NAD+ 如何提高 ATP 及其对健康和衰老的意义

许多对恢复 NAD+ 水平益处的关注都集中在它在激活 sirtuins 中的作用上。然而,科学研究表明,补充 NAD 不仅对衰老本身而且通过提高 ATP 水平对范围广泛的与年龄相关的疾病都有明显的有益作用。

随着年龄的增长 ATP 下降

三磷酸腺苷 (ATP) 是我们身体使用的主要生物燃料。它为每个细胞提供肌肉收缩或化学合成等基本过程所需的能量。

就像 NAD+ 一样,如果我们停止产生 ATP,我们几乎会立即死亡。

与 NAD+ 一样,ATP 水平会随着年龄的增长而下降,并伴随着生理功能的逐渐下降和死亡风险的增加。

上图显示,与老年健康个体(41-91 岁)相比,年轻健康个体(16-40 岁)的 ATP 含量明显更高。(r)

ATP 水平如何影响衰老?

将人类成纤维细胞(最常见的结缔组织细胞)暴露于过氧化氢会导致细胞死亡——但细胞死亡的方式取决于游离 ATP 的水平。(r)

游离 ATP 水平较高的较年轻细胞(<60 岁)与较老细胞(>60 岁)相比,对暴露于过氧化氢引起的坏死的抵抗力明显更强。

当细胞——无论年轻还是年老——接受 ATP 合成抑制剂(如寡霉素)处理时,它们不仅变得更容易死亡,而且还会将死亡模式从细胞凋亡(程序性细胞自杀)转变为坏死(不受控制的细胞死亡)。

ATP 在细胞死亡中的作用

细胞凋亡是一种进化上保守的细胞死亡机制,涉及染色质浓缩、核碎裂和凋亡小体的形成——这对于有效去除不需要的细胞至关重要。

然而,坏死是一个非常快速的过程,涉及离子稳态失调,然后导致细胞肿胀和线粒体扩张。质膜的完整性丧失,膜破裂后细胞质渗漏会诱发坏死性炎症。

在 ATP 水平较低的细胞中观察到的从细胞凋亡到坏死的转变可能是年龄依赖性疾病发作的原因。

ATP 补充剂不会恢复 ATP 水平

随着年龄的增长,我们不能简单地服用 ATP 补充剂来预防坏死性炎症吗?

不幸的是,急性口服补充 ATP 已被证明是无效的。(r)

腺苷 5'-三磷酸 (ATP) 补充剂不能口服生物利用:一项针对健康人的随机、安慰剂对照交叉试验

在这项随机安慰剂对照研究中,参与者被给予单剂量的 5,000 毫克 ATP 或安慰剂。为确保 ATP 不会在胃的酸性环境中降解,通过两种类型的 pH 敏感肠溶包衣丸(在近端或远端小肠中释放)或通过鼻十二指肠管提供补充剂。给药后监测血液 ATP 和代谢物浓度。

单剂量的口服 ATP 补充剂是不可生物利用的,无论是作为近端释放或远端释放肠溶包衣颗粒给药,还是直接滴入小肠。

这些 ATP 补充方法均未导致血液中 ATP 或腺苷浓度增加。施用的A​​TP 被黄嘌呤氧化酶降解为尿酸,黄嘌呤氧化酶是一种主要在肝脏和血管内皮细胞中表达的酶。

NAD+ 确实可以恢复 ATP 水平

幸运的是,众所周知, NAD+能够恢复健康水平的 ATP。

这在线粒体 DNA 耗竭综合症的研究中特别令人感兴趣,该综合症的特征是线粒体 DNA 和 ATP 生成减少。这些罕见疾病通常会因肝功能衰竭导致婴儿期死亡。

在人类中,IV 给药的 NAD+显示可将 ADPR(ATP 前体)水平提高 400%。

最近的一项研究利用包含 2,400 种药物的药物库来筛选可以恢复 ATP 水平的药物。他们成功鉴定出 15 种药物,影响各种代谢过程,从而显着提高 ATP 水平。(r)

其中,对 ATP 产生影响最大的是 NAD+。

研究人员证明,NAD+ 激活转录级联反应,导致参与 ATP 产生的线粒体蛋白表达增加。

这一发现在 DGUOK 缺陷大鼠身上得到了进一步验证(它们的肝脏 ATP 生成受损)。

施用烟酰胺核苷(NAD 前体)显着提高了他们的 ATP 水平——这一发现不仅对预防而且对受影响患者的治疗都有希望。

血液中的 NAD+ 会升高细胞内的 ATP

NAD+ 参与许多重要的生物学功能,包括能量代谢、DNA 修复以及线粒体活性和细胞死亡。

它如何准确地提高 ATP 水平?根据最近对 BV2 小胶质细胞的研究,NAD+ 的作用是由其降解产物腺苷产生的,如下所示:

  1. NAD+在细胞外降解为腺苷
  2. 腺苷在基础条件下通过平衡核苷转运蛋白进入 BV2 小胶质细胞
  3. 细胞内的腺苷通过腺苷激酶转化为 AMP,从而增加 ATP。

 

结论

线粒体功能障碍与多种疾病之间的众多关联表明了健康线粒体对健康和长寿的重要性。

通过补充 NAD+ 恢复年轻时的 ATP 水平不仅可以缓解 mtDNA 耗竭综合征的症状,还可以缓解许多其他与年龄相关的疾病的症状。

补充 NAD+ 是提高 ATP 水平的有效方法。

 

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