Artikelintroduktion:

NAD+ är avgörande för skapandet av energi i kroppen och regleringen av centrala cellulära processer.Här är varför det är så viktigt, hur det upptäcktes och hur du kan få mer av det.

Hur NAD+ är kraftfullt

Öppna valfri biologilärobok så lär du dig om NAD+, som står för nikotinamidadenindinukleotid.Det är ett kritiskt koenzym som finns i varje cell i din kropp som är involverat i hundratals metabola processer som cellulär energi och mitokondriell hälsa.NAD+ arbetar hårt i cellerna hos människor och andra däggdjur, jäst och bakterier, till och med växter.

Forskare har känt till NAD+ sedan det först upptäcktes 1906, och sedan dess har vår förståelse för dess betydelse fortsatt att utvecklas.Till exempel spelade NAD+-prekursorn niacin en roll i att lindra pellagra, en dödlig sjukdom som plågade den amerikanska södern på 1900-talet.Forskare vid den tiden identifierade att mjölk och jäst, som båda innehåller NAD+-prekursorer, lindrade symtomen.Med tiden har forskare identifierat flera NAD+-prekursorer - inklusive nikotinsyra, nikotinamid och nikotinamidribosid, bland annat - som använder sig av naturliga vägar som leder till NAD+.Tänk på NAD+-prekursorer som olika vägar du kan ta för att komma till en destination.Alla vägar tar dig till samma plats men med olika transportsätt.

Nyligen har NAD+ blivit en uppskattad molekyl i vetenskaplig forskning på grund av dess centrala roll i biologiska funktioner.Det vetenskapliga samfundet har undersökt hur NAD+ relaterar till anmärkningsvärda fördelar hos djur som fortsätter att inspirera forskare att översätta dessa fynd till människor.Så exakt hur spelar NAD+ en så viktig roll?Kort sagt, det är ett koenzym eller "hjälpar"-molekyl, som binder till andra enzymer för att hjälpa till att orsaka reaktioner på molekylär nivå.

Men kroppen har inte ett oändligt utbud av NAD+.Faktum är att det faktiskt minskar med åldern.Historien om NAD+-forskning, och dess nyligen etablerade vetenskap inom vetenskapssamhället, har öppnat slussarna för forskare att undersöka att upprätthålla NAD+-nivåer och få mer NAD+.

Vad är historien om NAD+?

NAD+ identifierades först Sir Arthur Harden och William John Young 1906 när de två syftade till att bättre förstå jäsning - där jäst metaboliserar socker och skapar alkohol och CO2.Det tog nästan 20 år för mer NAD+-erkännande, när Harden delade 1929 års Nobelpris i kemi med Hans von Euler-Chelpin för deras arbete med jäsning.Euler-Chelpin identifierade att strukturen hos NAD+ består av två nukleotider, byggstenarna för nukleinsyror, som utgör DNA.Upptäckten att fermentering, en metabol process, förlitade sig på NAD+ förebådade vad vi nu vet om att NAD+ spelar en avgörande roll i metaboliska processer hos människor.

Euler-Chelpin hänvisade i sitt Nobelpristal 1930 till NAD+ som cozymase, vad det en gång kallades, och hyllade dess vitalitet."Anledningen till att vi gör så mycket arbete med rening och bestämning av sammansättningen av detta ämne," sa han, "är att cozymase är en av de mest utbredda och biologiskt viktigaste aktivatorerna inom växt- och djurvärlden."

Otto Heinrich Warburg - känd för "Warburg-effekten" - drev vetenskapen framåt på 1930-talet, med forskning som ytterligare förklarade NAD+ spela en roll i metabola reaktioner.1931 identifierade kemisterna Conrad A. Elvehjem och CK Koehn att nikotinsyra, en föregångare till NAD+, var den förmildrande faktorn i pellagra.USA:s folkhälsoläkare Joseph Goldberger hade tidigare identifierat att den dödliga sjukdomen var kopplad till något som saknades i kosten, som han sedan kallade PPF för "pellagra preventiv faktor."Goldberger dog innan den ultimata upptäckten att det var nikotinsyra, men hans bidrag ledde till upptäckten, som också informerade eventuell lagstiftning som kräver berikning av mjöl och ris i internationell skala.

Nästa decennium, Arthur Kornberg, som senare vann Nobelpriset för att visa hur DNA och RNA bildas, upptäckte NAD-syntetas, enzymet som gör NAD+.Denna forskning markerade början på att förstå byggstenarna i NAD+.År 1958 definierade forskarna Jack Preiss och Philip Handler vad som nu är känt som Preiss-Handler-vägen.Vägen visar hur nikotinsyra - samma form av vitamin B3 som hjälpte till att bota pellagra - blir NAD+.Detta hjälpte forskare att ytterligare förstå vilken roll NAD+ spelar i kosten.Handler fick senare National Medal of Science från president Ronald Reagan, som citerade Handlers "enastående bidrag till biomedicinsk forskning ... som främjar den amerikanska vetenskapens tillstånd."

Medan forskare nu hade insett vikten av NAD+, hade de ännu inte upptäckt dess komplicerade inverkan på cellnivå.Kommande teknologier inom vetenskaplig forskning i kombination med ett omfattande erkännande av koenzymets betydelse uppmuntrade i slutändan forskare att fortsätta studera molekylen.

Hur fungerar NAD+ i kroppen?

NAD+ fungerar som en skyttelbuss som överför elektroner från en molekyl till en annan inom celler för att utföra alla möjliga reaktioner och processer.Med sin molekylära motsvarighet, NADH, deltar denna vitala molekyl i olika metaboliska reaktioner som genererar vår cells energi.Utan tillräckliga NAD+-nivåer skulle våra celler inte kunna generera någon energi för att överleva och utföra sina funktioner.Andra funktioner hos NAD+ inkluderar att reglera vår dygnsrytm, som styr vår kropps sömn-/vakencykel.

När vi åldras sjunker NAD+-nivåerna, vilket tyder på viktiga konsekvenser för metabolisk funktion och åldersrelaterade sjukdomar.DNA-skador ackumuleras och snöbollar med åldrandet.

Vad händer när NAD+-nivåerna sänks?

Många studier visar minskade NAD+-nivåer vid störda näringstillstånd, såsom fetma och åldrande.Minskning av NAD+-nivåer kan leda till problem med ämnesomsättningen.Dessa problem kan leda till störningar, inklusive fetma och insulinresistens.Fetma orsakar diabetes och högt blodtryck.

Metaboliska störningar orsakade av den låga NAD+-nivån kaskade ner.Högt blodtryck och annan hjärtfunktionsnedgång kan skicka skadliga tryckvågor till hjärnan som kan leda till kognitiv försämring.

Inriktning på NAD+-metabolism är ett praktiskt näringsingrepp för att skydda mot metabola och andra åldersrelaterade sjukdomar.Flera grupper har gjort studier som tyder på att tillskott med NAD+-boosters förbättrar insulinresistens från fetma.I musmodeller av åldersrelaterade sjukdomar förbättrar tillägg med NAD+-boosters symtomen på sjukdomarna.Detta tyder på att minskade NAD+-nivåer med åldern kan bidra till uppkomsten av åldersrelaterade sjukdomar.

Att förhindra nedgången av NAD+ erbjuder en lovande strategi för att bekämpa metabolismstörningar med åldern.Eftersom NAD+-nivåerna minskar med åldern kan detta leda till minskad DNA-reparation, cellulär stressrespons och reglering av energimetabolismen.

Potentiella fördelar

NAD+ är viktigt för arters mitokondriella underhåll och genreglering avseende åldrande.Nivån av NAD+ i vår kropp sjunker dock drastiskt med åldern."När vi blir äldre tappar vi NAD+.När du är 50 har du ungefär hälften av den nivå du en gång hade när du var 20”, säger David Sinclair från Harvard University i en intervju.

Studier har visat minskningen av molekylen associerar med åldersrelaterade sjukdomar inklusive accelererat åldrande, metabola störningar, hjärtsjukdomar och neurodegeneration.Låga nivåer av NAD+ är associerat med åldersrelaterad sjukdom på grund av mindre funktionell metabolism.Men att fylla på NAD+-nivåer har presenterat anti-aging-effekter i djurmodeller, vilket visar lovande resultat för att vända åldersrelaterade sjukdomar, öka livslängden och hälsan.

Åldrande

Kända som "väktare av genomen", sirtuiner är gener som skyddar organismer, från växter till däggdjur, mot försämring och sjukdomar.När generna känner att kroppen är under fysisk stress, som träning eller hunger, skickar den ut trupper för att försvara kroppen.Sirtuins upprätthåller genomets integritet, främjar DNA-reparation och har visat anti-aging-relaterade egenskaper hos modelldjur som att öka livslängden.

NAD+ är bränslet som driver generna att fungera.Men som en bil inte kan köra utan bränsle, kräver sirtuins NAD+.Resultat från studier visar att en höjning av NAD+-nivån i kroppen aktiverar sirtuiner och ökar livslängden hos jäst, maskar och möss.Även om NAD+-påfyllning visar lovande resultat i djurmodeller, studerar forskare fortfarande hur dessa resultat kan översättas till människor.

Muskelfunktion

Som kroppens kraftpaket är mitokondriell funktion avgörande för vår träningsprestation.NAD+ är en av nycklarna för att bibehålla friska mitokondrier och stabil energiproduktion.

Att öka NAD+-nivåerna i muskler kan förbättra dess mitokondrier och kondition hos möss.Andra studier visar också att möss som tar NAD+-boosters är smalare och kan springa längre på löpbandet, vilket visar en högre träningskapacitet.Åldrade djur som har en högre nivå av NAD+ överträffar sina jämnåriga.

Metaboliska störningar

Fetma, som förklarats som en epidemi av Världshälsoorganisationen (WHO), är en av de vanligaste sjukdomarna i det moderna samhället.Fetma kan leda till andra metabola störningar som diabetes, som dödade 1,6 miljoner människor runt om i världen 2016.

Åldrande och fettrik kost minskar nivån av NAD+ i kroppen.Studier har visat att att ta NAD+-boosters kan lindra kostrelaterad och åldersrelaterad viktökning hos möss och förbättra deras träningskapacitet, även hos äldre möss.Andra studier vände till och med diabeteseffekten hos honmöss och visade nya strategier för att bekämpa metabola störningar.

Hjärtfunktion

Artärernas elasticitet fungerar som en buffert mellan tryckvågor som skickas ut av hjärtslag.Men artärerna stelnar när vi åldras, vilket bidrar till högt blodtryck, de viktigaste riskfaktorerna för hjärt-kärlsjukdomar.En person dör av hjärt-kärlsjukdom var 37:e sekund enbart i USA, rapporterar CDC.

Högt blodtryck kan orsaka ett förstorat hjärta och blockerade artärer som leder till stroke.Att öka NAD+-nivåerna ger skydd åt hjärtat och förbättrar hjärtfunktionerna.Hos möss har NAD+-boosters fyllt på NAD+-nivåerna i hjärtat till baslinjenivåer och förhindrat skador på hjärtat orsakade av bristande blodflöde.Andra studier har visat att NAD+-boosters kan skydda möss från onormal hjärtförstoring.

Ökar NAD+ livslängden?

Ja det gör det.Om du var en mus.Att öka NAD+ med boosters, såsom NMN och NR, kan förlänga livslängden och hälsan hos möss.

Ökade NAD+-nivåer ger en blygsam effekt med förlängning av livslängden hos möss.Med hjälp av NAD+-prekursorn, NR, finner forskare i en studie publicerad iVetenskap, 2016, ökar NR-tillskott möss livslängd med ungefär fem procent.

Förhöjda NAD+-nivåer ger också skydd mot olika åldersrelaterade sjukdomar.Skydd mot åldersrelaterade sjukdomar innebär att leva ett hälsosammare liv under en längre period, vilket ökar hälsan.

Faktum är att vissa anti-aging forskare som Sinclair anser att resultaten i djurstudien är framgångsrika att de själva tar NAD+ boosters.Men andra forskare som Felipe Sierra från det nationella institutet för åldrande vid NIH tror inte att läkemedlet är färdigt."Summen är att jag inte provar någon av dessa saker.Varför inte jag?För jag är ingen mus”, sa han.

För möss kan sökandet efter "ungdomskällan" ha kommit till ett slut.Men för människor är forskarna överens om att vi inte är riktigt där än.Kliniska prövningar av NMN och NR på människor kan ge resultat under de närmaste åren.

Framtiden för NAD+

När "silvervågen" rullar in, blir en lösning för åldersrelaterade kroniska sjukdomar för att lyfta den hälsomässiga och ekonomiska bördan brådskande.Forskare kan ha hittat en möjlig lösning: NAD+.

Döpt till "mirakelmolekylen" för förmågan att återställa och bibehålla cellulär hälsa, har NAD+ visat olika potentialer vid behandling av hjärtsjukdomar, diabetes, Alzheimers och fetma i djurmodeller.Men att förstå hur studier på djur kan översättas till människor är nästa steg för forskare att säkerställa molekylens säkerhet och effektivitet.

Forskare strävar efter att till fullo förstå den biokemiska mekanismen för molekylen och forskningen om NAD+-metabolism fortsätter.Detaljerna i molekylens mekanism kan avslöja hemligheten till att föra anti-aging vetenskap från bänk till säng.