPOCYTY ADMA AGE AKONITAZA AKROLEINA AKTYWNY OCTAN ALFA, FALE MÓZGOWE ALLOSTERYCZNY MODULATOR AMD AMID KWASU NIKOTYNOWEGO AMPK AMYLAZA ANGIOGENEZA ANGIOTENSYNA ANTYOKSYDANTY APOPTOZA ASPARTAM ATP AUTOFAGOCYTOZA ATOPOWE ZAPALENIE SKÓRY (AZS) ANTYGEN B BABKA JAJOWATA BETA - OKSYDACJA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH BETA, FALE MÓZGOWE BETA-BLOKERY BIAŁA TKANKA TŁUSZCZOWA BIAŁKO C-REAKTYWNE BŁONNIK POKARMOWY BRĄZOWA TKANKA TŁUSZCZOWA BRCA1 C CFS CHELATACJA CHROMOGRANINA A CIAŁA KETONOWE CISPLATYNA CK COMT CORICH CYKL COX CRP CYJANOKOBALAMINA CYKL CYTRYNIANOWY CYKL KREBSA CYKL KWASU CYTRYNOWEGO CYKL MOCZNIKOWY CYKL ORNITYNOWY CYKLAMINIAN CYKLOOKSYGENAZA PROSTAGLANDYNOWA CYP2D6 CYSTATIONINA CYTOCHROM C CYTOKINY STANU ZAPALNEGO CYTOZYNA CYTRULINA CZYNNIK INDUKOWANY HIPOKSJĄ CZYNNIK TOLERANCJI GLUKOZY CZYNNIK WZROSTU NASKÓRKA CZYNNIK WZROSTU NASKÓRKA CZYNNIK WZROSTU ŚRÓDBŁONKA NACZYNIOWEGO CHOLINA CYTOKINY CHEMOKINY CZYNNIK MARTWICY NOWOTWORÓW D DEHYDROGENAZA PIROGRONIANOWA DEHYDROGENAZY DEKSTRYNA DELTA, FALE MÓZGOWE DHA DIALDEHYD MALONOWY DINUKLEOTYD NIKOTYNOAMIDOADENINOWY DIOKSYGENAZA DIOKSYNY DOKSORUBICYNA DYSMUTAZA PONADTLENKOWA DYSTONIA DESATURACJA E EBV ECGF EEG ELEKTROENCEFALOGRAFIA ENDOTOKSYNA ENO ENTEROCYTY EPA EPIGENETYKA ERYTRYTOL F FAD FADH2 FENOLOWE KWASY FERMENTACJA MLECZANOWA FIBRATY FIBROMIALGIA FILOCHINON FITOSTERYNY FITOWY, KWAS FLAWONOIDY FLUPIRTYNA FMS FOSFATYDYLOSERYNA FOSFORAN-5-PIRYDOKSALU FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA FRATAKSYNA FRUKTOZO-1,6-BIFOSFORAN FURANY FAGOCYTOZA G GABA GALAKTOZA GALENIKA GAMMA, FALE MÓZGOWE GASTRYNA GENISTEINA GLICEROLO-3-FOSFORAN GLIKOLIZA GLUKAGON GLUKOKORTYKOIDY GLUKONEOGENEZA GLUT GLUTAMINA GLUTAMINIAN GLUTATION GLUTATION ZREDUKOWANY GSH GSSG GTP GUANINA H HAPTOKORYNA HBA1C HDL HEMOGLOBINA HENLEGO, PĘTLA HIF1Α HIPOKSJA HISTONY HOLOTRANSKOBALAMINA HYDROPEROKSYLOWY, RODNIK HASHIMOTO I IGA IGE IGF-1 IGG IMMUNOGLOBULINA A IMMUNOGLOBULINA E IMMUNOGLOBULINA G INDEKS GLIKEMICZNY (IG) INDEKS INSULINOWY (FII) INHIBITORY ENZYMÓW INHIBITORY POMPY PROTONOWEJ INO INSULINA INSULINOOPORNOŚĆ INULINA INULINA K KALCYTRIOL KANCEROGEN KARBOKSYLAZA PIROGRONIANOWA KARDIOLIPINA KATECHOLO-O-METYLOTRANSFERAZA KERATYNA KETOGENEZA KINAZA KREATYNOWA KINAZA MTOR KOBALAMINA KOENZYM A KOENZYM Q10 KOFAKTOR KOMPLEKS DEHYDROGENAZY PIROGRONIANOWEJ KOZŁEK LEKARSKI KREATYNA KREATYNINA KSENOBIOTYKI KSYLITOL KUMARYNA KWAS ALFA - LINOLENOWY KWAS DOKOZAHEKSAENOWY KWAS EIKOZAPENTAENOWY KWAS GAMMA-AMINOMASŁOWY KWAS LINOLOWY KWAS LIPONOWY KWASICA KETONOWA KWASICA METABOLICZNA KWASICA MLECZANOWA KWASU MLEKOWEGO CYKL KWAS MLEKOWY KATALAZA KLASTER Ł ŁAŃCUCH ODDECHOWY L LDL LEKTYNY LEPTYNA LEPTYNOOPORNOŚĆ LIGAND LIGNANY LIKOPEN LIMONINA LINDAN LINDANY LIPAZA LIPOLIZA LIZOSOM LIMFOCYTY M MALONOWY, DIALDEHYD MALTODEKSTRYNA MAŚLAN MASŁOWY, KWAS MCS MDA MDR – P MEDYCYNA MITOCHONDRIALNA METYLACJA METYLOKOBALAMINA MITOCHONDRIUM MITOFAGIA MLECZAN MRNA MRNA MTDNA MTHFR MTNO MTRNA N NAD NAD+ NADH NADPH NADTLENEK WODORU NADTLENOAZOTYN NEFRONU, PĘTLA NFKB NIACYNA NIESTEROIDOWE LEKI PRZECIWZAPALNE NIEZBĘDNE NIENASYCONE KWASY TŁUSZCZOWE NLPZ NMDA NNO O OKSYDAZA CYTOCHROMU C OKSYDOREDUKTAZY OKSYGENAZA HEMOWA 1 ORAC OROTOWY, KWAS OSTROPEST PLAMISTY OŚ HPA P PEKTYNY PEPSYNA PEPTYDY PEROKSYDAZY PET PIEPRZ METYSTYNOWY PIROFOSFORAN TIAMINY PIROGRONIAN PIRYDOKSYNA PIRYMIDYNY PLUSKWICA GRONIASTA POCHP PODSTAWNIK POJEMNOŚĆ ANTYOKSYDACYJNA ORGANIZMU POLIFENOLE POLISACHARYDY POSZARPANE CZERWONE WŁÓKNA PPI PRODUKT ZAAWANSOWANEJ GLIKACJI PROTEAZY PROTEOLIZA PRZECIWUTLENIACZE PURYNY PARESTEZJA PRZECIWCIAŁA Q QTC R REAKCJA ANAPLEROTYCZNA REPERFUZJA RESWERATROL RÓŻENIEC RYBOFLAWINA RYBOZA REAKCJA AUTOIMMUNOLOGICZNA RECEPTORY KOMÓRKOWE S S-100, BIAŁKA SAPONINY SIRT3 SIRTUINY SOD SOD-1 SOD-2 SOMATOLIBERTYNA SOMATOSTATYNA SSRI STATYNY STRES NITROZACYJNY STRES OKSYDACYJNY SUKRALOZA SYLIMARYNA SZCZAWIOOCTAN SIBO Ś ŚRÓDBŁONKOWY CZYNNIK WZROSTU T T3 T4 TEOBROMINA THETA, FALE MÓZGOWE TIAMINA TLENEK AZOTU (NO) TORSADE DE POINTES TRANSKOBALAMINA I TRANSKOBALAMINA II TRIJODOTYRONINA TRÓJGLICERYDY TRYPSYNA TYMINA TYROKSYNA TNF - ALFA U U, ZAŁAMEK URACYL UTLENIONE GSH V VEGF W WIELOKSZTAŁTNY CZĘSTOKURCZ KOMOROWY WOLNE RODNIKI Z ZESPÓŁ PRZEWLEKŁEGO ZMĘCZENIA ZESPÓŁ WRAŻLIWOŚCI NA WIELORAKIE SUBSTANCJE CHEMICZNE ZWYRODNIENIE PLAMKI ŻÓŁTEJ
Reklama
Witamina B3 MSE
Witamina B3 (PP) w postaci amidu kwasu nikotynowego. Wysoka dawka zapewnia 100% dziennego zapotrzebowania.
Reklama
Witamina B3 MSE
Witamina B3 (PP) w postaci amidu kwasu nikotynowego. Wysoka dawka zapewnia 100% dziennego zapotrzebowania.
Redakcja:
mail: redakcja@mito-med.pl
Reklama:
mail: reklama@mito-med.pl
2017 © Mito Med