NAD+到底是什麽? 真的很重要吗?
Published: 3:32 p.m. PST May 5, 2020 | Updated: 11:42 am PST Oct 20, 2020
NAD的中文全称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。从细菌到灵长类动物，它都是细胞代谢中最丰富丶最关键的分子之一。事实上，如果没有NAD +，我们可能会在30秒内死亡。该分子是细胞的发电机─粒线体功能的关键。NAD +不仅协助将食物转化为能量，而且在维持DNA完整性方面也起着极其关键的作用。NAD +确保我们防御基因的功能来帮助身体，并保护我们免受衰老和疾病的侵害。
随着年龄的增长，NAD+的水平降低
随着人们年龄的增长，NAD +的水平下降，这显示其对代谢功能和与年龄有关的疾病具有重要意义。
随着年龄的增长，DNA损伤会累积，而 DNA损伤会激活基因修复酶PARP。 PARP在修复DNA的过程中会分解NAD +来执行其DNA的修复功能。
在衰老过程中通过激活PARP而导致NAD +的耗竭，可能会导致多种疾病。在诸如细胞应激等疾病的动物细胞模型中，PARP由於DNA损伤而被激活。研究显示，在这些疾病中，NAD +的耗竭主要是由於激活PARP所引起的。这也显示在激活PARP後所导致的NAD 的耗竭+，会导致DNA损伤和疾病中的炎症。
免疫系统中的酶也会消耗NAD +。 免疫系统越活跃，酶消耗的NAD +就越多。 随着年龄的增长，免疫系统中酶的水平会增加，从而耗尽体内的NAD +水平。
使用NAD +的另一类酶Sirtuins会随着衰老而耗尽体内NAD +的水平。 Sirtuins在维持染色体稳定性以及DNA修复中起着至关重要的作用。 随着DNA损伤和染色体不稳定性随着年龄的增长而累积，Sirtuins会消耗更多的NAD +。
科学家们发现了随着年龄增长而导致NAD +耗竭的一些来源，包括：NAD +生物合成细胞过程中的缺陷丶NAD +被PARP所消耗丶NAD +被免疫系统酶以及Sirtuin所消耗。 目前，科学家们相信在使NAD +耗竭的这些来源中，PARP的贡献最大。
随着男性年龄的增长，NAD +的减少（上）。 线“ a”代表整个寿命的拟合曲线。 线“ b”代表青春期後的拟合曲线。 随着青春期後女性年龄的增长，NAD +的水平降低（下）。
NAD是如何制成的？
当细胞在体内产生NAD +时，科学家将这一过程称为“生物合成”。 细胞中的两个细胞途径提供了NAD +生物合成：从头合成途径和补救途径。
从头合成途径起始一种必需氨基酸，称为色氨酸(tryptophan, 简称Trp)。 色氨酸来自肉丶奶酪丶鸡蛋和鱼等食物。 色氨酸向NAD +的转化发生在称为细胞质的细胞含水部分，该部分位於细胞成分（细胞器）的外部。
NAD +生物合成的补救途径使用天然存在的维生素。 这些维生素包括烟酰胺(NAM)丶菸酸(NA)丶烟酰胺单核苷酸（NMN）和烟酰胺核糖苷（NR），菸酸通过三个步骤转化为NAD +。 第一步，NAPRT酶将菸酸转化为菸酸单核苷酸（NAMN）。 在第二步中，酶NMNAT将NAMN转换为菸酸腺嘌呤二核苷酸（NAAD）。 然後，NAD +合成酶（NADS）酶将NAAD转化为NAD +。
补救途径中的NAD +生物合成涉及烟酰胺通过磷酸核糖基转移酶NMNAT转化为NMN。 这种酶将NMN转化为NAD +。
NR在酶NRK的作用下转化为NMN。 NMN通过NMNAT的酶促活性转化为NAD +。
它是什麽做的？
NAD +由通过磷酸基团连接的两个核苷酸组成。 一个核苷酸包含腺嘌呤核苷硷基，另一个核苷酸包含烟酰胺。
NAD+生物合成的前体
Braidy et al. (2019). Chemical structures of NAD+ precursors
NAD +前体补充剂 代表了一种潜在的治疗策略，可以减缓衰老并改善与年龄有关的疾病。目前尚未证明口服NAD +可以增加体内NAD +的水平。 但是，补充前体（例如NMN或NR）可能会提供这些益处。
研究显示，补充NMN可以预防各种疾病。这种效应可能是通过提升体内NAD+水平而产生的。补充NMN可以减少肥胖丶保护血管免受损伤。这些益处来自於阿茨海默症丶认知障碍和神经炎症的小鼠疾病模型。补充NR对小鼠也有类似的有益效果。
这些对小鼠的有益影响能应用於人类吗？ 只有在人体中进行的临床试验才能证明这一点。
在衰老，NMN或NR期间，哪种前体补充剂可促进体内更高水平的NAD +？ 科学家之间的辩论仍在继续。
NAD+是辅酶还是辅因子？
NAD +是辅因子和辅酶。 辅因子是酶加速反应所需的非蛋白质化合物。 辅助因子是“辅助分子”，有助於生化转化。
NAD +在新陈代谢的电子转移反应中起辅助因子的作用。 但是，NAD +在与称为Sirtuins的蛋白质结合时充当辅酶。 该分子与这些蛋白质结合，随後释放它们以供进一步使用。
NAD+的水平降低会发生什麽事？
大量研究显示，在营养失调的情况下（例如肥胖症和衰老），NAD +的水平会降低。 NAD +的水平降低会导致新陈代谢问题。 这些问题可能导致疾病，包括肥胖和胰岛素抵抗。 肥胖會会导致糖尿病和高血压。
低NAD+水平会引发代谢紊乱，高血压和其他心脏功能下降会向大脑发送破坏性的压力波，从而导致认知障碍。
以NAD+代谢为靶点是预防代谢性疾病和其他年龄相关疾病的实用营养介入措施。有好些研究显示，补充NAD+补充剂可以改善肥胖引起的胰岛素抵抗。在年龄相关疾病的小鼠模型中，补充NAD+补充剂可改善疾病症状。这显示随着年龄的增长，NAD+的水平降低可能导致年龄相关疾病的发生。
预防NAD +的下降为对抗新陈代谢紊乱提供了一种有希望的策略。 由於NAD +的水平随着年龄的增长而降低，这可能导致DNA修复丶细胞应激反应和能量代谢调节降低。
潜在的益处
NAD +对於生物的粒线体维持和有关衰老的基因调控非常重要。 但是，随着年龄的增长，我们体内的NAD +含量会急剧下降。 “随着年龄的增长，我们会失去NAD +。 到50岁时，您的水平已经是20岁时的一半左右。”哈佛大学的大卫·辛克莱尔教授（Prof. David Sinclair）在接受采访时说。
研究显示，NAD+的减少与与年龄有关的疾病有关，包括加速衰老丶代谢紊乱丶心脏病和神经退行性疾病。 NAD+ 水平的降低与年龄相关的疾病有关，这是由於功能性新陈代谢较少所致。 但是补充NAD +水平已在动物模型中表现出抗衰老作用，在逆转与年龄有关的疾病丶延长寿命和健康方面显示出令人振奋的结果。
衰老
Sirtuins被称为“基因组的守护者”，这些基因可以保护生物体（从植物到哺乳动物）免於退化和疾病侵袭。 当基因感觉到身体处於身体压力下时，例如运动或饥饿，它会派出部队来捍卫身体。 Sirtuins可以维持基因组完整性，促进DNA修复，并在模型动物中显示出与衰老相关的特性，例如延长寿命。
NAD +是驱动基因发挥作用的燃料。 但是就像汽车不能没有燃料就无法驾驶一样，Sirtuins需要NAD +才能运作。 研究结果显示，提高体内NAD的 +水平可激活沉默调节蛋白，并延长酵母丶蠕虫和小鼠的寿命。 尽管补充NAD +在动物模型中显示出令人鼓舞的结果，但科学家仍在研究这些结果如何转化为人类。
肌肉功能
粒线体作为人体的动力源，对於我们的运动表现至关重要。 NAD +是维持健康的线粒体和稳定能量输出的关键之一。
肌肉中NAD +含量的增加可以改善小鼠的粒线体和体质。 其他研究也显示，使用NAD +补充剂的小鼠更苗条，可以在跑步机上跑得更远，显示出更高的运动能力。 具有较高NAD +水平的成年动物表现也优於同龄动物。
代謝疾病
肥胖症被世界卫生组织（WHO）宣布为流行病，是现代社会中最常见的疾病之一。 肥胖会导致其他代谢紊乱，例如糖尿病，该疾病在2016年导致全球160万人丧生。
衰老和高脂饮食会降低体内NAD +的水平。 研究显示，即使在老年小鼠中，服用NAD +补充剂也可以减轻与饮食有关和与年龄有关的体重增加，并提高其运动能力。 其他研究甚至逆转了雌性小鼠的糖尿病效应，显示了对抗代谢紊乱的新策略。
心脏功能
动脉的弹性会在心跳发出的压力波之间起缓冲作用。 但是随着年龄的增长，动脉会僵硬而导致高血压，这是心血管疾病的最重要危险因素。 CDC报告称，仅在美国，每37秒就有人死於心血管疾病。
高血压会导致心脏肥大和动脉阻塞，从而导致中风。 升高NAD +的水平可保护心脏，改善心脏功能。 在小鼠中，NAD +补充剂已将心脏中的NAD +水平补充到基线水平，并防止了因缺乏血流而对心脏造成的伤害。 其他研究显示，NAD +补充剂可以保护小鼠免受异常心脏肥大的侵害。
神经退行性疾病
根据世界卫生组织的数据，到2050年，全球60岁以上的人口预计将达到20亿，几乎是2015年的两倍。 世界各地的人们寿命更长。 但是，衰老是许多神经退行性疾病（包括帕金森氏病和阿茨海默症）的主要危险因素，会引起认知障碍。
在患有阿茨海默症的小鼠中，提高NAD +的水平可以减少蛋白质积累，从而破坏细胞通讯并增强认知功能。 当没有足够的血液流向大脑时，提高NAD +的水平还可以保护脑细胞免於死亡。 在动物模型中进行的许多研究都提出了帮助大脑健康老化和预防神经退行性疾病的新前景。
NAD是否会延长寿命？
是的，它确实可以。 如果您是老鼠。 用补充剂（例如NMN和NR）增加NAD +可以延长小鼠的寿命和健康寿命。
升高NAD +的水平在延长小鼠的寿命中起适度的作用。 科学家在2016年顶级学术期刊《科学》(Science)上发表的一项研究中发现，使用NAD +前体NR可以使小鼠的寿命延长大约5％。
升高的NAD +水平还可以预防各种与年龄有关的疾病。 预防与年龄有关的疾病意味着更长寿的健康生活，增加健康寿命。
实际上，一些像Sinclair这样的抗衰老科学家认为，他们自己服用了NAD +补充剂，从而在动物研究中取得了成功。 但是，其他类似国立卫生研究院衰老研究所的费利佩·塞拉（Felipe Sierra）的科学家则认为该类药物尚未准备就绪。 “最重要的是，我不会尝试任何这些方法。 我为什麽不呢？ 因为我不是老鼠，”他说。
对老鼠来说，“青年之泉”的搜寻可能已经结束。 但是，对於人类来说，科学家们认为我们还没找到。 NMN和NR在人体中的临床试验可能会在未来几年内提供结果。
我们如何提高体内NAD+的含量
可以通过促进NAD +的合成来提高NAD +的水平，即增强NAD +生物合成中涉及的酶或吸收NAD +的前体分子。
节食与运动
通过健康的饮食和适度的运动来养成健康的生活方式，不仅对您的心理健康有好处，而且还可以提高您的NAD +水平。
诸如节食和运动之类的轻度身体压力会刺激NAD +的产生。 在酵母中，卡路里限制会激活NAD +依赖性基因丶Sirtuins，并显着延长其寿命。 热量限制还可以持续改善不同品系和性别的健康状况。
许多动物研究表明，动物还可以通过运动提高其NAD +水平。 一项针对人体的最新研究发现，有氧运动和抵抗运动可以恢复肌肉中与NAD +合成有关的年龄依赖性酶。
NAD补充剂
人们使用NMN和NR作为补充剂来提高NAD +水平。 NMN和NR是NAD +的生物合成前体。 这些前体之间的相似之处包括它们对NAD +生物合成的“拯救途径”的使用。 这两种分子对於人类食用也是安全的。
科学家在人体中进行了研究，证明NR可以提高NAD +的水平。 对NMN的研究还显示出其增强啮齿动物NAD +水平的能力。
一项研究表明，老鼠的肠内有NMN转运蛋白。 同一转运蛋白的基因存在於人类中。 如果NMN转运蛋白在人类中具有相似的表达，则身体可以利用NMN。
为什么人们要使用NAD+呢?
人们服用NAD +补充剂的原因有很多，包括提高运动表现丶使肤色更年轻以及与年龄相关的疾病作对抗。 尽管有些人认为促进器使他们感到年轻而充满活力，但另一些人却看不到相同的结果。
来自动物研究的越来越多的证据可能助长了这些治疗主张的炒作。 补充NAD +补充剂可以提高NAD +在细胞中的生物利用度，逆转与年龄有关的疾病，并适度增加动物模型的寿命。 然而，问题仍然在於，动物模型的这些发现是否会转化为人类。 目前，尚无临床试验发现补充剂对人体具有治疗作用的证据 (不过在2021年已经有相关研究成果发表於学术期刊)。
NAD+的未來性
对於许多人来说，世界人口的老化可能意味着要花更多的时间与亲人在一起，但这也带来了与年龄相关的慢性病的负担。根据米尔肯研究所（Milken Institute）的数据，2016年，美国用於慢性病的医疗保健总额为1.1万亿美元。加上丧失的经济生产力，总经济影响为3.7万亿美元，几乎是美国国内生产总值（GDP）的20％。
随着“银浪潮”的到来，解决与年龄相关的慢性疾病以减轻健康和经济负担的解决方案变得迫在眉睫。科学家可能已经找到了可能的解决方案：NAD +。
NAD +被称为“奇迹分子”，具有恢复和维持细胞健康的能力，在动物模型中显示出了治疗心脏病丶糖尿病丶阿茨海默症和肥胖症的各种潜力。但是，了解动物研究如何转化为人类是科学家确保该分子安全性和有效性的下一步。
科学家旨在充分了解该分子的生化机理，并继续进行NAD +代谢的研究。该分子机制的细节可能揭示了将抗衰老科学从实验台带到床头的秘密。
文章來源: https://www.nmn.com/precursors/what-is-nad
