Мақалаға кіріспе:

NAD+ ағзадағы энергияны құру және негізгі жасушалық процестерді реттеу үшін өте маңызды.Міне, бұл неліктен соншалықты маңызды, оның қалай ашылғаны және одан қалай көбірек алуға болатыны.

NAD+ қаншалықты күшті

Кез келген биология оқулығын ашсаңыз, никотинамид аденин динуклеотидті білдіретін NAD+ туралы біле аласыз.Бұл сіздің денеңіздің әрбір жасушасында кездесетін, жасушалық энергия және митохондриялық денсаулық сияқты жүздеген метаболикалық процестерге қатысатын маңызды кофермент.NAD+ адамның және басқа сүтқоректілердің, ашытқылардың және бактериялардың, тіпті өсімдіктердің жасушаларында қиын жұмыс істейді.

Ғалымдар NAD+ туралы 1906 жылы алғаш ашылғаннан бері біледі, содан бері оның маңыздылығы туралы түсінігіміз дами берді.Мысалы, NAD+ прекурсоры ниацин 1900 жылдары Американың оңтүстігінде болған өлімге әкелетін пеллагра ауруын жеңілдетуде рөл атқарды.Сол кездегі ғалымдар NAD+ прекурсорлары бар сүт пен ашытқы симптомдарды жеңілдететінін анықтады.Уақыт өте келе ғалымдар NAD+-қа әкелетін табиғи жолдарды пайдаланатын бірнеше NAD+ прекурсорларын, соның ішінде никотин қышқылы, никотинамид және никотинамид рибозидтерін анықтады.NAD+ прекурсорларын тағайындалған жерге жетуге болатын әртүрлі маршруттар ретінде қарастырыңыз.Барлық жолдар сізді бір жерге апарады, бірақ әртүрлі көлік түрлерімен.

Жақында NAD+ биологиялық функциялардағы орталық рөліне байланысты ғылыми зерттеулерде құнды молекулаға айналды.Ғылыми қауымдастық NAD+ жануарлардағы елеулі артықшылықтарға қалай қатысты екенін зерттеп жатыр, бұл зерттеушілерді осы нәтижелерді адамдарға аударуға шабыттандырады.Сонымен, NAD+ қалай маңызды рөл атқарады?Қысқаша айтқанда, бұл молекулалық деңгейде реакцияларды тудыруға көмектесетін басқа ферменттермен байланыстыратын кофермент немесе «көмекші» молекула.

Бірақ денеде NAD+ шексіз қоры жоқ.Шындығында, ол жасына қарай азаяды.NAD+ зерттеулерінің тарихы және оның ғылым қауымдастығында жақында орнығуы ғалымдарға NAD+ деңгейін ұстап тұру және көбірек NAD+ алуды зерттеуге мүмкіндік берді.

NAD+ тарихы қандай?

NAD+ алғаш рет 1906 жылы сэр Артур Харден мен Уильям Джон Янг анықталды, бұл кезде екеуі ашытқы қантты метаболиздендіретін және алкоголь мен СО2 түзетін ашытуды жақсырақ түсінуге тырысты.Харден 1929 жылы химия бойынша Нобель сыйлығын ферментациядағы жұмысы үшін Ганс фон Эйлер-Челпинмен бөліскен кезде NAD+ тану үшін 20 жылға жуық уақыт қажет болды.Эйлер-Челпин NAD+ құрылымы ДНҚ құрайтын нуклеин қышқылдарының құрылыс материалы болып табылатын екі нуклеотидтен тұратынын анықтады.Ашыту, метаболикалық процесс, NAD+-ға сүйенетінін анықтау NAD+ адамдардағы метаболикалық процестерде маңызды рөл атқаратыны туралы біз білетін нәрсені алдын ала көрсетті.

Эйлер-Челпин 1930 жылғы Нобель сыйлығының сөйлеген сөзінде NAD+-ты бір кездері деп аталатын козимаза деп атады, оның өміршеңдігін көрсетті.«Біздің осы заттың құрамын тазарту және анықтау бойынша көп жұмыс істеуіміздің себебі, - деді ол, - козимаза өсімдіктер мен жануарлар әлеміндегі ең кең таралған және биологиялық маңызды белсендіргіштердің бірі болып табылады».

Отто Генрих Варбург — «Варбург эффектісімен» белгілі — 1930 жылдары ғылымды алға жылжытты, зерттеулер арқылы NAD+ метаболизмдік реакциялардағы рөлді одан әрі түсіндіреді.1931 жылы химиктер Конрад А.Эльвехжем мен К.К.Кен NAD+ прекурсоры болып табылатын никотин қышқылы пеллаграның жеңілдететін факторы екенін анықтады.Америка Құрама Штаттарының Қоғамдық денсаулық сақтау қызметінің дәрігері Джозеф Голдбергер бұрын өлімге әкелетін аурудың диетадағы жетіспейтін нәрсеге байланысты екенін анықтады, содан кейін ол PPF деп «пеллаграның алдын алу факторы» деп атады.Голдбергер оның никотин қышқылы екенін түпкілікті ашқанға дейін қайтыс болды, бірақ оның үлестері халықаралық деңгейде ұн мен күрішті байытуды талап ететін соңғы заңнаманы хабардар еткен ашуға әкелді.

Келесі онжылдықта кейінірек Нобель сыйлығын алған Артур Корнберг ДНҚ мен РНҚ қалай түзілетінін көрсету үшін NAD синтетазасы, NAD+ түзетін фермент табылды.Бұл зерттеу NAD+ құрылыс блоктарын түсінудің бастауын белгіледі.1958 жылы ғалымдар Джек Прейс пен Филипп Хэндлер қазіргі Преисс-Хандлер жолы деп аталатын нәрсені анықтады.Бұл жол никотин қышқылының - пеллаграны емдеуге көмектескен В3 дәруменінің бірдей нысаны - NAD+ қалай болатынын көрсетеді.Бұл ғалымдарға диетадағы NAD+ рөлін одан әрі түсінуге көмектесті.Гендлер кейінірек президент Рональд Рейганның Ұлттық ғылым медалін алды, ол Хендлердің «американдық ғылымның жағдайын одан әрі дамытудағы биомедициналық зерттеулерге қосқан зор үлесін» атады.

Ғалымдар қазір NAD+ маңыздылығын түсінгенімен, оның жасушалық деңгейге күрделі әсерін әлі анықтай алмады.Ғылыми зерттеулердегі алдағы технологиялар коферменттің маңыздылығын жан-жақты танумен үйлескенде ғалымдарды молекуланы зерттеуді жалғастыруға ынталандырды.

NAD+ ағзада қалай жұмыс істейді?

NAD+ барлық реакциялар мен процестерді жүзеге асыру үшін жасушалардың ішінде электрондарды бір молекуладан екіншісіне тасымалдайтын автобус ретінде жұмыс істейді.Молекулярлық әріптесі, NADH, бұл маңызды молекула біздің жасушаның энергиясын тудыратын әртүрлі метаболикалық реакцияларға қатысады.Жеткілікті NAD+ деңгейлері болмаса, біздің жасушаларымыз өмір сүру және өз функцияларын орындау үшін ешқандай энергия жасай алмайды.NAD+ басқа функцияларына біздің денеміздің ұйқы/ояну циклін басқаратын тәуліктік ырғақты реттеу кіреді.

Қартайған сайын NAD+ деңгейлері төмендейді, бұл метаболикалық функцияға және жасқа байланысты ауруларға маңызды әсер етеді.ДНҚ-ның зақымдануы қартаю кезінде жинақталады және қарлы болады.

NAD+ деңгейі төмендегенде не болады?

Көптеген зерттеулер семіздік және қартаю сияқты бұзылған қоректік заттар жағдайында NAD+ деңгейлерінің төмендегенін көрсетеді.NAD+ деңгейінің төмендеуі метаболизм проблемаларына әкелуі мүмкін.Бұл проблемалар семіздік пен инсулинге төзімділікті қоса алғанда, бұзылуларға әкелуі мүмкін.Семіздік қант диабеті мен жоғары қан қысымын тудырады.

Төмен NAD+ деңгейінің каскадты төмендеуінен туындаған метаболикалық бұзылулар.Жоғары қан қысымы және жүрек қызметінің басқа да төмендеуі миға зиянды қысым толқындарын жібереді, бұл когнитивті бұзылуларға әкелуі мүмкін.

NAD+ метаболизмінің мақсаттылығы метаболизмдік және басқа да жасқа байланысты аурулардан қорғаудағы практикалық тағамдық араласу болып табылады.Бірнеше топтар NAD+ күшейткіштерімен толықтыру семіздіктен инсулинге төзімділікті жақсартатынын көрсететін зерттеулер жүргізді.Жасқа байланысты аурулардың тінтуір үлгілерінде NAD+ күшейткіштерімен толықтыру аурулардың белгілерін жақсартады.Бұл жасына байланысты NAD+ деңгейінің төмендеуі жасқа байланысты аурулардың пайда болуына ықпал етуі мүмкін екенін көрсетеді.

NAD+ төмендеуінің алдын алу жасына байланысты метаболизмнің бұзылуымен күресудің перспективалы стратегиясын ұсынады.NAD+ деңгейлері жас ұлғайған сайын азаяды, бұл ДНҚ жөндеуінің төмендеуіне, жасушалық стресстік реакцияға және энергия алмасуының реттелуіне әкелуі мүмкін.

Потенциалды артықшылықтар

NAD+ түрлердің митохондриялық күтімі және қартаюға қатысты гендік реттеу үшін маңызды.Дегенмен, біздің денеміздегі NAD+ деңгейі жасына қарай күрт төмендейді.«Біз қартайған сайын NAD+ жоғалтып аламыз.Сіз 50-ге келгенде бір кездері 20 жасыңыздағы деңгейдің жартысына жуығына ие боласыз», - дейді Гарвард университетінен Дэвид Синклэр сұхбатында.

Зерттеулер қартаю, метаболикалық бұзылулар, жүрек ауруы және нейродегенерация сияқты жасқа байланысты аурулармен байланыстыратын молекулалардың төмендеуін көрсетті.NAD+ төмен деңгейлері аз функционалдық метаболизмге байланысты жасқа байланысты аурумен байланысты.Бірақ NAD+ деңгейлерін толықтыру жануарлар үлгілерінде қартаюға қарсы әсерлер көрсетті, бұл жасқа байланысты ауруларды қалпына келтіруде, өмір сүру ұзақтығы мен денсаулық ұзақтығын арттыруда перспективалы нәтижелер көрсетті.

Қартаю

«Геномдардың қамқоршылары» ретінде белгілі сиртуиндер - өсімдіктерден сүтқоректілерге дейін ағзаларды нашарлау мен аурулардан қорғайтын гендер.Гендер дененің физикалық стресске ұшырағанын сезгенде, мысалы, жаттығу немесе аштық, ол денені қорғау үшін әскер жібереді.Сиртуиндер геномның тұтастығын қамтамасыз етеді, ДНҚ жөндеуіне ықпал етеді және өмір сүру ұзақтығын арттыру сияқты үлгі жануарларда қартаюға қарсы қасиеттерді көрсетті.

NAD+ – гендердің жұмыс істеуіне ықпал ететін отын.Бірақ көлік жанармайсыз жүре алмайтын сияқты, сиртуиндерге NAD+ қажет.Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, денедегі NAD + деңгейін көтеру сиртуиндерді белсендіреді және ашытқылардың, құрттардың және тышқандардың өмір сүру ұзақтығын арттырады.NAD+ толтыру жануарлар үлгілерінде перспективалы нәтижелерді көрсеткенімен, ғалымдар бұл нәтижелердің адамдарға қалай аударылатынын әлі де зерттеп жатыр.

Бұлшықет қызметі

Дененің қуат көзі ретінде митохондриялық функция біздің жаттығуларды орындау үшін өте маңызды.NAD+ сау митохондрияларды және тұрақты энергия шығаруды сақтаудың кілттерінің бірі болып табылады.

Бұлшықеттегі NAD+ деңгейін жоғарылату оның митохондриясын және тышқандардағы фитнесті жақсартады.Басқа зерттеулер сонымен қатар NAD+ күшейткіштерін қабылдайтын тышқандар арық және жүгіру жолында алысырақ жүгіре алатынын көрсетеді, бұл жоғары жаттығу қабілетін көрсетеді.NAD+ деңгейі жоғары қарт жануарлар өз құрдастарынан асып түседі.

Метаболикалық бұзылулар

Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДСҰ) індет деп жариялаған семіздік қазіргі қоғамдағы ең көп таралған аурулардың бірі болып табылады.Семіздік 2016 жылы дүние жүзінде 1,6 миллион адамның өмірін қиған қант диабеті сияқты басқа да метаболикалық бұзылуларға әкелуі мүмкін.

Қартаю және жоғары майлы диета денедегі NAD+ деңгейін төмендетеді.Зерттеулер көрсеткендей, NAD+ күшейткіштерін қабылдау тышқандардағы диетаға байланысты және жасына байланысты салмақтың өсуін жеңілдетеді және тіпті қарт тышқандарда да олардың жаттығу қабілетін жақсартады.Басқа зерттеулер тіпті метаболикалық бұзылулармен күресудің жаңа стратегияларын көрсетіп, әйел тышқандарындағы қант диабетінің әсерін жойды.

Жүрек қызметі

Артериялардың серпімділігі жүрек соғысы арқылы жіберілетін қысым толқындары арасындағы буфер ретінде әрекет етеді.Бірақ тамырлар қартайған сайын қатаяды, бұл жүрек-қан тамырлары ауруларының ең маңызды қауіп факторлары жоғары қан қысымына ықпал етеді.Тек Америка Құрама Штаттарында әрбір 37 секунд сайын бір адам жүрек-қан тамырлары ауруынан қайтыс болады, деп хабарлайды CDC.

Жоғары қан қысымы жүректің кеңеюіне және инсультке әкелетін артериялардың бітелуіне әкелуі мүмкін.NAD+ деңгейін жоғарылату жүрек қызметін жақсартып, жүректі қорғайды.Тышқандарда NAD+ күшейткіштері жүректегі NAD+ деңгейін бастапқы деңгейге дейін толықтырды және қан ағымының жетіспеушілігінен туындаған жүрек жарақаттарының алдын алды.Басқа зерттеулер NAD+ күшейткіштері тышқандарды жүректің қалыпты ұлғаюынан қорғай алатынын көрсетті.

NAD+ өмір сүру ұзақтығын арттырады ма?

Иә, солай.Егер сен тышқан болсаң.NMN және NR сияқты күшейткіштермен NAD+ арттыру тышқандардың өмір сүру ұзақтығы мен денсаулығын ұзарта алады.

NAD+ деңгейлерінің жоғарылауы тышқандардың өмір сүру ұзақтығын ұзарту арқылы қарапайым әсер береді.Ғалымдар NAD+ прекурсорын, NR пайдалана отырып, жарияланған зерттеуде таптыҒылым, 2016, NR қоспасы тышқандардың өмір сүру ұзақтығын шамамен бес пайызға ұзартады.

Көтерілген NAD+ деңгейлері жасына байланысты әртүрлі аурулардан қорғауды қамтамасыз етеді.Жасқа байланысты аурулардан қорғау дегеніміз - ұзақ уақыт бойы салауатты өмір сүру, денсаулықты арттыру.

Шындығында, Синклер сияқты кейбір қартаюға қарсы ғалымдар жануарларды зерттеу нәтижелерін сәтті деп санайды, олар өздері NAD + күшейткіштерін қабылдайды.Алайда, NIH қартаю жөніндегі ұлттық институттың Фелипе Сьерра сияқты басқа ғалымдары бұл препарат дайын емес деп санайды.«Ең бастысы, мен бұлардың ешқайсысын қолданып көрмеймін.Неге жасамаймын?Өйткені мен тышқан емеспін», – дейді ол.

Тышқандар үшін «жастардың бұлағын» іздеу аяқталуы мүмкін.Дегенмен, адамдар үшін ғалымдар біз әлі ол жерде емеспіз деп келіседі.Адамдарда NMN және NR клиникалық сынақтары келесі бірнеше жылда нәтижелер бере алады.

NAD+ болашағы

«Күміс толқын» еніп келе жатқанда, денсаулық пен экономикалық жүктемені көтеру үшін жасқа байланысты созылмалы аурулардың шешімі өзекті болады.Ғалымдар ықтимал шешімді тапқан болуы мүмкін: NAD+.

Жасушалық денсаулықты қалпына келтіру және сақтау мүмкіндігі үшін «ғажайып молекула» деп аталды, NAD+ жануарлар үлгілерінде жүрек ауруларын, қант диабетін, Альцгеймерді және семіздікті емдеуде әртүрлі әлеуеттерді көрсетті.Дегенмен, жануарлардағы зерттеулердің адамдарға қалай аударылатынын түсіну ғалымдар үшін молекуланың қауіпсіздігі мен тиімділігін қамтамасыз етудің келесі қадамы болып табылады.

Ғалымдар молекуланың биохимиялық механизмін толық түсінуді мақсат етіп отыр және NAD+ метаболизмі бойынша зерттеулер жалғасуда.Молекула механизмінің егжей-тегжейлері қартаюға қарсы ғылымды орындықтан төсекке дейін жеткізудің құпиясын ашуы мүмкін.