Блог нутрицолога

Что такое NMN?

NMN расшифровывается как мононуклеотид никотинамида, молекула, встречающаяся естественным образом во всех формах жизни. На молекулярном уровне это рибо-нуклеотид, который является основной структурной единицей РНК нуклеиновой кислоты. Структурно молекула состоит из никотинамидной группы, рибозы и фосфатной группы (рис. 1). NMN является прямым предшественником незаменимой молекулы никотинамидадениндинуклеотида (NAD+) и считается ключевым компонентом для повышения уровня NAD+ в клетках.


Что такое никотинамид Адениндинуклеотид (NAD+)?

NAD+ является важным коферментом, необходимым для жизнедеятельности и клеточных функций. Ферменты - это катализаторы, которые делают возможными биохимические реакции. Коэнзимы - это «помощники» молекул, необходимые ферментам для функционирования.


Что делает NAD+?

NAD+ - самая распространенная молекула в организме помимо воды, и без нее организм бы погиб. NAD+ используется многими белками по всему организму, такими как сиртуины, которые восстанавливают поврежденную ДНК. Это также важно для митохондрий, которые являются мощными центрами клетки и генерируют химическую энергию, которую использует наш организм.


NAD+ Функции в качестве кофермента в митохондрии

NAD+ играет особенно активную роль в метаболических процессах, таких как гликолиз, цикл TCA (также известный как цикл Кребса или цикл лимонной кислоты), а также цепь переноса электронов, которая происходит в наших митохондриях и является способом получения клеточной энергии.


В своей роли лиганда NAD+ связывается с ферментами и передает электроны между молекулами. Электроны являются атомной основой клеточной энергии, и, передавая их из одной молекулы в другую, NAD+ действует через клеточный механизм, похожий на зарядку батареи. Батарея истощается, когда электроны расходуются на обеспечение энергии. Эти электроны не могут вернуться к своей отправной точке без усиления. В клетках NAD+ служит этим ускоритетелем. Таким образом, NAD+ может снижать или увеличивать активность ферментов, экспрессию генов и сигнализацию клеток.


NAD+ помогает контролировать повреждение ДНК

По мере того, как организмы становятся старше, они наносят ущерб ДНК из-за таких факторов окружающей среды, как радиация, загрязнение и неточная репликация ДНК. Согласно действующей теории старения, накопление повреждений ДНК является основной причиной старения. Почти все клетки содержат «молекулярный механизм» для устранения этого повреждения. Этот механизм потребляет NAD+ и молекулы энергии. Поэтому чрезмерное повреждение ДНК может истощать ценные клеточные ресурсы.


Один важный белок для восстановления ДНК, PARP (поли (ADP-рибоза) полимераза), зависит от NAD+ для функционирования. Пожилые люди испытывают снижение уровня NAD+. Накопление повреждений ДНК в результате нормального процесса старения приводит к увеличению PARP, что приводит к снижению концентрации NAD+. Это истощение усугубляется любым дальнейшим повреждением ДНК в митохондриях.


Как NAD+ влияет на активность Сирутинов (гены долголетия)?

Недавно обнаруженные сиртуины, также известные как «опекун генов», играют жизненно важную роль в поддержании клеточного здоровья. Сиртуины - это семейство ферментов, участвующих в клеточных стрессовых реакциях и восстановлении повреждений. Они также участвуют в секреции инсулина, а также в процессах старения и связанных со старением состояниях здоровья, таких как нейродегенеративные заболевания и диабет. Для активации сиртуинов требуется NAD+.


Как говорит Дэвид Синклер, генетик Гарварда и исследователь NAD, мы теряем NAD+ по мере старения, «и результирующее снижение активности сиртуинов считается основной причиной, по которой у нашего тела развиваются заболевания, когда мы стары, но не когда мы молоды». Он считает, что естественное повышение уровня NAD+ во время старения может замедлить или обратить вспять определенные процессы старения.


Почему нас должен волновать NAD+

С момента открытия NAD+ в 1906 году молекула вызвала особое внимание ученых к ее изобилию в организме и своей решающей роли в молекулярных путях, которые поддерживают работу нашего тела. В исследованиях на животных повышение уровня NAD+ в организме показало многообещающие результаты в таких областях исследований, как метаболика и возрастные заболевания, и даже продемонстрировало некоторые антивозрастные свойства. Возрастные заболевания, такие как диабет, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенерация и общее снижение иммунной системы.


Может ли NMN помочь в борьбе с COVID-19?

По мере того, как COVID-19 охватил города пневмонией, заразив миллионы людей по всему миру, ученые ищут безопасное и эффективное лекарство. Геронтолог, ученые, изучающие биологию старения, считают, что терапевтические препараты, направленные на старение, могут обеспечить новый угол для борьбы с пандемией.


Статистика показала, что COVID-19 непропорционально сильно заражает пожилых людей. Около 13,4% пациентов в возрасте 80 лет и старше умирают от COVID-19, по сравнению с 1,25 процентами и 0,06 процентами пациентов в возрасте 50 и 20 лет. Недавнее исследование Оксфордского университета, в котором проанализировано 17,4 миллиона взрослых в Великобритании, показало, что возраст является наиболее существенным фактором риска, связанным со смертью от COVID-19. Другие факторы риска включают в себя мужское заболевание, неконтролируемый диабет и тяжелую астму.


Учитывая геролавный характер вируса - вредный для пожилых людей, некоторые геронтологи утверждают, что лечение "старения" может быть долгосрочным решением для защиты пожилых людей от COVID-19 и других будущих инфекционных заболеваний. Несмотря на то, что необходимо провести больше исследований, в недавнем исследовании были перечислены повышающие агенты NAD+, такие как NMN и NR, в качестве одного из потенциальных методов лечения. Другие ученые также предположили, что пожилые люди могут извлечь выгоду из эффектов долголетия NAD+ и предотвратить смертельную чрезмертельную активацию иммунных реакций, называемую цитокиновым штормом, в котором организм атакует свои клетки, а не вирус.


Согласно недавнемуисследованию, которое не было рецензировано, клетка использует NAD+ во время борьбы с коронавирусом, ослабляя наш организм. NAD+ необходим для врожденной иммунной защиты от вирусов. Исследователи исследования пытаются оценить, могут ли ускорители NAD+ помочь людям победить пандемию.


В то время как ученые находятся в лабораторных гонках, чтобы найти лекарство от COVID-19, врачи на передовой, у которых заканчиваются варианты, обращаются к инновационным методам. В качестве последнего средства для лечения своих пациентов врач Роберт Уайзенга из медицинского центра Cedars Sinai ввел пациенту коктейль NMN, наполненный такими бустерами, как цинк, чтобы успокоить цитокиновую бурю, вызванную COVID-19. Коктейль NMN снизил лихорадку и воспаление пациентов в течение 12 часов.


Во время пандемии NMN получает все больше внимания за свою роль в поддержании баланса иммунной системы, что может быть возможным лечением вызванного коронавирусом цитокинового шторма. Поскольку предварительные исследования показывают некоторые положительные результаты, хотя и не гарантированное лекарство, многие ученые и врачи считают, что влияние ускорителя NAD+ на COVID-19 стоит изучить.


Метаболические расстройства

NAD+ является одним из ключей к поддержанию здоровых митохондриальных функций и стабильной энергии. Старение и высокожировая диета снижает уровень NAD+ в организме. Исследования показали, что прием бустеров NAD+ может облегчить увеличение веса мышей, связанный с диетой и возрастом, и улучшить их способность к физическим упражнениям, даже у пожилых мышей. Другие исследования даже обратили вспять эффект диабета у мышей женского пола, показав новые стратегии борьбы с нарушениями обмена веществ, такими как ожирение.


Функция сердца

Повышение уровня NAD+ защищает сердце и улучшает сердечные функции. Высокое кровяное давление может привести к увеличению сердца и блокированным артериям, которые приводят к инсультам. У мышей бустеры NAD+ пополнили уровень NAD+ в сердце и предотвращают травмы сердца, вызванные отсутствием кровотока. Другие исследования показали, что бустеры NAD+ могут защитить мышей от аномального увеличения сердца.


Нейродегенерация

У мышей с болезнью Альцгеймера повышение уровня NAD+ может уменьшить накопление белка, что нарушает клеточную связь в мозге для повышения когнитивной функции. Повышение уровня NAD+ также защищает клетки мозга от смерти, когда в мозг недостаточно приток крови. Многие исследования моделей животных представляют новые перспективы оказания помощи мозгу в здоровом старении, защите от нейродегенерации и улучшении памяти.


Иммунная система

По мере того, как взрослые становятся старше, иммунная система снижается, людям легче заболевать, и людям становится труднее отскочить от таких заболеваний, как сезонный грипп или даже COVID-19. Недавние исследования показали, что уровни NAD+ играют важную роль в регулировании воспаления и выживания клеток во время иммунного ответа и старения. Исследование подчеркнуло терапевтический потенциал NAD+ для иммунной дисфункции.


Как организм делает никотинамид адениндинуклеотид (NAD+)?

Наши тела естественным образом производят NAD+ из более мелких компонентов или прекурсоров. Думайте о них как о сырье для NAD+. В организме встречаются пять основных предшественников: триптофан, никотинамид (Nam), никотиновая кислота (NA или ниацин), никотинамид рибосид (NR) и мононуклеотид никотинамида (NMN). Из них NMN представляет собой один из последних шагов синтеза NAD+.


Все эти предшественники могут исходить из диеты. Нам, NA и NR являются формами витамина В3, важного питательного вещества. Оказавшись в организме, наши клетки могут синтезировать NAD+ несколькими различными путями. Биохимический путь эквивалентен заводской производственной линии. В случае NAD+ все несколько производственных линий приводят к одному и тому же продукту.


Первый из этих путей называется путем de novo. De novo - это латинское выражение, которое приравнивается к "с нуля". Путь de novo начинается с самого раннего из предшественников NAD+, триптофана, и строится оттуда вверх.


Второй путь называется спасательным путем. Путь спасения сродни переработке, поскольку он создает NAD+ из продуктов деградации NAD+. Все белки в организме необходимо регулярно деградировать, чтобы не накапливать их до нездоровой степени. В рамках этого цикла производства и деградации ферменты берут некоторые результаты деградации белка и возвращают его обратно в производственную линию того же белка.



Как NMN синтезируется в организме?

NMN производится из витаминов группы В в организме. Фермент, ответственный за создание NMN в организме, называется никотинамидфосфорибозилтрансфераза (NAMPT). NAMPT прикрепляет никотинамид (витамин В3) к сахарному фосфату, называемому РНПП (5'-фосфорибозил-1-пирофосфат). NMN также может быть изготовлен из «никотинамид рибозида» (NR) путем добавления фосфатной группы.

NAMPT - это фермент, ограничивающий скорость в производстве NAD+. Это означает, что более низкие уровни NAMPT приводят к снижению производства NMN, что приводит к снижению уровней NAD+. Добавление молекул-прекурсоров, таких как NMN, также может ускорить производство NAD+.


Методы повышения уровней NAD+

Было показано, что голодание или сокращение потребления калорий, более известное как ограничение калорий, повышает уровень NAD+ и активность сиртуинов. У мышей было показано, что повышенная активность NAD+ и сиртуинов от ограничения калорий замедляет процесс старения. Хотя NAD+ присутствует в некоторых продуктах питания, их концентрации слишком низки, чтобы повлиять на внутриклеточные концентрации. Было показано, что прием определенных добавок, таких как NMN, повышает уровни NAD+.


Дополнение NAD как NMN

Внутриклеточные концентрации NAD+ снижаются от старения, так как нормальные клеточные функции со временем истощают поставки NAD+. Считается, что здоровые уровни NAD+ восстанавливаются путем добавления прекурсоров NAD+. Согласно исследованиям, такие прекурсоры, как NMN и никотинамид рибосид (NR), рассматриваются как добавки производства NAD+, увеличивающие концентрации NAD+. Дэвид Синклер, исследователь NAD+ из Гарварда, говорит: «Кормление или администрирование NAD+ непосредственно организмам не является практичным вариантом. Молекула NAD+ не может легко пересекать клеточные мембраны для входа в клетки, и поэтому не будет недоступна для положительного влияния на метаболизм. Вместо этого молекулы-предшественники NAD+ должны использоваться для повышения биодоступных уровней NAD+». Это означает, что NAD+ не может быть использован в качестве прямой добавки, потому что он не легко усваивается. Прекурсоры NAD+ легче усваиваются, чем NAD+, и являются более эффективными добавками.


Как поглощаются и распределяются добавки NMN по всему организму?

NMN, по-видимому, поглощается в клетки через молекулярный транспортер, встроенный в поверхность клетки. Будучи меньше, чем NAD+, молекула NMN может быть поглощена более эффективно в клетки. NAD+ не может легко попасть в организм из-за барьера, представленного клеточной мембраной. Мембрана имеет безводное пространство, которое предотвращает проникновение ионов, полярных молекул и крупных молекул без использования транспортеров. Когда-то считалось, что NMN должен быть изменен перед входом в клетки, но новые данные свидетельствуют о том, что он может входить в клетки непосредственно через NMN-специфический транспортер в клеточной мембране.


Кроме того, инъекции NMN приводят к увеличению NAD+ во многих областях тела, включая поджелудочную железу, жировую ткань, сердце, скелетную мышцу, почки, яички, глаза и кровеносные сосуды. Пероральное введение НМН у мышей повышает NAD+ в печени в течение 15 минут.



Побочные эффекты и безопасность NMN

Молекула NMN в значительной степени считается безопасной и не токсичной, даже при высоких концентрациях у мышей и в исследовании человека. Длительное (однолетнее) пероральное введение у мышей не оказывает токсического воздействия. Было завершено самое первое клиническое исследование на людях, и доказательства подтверждают, что оно не токсично в отдельных дозах.


Хотя в одном исследовании японских мужчин, опубликованном в ноябре 2019 года, отмечалось, что после введения NMN испытуемых увеличился уровень билирубина в крови, эти уровни оставались в пределах нормального диапазона. Будущие исследования должны быть сосредоточены на долгосрочной безопасности и эффективности использования. NMN не связан ни с одним другим известным побочным эффектом.


История NMN и NAD+

Никотинамид адениндинуклеотид, или NAD, короче говоря, является одной из самых важных и универсальных молекул в организме. Поскольку он занимает центральное место в обеспечении клеток энергией, практически нет биологического процесса, который не требовал бы NAD. В результате NAD находится в центре внимания широкомасштабных биологических исследований.

В 1906 году Артур Харден и Уильям Джон Янг обнаружили «фактор» жидкости, извлеченной из пивоваренных дрожжей, усилил ферментацию сахара в алкоголь. Этот «фактор», называемый в то время «коферментом», оказался NAD.

Харден вместе с Хансом фон Эйлер-Чельпином продолжал разгадывать тайны ферментации. Они были удостоены Нобелевской премии в 1929 году за развитие подробного понимания этих процессов, включая химическую форму и свойства того, что вскоре будет известно как NAD.

История NAD расширилась в 1930-х годах под руководством Отто Варбурга, другого лауреата Нобелевской премии, который обнаружил центральную роль NAD в содействии многим биохимическим реакциям. Варбург обнаружил, что NAD служит своего рода биологическим реле для электронов.


Перенос электронов от одной молекулы к другой служит основой энергии, необходимой для выполнения всех биохимических реакций.

В 1937 году Конрад Эльвехджем и его коллеги из Висконсинского университета в Мэдисоне обнаружиличто добавки NAD+ вылечивают собак из пеллагры, или «черного языка». У людей пеллагра вызывает множество симптомов, включая диарею, слабоумие и язвы во рту. Он проистекает из дефицита ниацина и в настоящее время регулярно лечится никотинамидом, одним из предшественников NMN.

Исследование Артура Корнберга по NAD+ на протяжении 40-х и 50-х годов сыграло важную роль в том, чтобы он открыл принципы, лежащие в основе репликации ДНК и транскрипции РНК, двух жизненно важных для жизни процессов.

В 1958 году Джек Прайсс и Филип Хэндлер раскрыли три биохимических этапа, с помощью которых никотиновая кислота преобразуется в NAD. Эта серия шагов, называемая путем, сегодня известна как Путь Прейсс-Хендлера.


В 1963 году Шамбон, Вейл и Мандель сообщили, что мононуклеотид никотинамида (NMN) обеспечивает энергию, необходимую для активации важного ядерного фермента. Это открытие проложило путь к серии замечательных открытий на типе белка, называемого PARP. PARP играют решающую роль в восстановлении повреждений ДНК, регулировании гибели клеток и чья деятельность связана с изменениями в продолжительности жизни.

В 1976 году Рехштайнер и его коллеги нашли убедительные доказательства того, что NAD+, казалось, будет иметь «некоторую другую важную функцию» в клетках млекопитающих, помимо его классической биохимической роли в качестве молекулы переноса энергии.

Это открытие позволило Леонарду Гуаренте и его коллегам обнаружить, что белки, называемые сиртуинами, используют NAD для продления срока службы, дифференцированно сохраняя некоторые гены «молчаливыми».


Источник: www.NMN.com

Made on
Tilda