Quel est le dinucléotide de l'adénine nicotinamide (NAD+) ?

NAD+ est un coenzyme essentiel exigé pour la vie et des fonctions cellulaires. Les enzymes sont des catalyseurs qui rendent des réactions biochimiques possibles. Les coenzymes sont des molécules de “aide” dont les enzymes ont besoin afin de fonctionner.

Que NAD+ fait-il ?

NAD+ est la molécule la plus abondante dans le corps sans compter que l'eau, et sans elle, un organisme mourrait. NAD+ est employé par beaucoup de protéines dans tout le corps, tel que les sirtuins, que la réparation a endommagé l'ADN. Il est également important pour les mitochondries, qui sont les centrales électriques de la cellule et produisent de l'énergie chimique que nos corps emploient.

NAD+ fonctionne comme coenzyme dans des mitochondries

NAD+ joue un rôle particulièrement actif dans des processus métaboliques, tels que la glycolyse, le cycle d'ACIDE TRICHLORACÉTIQUE (cycle AKA de Krebs de cycle ou d'acide citrique), et la chaîne de transport d'électron, qui se produit dans des nos mitochondries et est comment nous obtenons l'énergie cellulaire.

Dans son rôle comme ligand, grippages de NAD+ aux enzymes et électrons de transferts entre les molécules. Les électrons servent de base atomique à l'énergie cellulaire et en les transférant à partir d'une molécule au prochain, NAD+ agit par un mécanisme cellulaire semblable à recharger une batterie. Une batterie est épuisée quand des électrons sont dépensés pour fournir l'énergie. Ces électrons ne peuvent pas retourner à leur point de départ sans poussée. En cellules, NAD+ sert de ce propulseur. De cette façon, NAD+ peut diminuer ou augmenter l'activité enzymatique, l'expression du gène, et la signalisation de cellules.

Aides de NAD+ commander des dommages d'ADN

Pendant que les organismes vieillissent, ils s'accroissent des dommages d'ADN dus aux facteurs environnementaux tels que le rayonnement, la pollution, et la reproduction imprécise d'ADN. Selon la théorie vieillissante actuelle, l'accumulation des dommages d'ADN est la cause principale du vieillissement. Presque toutes les cellules contiennent “les machines moléculaires” pour réparer ces dommages. Ces machines consomment NAD+ et molécules d'énergie. Par conséquent, les dommages excessifs d'ADN peuvent vidanger les ressources cellulaires précieuses.

Une protéine importante de réparation d'ADN, PARP (poly polymérase (d'ADP-ribose)), dépend de NAD+ pour fonctionner. Des personnes plus âgées éprouvent les niveaux diminués de NAD+. L'accumulation des dommages d'ADN en raison du processus vieillissant normal mène à PARP accru, qui cause la concentration diminuée de NAD+. Cet épuisement est aggravé par tous autre dommages d'ADN dans les mitochondries.

PARP1 est “intermédiaire” de la réparation d'ADN

Le schéma de la façon dont PARP1 aide la réparation a endommagé l'ADN

Comment NAD+ affecte-t-il l'activité de Sirtuins (les gènes de longévité) ?

Les sirtuins nouvellement découverts, également connus sous le nom de « gardien des gènes, » jouent un rôle essentiel en maintenant la santé cellulaire. Sirtuins sont une famille des enzymes, participant aux réponses d'effort et à la réparation cellulaires de dommages. Elles sont également impliquées dans la sécrétion d'insuline, et les états de santé de processus et liés au vieillissement vieillissants, tels que les maladies et le diabète neurodegenerative. L'activation des sirtuins exige NAD+.

Comme David Sinclair, un généticien de Harvard et le chercheur de NAD dit que nous perdons NAD+ pendant que nous vieillissons « et la baisse en résultant dans l'activité de sirtuin, est vraisemblablement une raison principale que nos corps développent les maladies quand nous sommes vieux mais pas quand nous sommes jeunes. » Il croit qu'augmentant des niveaux de NAD+ naturellement tandis que le vieillissement peut ralentir ou renverser certains processus vieillissants.

Pourquoi devrions nous nous inquiéter de NAD+

Puisque la découverte de NAD+ en 1906, la molécule a été sur le radar des scientifiques pour son abondance dans le corps et son rôle essentiel dans les voies moléculaires qui gardent notre fonctionnement de corps. Chez les études des animaux, l'élévation des niveaux de NAD+ dans le corps a donné des résultats de promesse dans des domaines de recherches comme le metabolics et la maladie relative à l'âge et a même montré quelques propriétés anti-vieillissement. Maladies relatives à l'âge telles que le diabète, les maladies cardio-vasculaires, le neurodegeneration et les diminutions générales du système immunitaire.

Peut NMN aider à combattre COVID-19

Car COVID-19 a balayé les villes avec la maladie semblable à la pneumonie, infectant des millions de personnes dans le monde entier, les scientifiques sont sur la chasse pour un traitement sûr et efficace. Le Gerontologist, les scientifiques qui étudient la biologie du vieillissement, croient que thérapeutique que le vieillissement de cible peut fournir un nouvel angle pour aborder la pandémie.

Les statistiques ont prouvé que COVID-19 infecte d'une façon disproportionnée des adultes plus âgés. Environ 13,4 pour cent de patients 80 ou plus vieux meurent de COVID-19, comparé à 1,25 pour cent et à 0,06 pour cent de ceux dans leur 50s et 20s. Une étude récente de l'université d'Oxford qui a analysé 17,4 millions d'adultes du R-U a montré que l'âge est le facteur de risque le plus substantiel lié à la mort COVID-19. D'autres facteurs de risque incluent être le diabète masculin et incontrôlé et l'asthme grave.

Etant donné la nature gerolavic – néfaste au vieux – du virus, quelques gerontologists réclament que le traitement du « vieillissement » peut être une solution à long terme pour défendre des adultes plus âgés de COVID-19 et d'autres futures maladies infectieuses. Bien que plus d'étude doive être faite, une étude récente a énuméré les agents de amplification de NAD+ tels que NMN et NR en tant qu'un des traitements potentiels. D'autres scientifiques également présumés que des adultes plus âgés pourraient tirer bénéfice des effets de longévité de NAD+ et empêcher la sur-activation mortelle des immuno-réactions appelées une tempête de cytokine, dans laquelle le corps attaque ses cellules plutôt que le virus.

La cellule épuise NAD+ pendant le combat contre le syndrôme respiratoire aigu grave, affaiblissant notre corps, selon une étude récente qui pair-n'a pas été passée en revue. NAD+ est essentiel pour la défense immunisée innée contre des virus. Les chercheurs de l'étude essayent d'évaluer si les propulseurs de NAD+ peuvent aider des humains à battre la pandémie.

Tandis que les scientifiques sont dans l'heure de emballage de laboratoire de trouver un traitement pour COVID-19, les médecins sur les lignes de front manquant d'options se tournent vers des techniques innovatrices. En dernier recours pour soigner ses patients, docteur Robert Huizenga du centre médical de Sinai de cèdres a administré un cocktail de NMN infusé avec des propulseurs comme le zinc au patient pour calmer la tempête de cytokine remuée par COVID-19. Le cocktail de NMN a réduit les niveaux de la fièvre et de l'inflammation des patients d'ici 12 heures.

Pendant la pandémie, NMN suscite de plus en plus l'attention pour son rôle en maintenant l'équilibre de système immunitaire, qui peut être un traitement possible pour la tempête syndrôme respiratoire aigu grave-causée de cytokine. Avec les études préliminaires donnant quelques résultats positifs, bien que pas un traitement garanti, beaucoup de scientifiques et médecins croient l'effet du propulseur de NAD+ sur COVID-19 vaut l'investigation.

Vieillissement

NAD+ est le carburant qui aide des sirtuins pour soutenir l'intégrité de génome et pour favoriser la réparation d'ADN. Comme une voiture ne peut pas conduire sans carburant, l'activation des sirtuins exige NAD+. Les résultats des études des animaux ont prouvé que l'élévation du niveau de NAD+ dans le corps active des sirtuins et augmente les durées de vie de la levure, des vers et des souris. Bien que les études des animaux aient donné des résultats de promesse dans les propriétés anti-vieillissement, les scientifiques étudient toujours comment ces résultats peuvent traduire aux humains.

Désordres métaboliques

NAD+ est l'une des clés à maintenir les fonctions mitochondriques saines et la sortie régulière d'énergie. Le régime vieillissant et à haute teneur en graisses réduit le niveau de NAD+ dans le corps. Les études ont prouvé que la prise des propulseurs de NAD+ peut alléger le gain de poids régime-associé et âge-associé chez les souris et améliorer leur capacité d'exercice, même dans les souris âgées. D'autres études ont même renversé l'effet de diabète chez les souris femelles, montrant de nouvelles stratégies pour combattre des désordres métaboliques, tels que l'obésité.

Fonction de coeur

Amplifiant NAD+ des niveaux protège le coeur et améliore des fonctions cardiaques. L'hypertension peut causer un coeur agrandi et des artères bloquées qui mènent aux courses. Chez les souris, les propulseurs de NAD+ ont complété le niveau des niveaux de NAD+ au coeur et ont empêché des blessures au coeur provoqué par un manque de flux sanguin. D'autres études ont prouvé que les propulseurs de NAD+ peuvent protéger des souris contre l'élargissement anormal de coeur.

Neurodegeneration

Chez les souris avec Alzheimer, l'élévation du niveau de NAD+ peut diminuer l'accumulation de protéine qui perturbe la communication de cellules dans le cerveau pour augmenter la fonction cognitive. Amplifiant NAD+ des niveaux protège également des cellules du cerveau contre la mort quand il y a flux sanguin insuffisant au cerveau. Beaucoup d'études chez les modèles animaux présentent de nouvelles perspectives d'aider l'âge de cerveau sainement, de la défense contre le neurodegeneration et d'améliorer la mémoire.

Système immunitaire

Pendant que les adultes obtiennent plus vieux les baisses de système immunitaire, les gens tombent malades plus facilement, et il devient plus difficile que des personnes rebondisse des maladies telles que la grippe saisonnière, ou même COVID-19. Les études récentes ont suggéré que les niveaux de NAD+ jouent un rôle important dans la survie de réglementation d'inflammation et de cellules pendant l'immuno-réaction et le vieillissement. L'étude a souligné le potentiel thérapeutique de NAD+ pour le dysfonctionnement immunisé.

Comment le corps fait-il le dinucléotide de l'adénine nicotinamide (NAD+) ?

Nos corps produisent naturellement NAD+ à partir de plus petits composants, ou précurseurs. Pensez à eux comme matières premières pour NAD+. Il y a cinq précurseurs principaux qui se produisent dans le corps : tryptophane, nicotinamide (Nam), riboside nicotinique acide (Na, ou niacine), de nicotinamide (NR), et mononucléotide de nicotinamide (NMN). De ces derniers, NMN représente une des étapes finales de la synthèse de NAD+.

Ces précurseurs peuvent tout venir du régime. Nam, Na et NR sont toutes les formes de la vitamine B3, un élément nutritif important. Une fois dans le corps, nos cellules peuvent synthétiser NAD+ par plusieurs différentes voies. Une voie biochimique est équivalente à une chaîne de production d'usine. Dans le cas de NAD+, lignes de production multiples tout le mener au même produit.

Le premier de ces voies s'appelle la voie de novo. De novo est une expression latine à la laquelle égalise « à partir de zéro. » La voie de novo commence par le plus tôt des précurseurs de NAD+, tryptophane, et construit vers le haut de là.

La deuxième voie s'appelle la voie de récupération. La voie de récupération est apparentée à la réutilisation, parce que qu'elle crée NAD+ des produits de la dégradation de NAD+. Toutes les protéines dans le corps doivent être régulièrement dégradées pour les arrêter de l'accumulation aux degrés malsains. En tant qu'élément de ce cycle de production et de dégradation, les enzymes prennent certains des résultats de la dégradation d'une protéine et les mettent la droite de nouveau dans laquelle la chaîne de la production de la même protéine.

Biosynthèse de NAD+ de NMN

Comment NMN va-t-il synthétise-t-il dans le corps ?

NMN est produit à partir des vitamines de B dans le corps. L'enzyme responsable de faire NMN dans le corps s'appelle le phosphoribosyltransferase de nicotinamide (NAMPT). NAMPT attache le nicotinamide (une vitamine B3) au sucre un phosphate a appelé PRPP (5' - phosphoribosyl-1-pyrophosphate). NMN peut également être fait à partir du “riboside de nicotinamide” (NR) par l'addition d'un groupe de phosphate.

“NAMPT” est l'enzyme taux-limiteuse dans la production de NAD+. Ceci signifie que les niveaux plus bas de NAMPT causent la production diminuée de NMN, ayant pour résultat les niveaux diminués de NAD+. Ajouter des molécules de précurseur comme NMN peut également accélérer la production de NAD+.

Méthodes pour augmenter des niveaux de NAD+

Jeûnant ou réduisant la prise de calorie, mieux connue comme restriction de calorie, a été montré pour augmenter des niveaux de NAD+ et l'activité de sirtuin. Chez les souris, l'activité accrue de NAD+ et de sirtuin de la restriction de calorie a été montrée pour ralentir le processus vieillissant. Bien que NAD+ soit présent en des nourritures, les concentrations sont si basses pour affecter des concentrations intracellulaires. La prise de certains suppléments, tels que NMN, a été montrée pour augmenter des niveaux de NAD+.

Supplément de NAD comme NMN

Concentrations intracellulaires de diminution de NAD+ du vieillissement comme les fonctions cellulaires normales épuisent des approvisionnements de NAD+ au fil du temps. Des niveaux sains de NAD+ vraisemblablement sont reconstitués par la supplémentation avec des précurseurs de NAD+. Selon la recherche, des précurseurs tels que le riboside de NMN et de nicotinamide (NR) sont regardés comme suppléments de production de NAD+, augmentant des concentrations de NAD+. David Sinclair, un chercheur de NAD+ de Harvard, dit, la « alimentation ou l'administration de NAD+ directement aux organismes n'est pas une option pratique. La molécule de NAD+ ne peut pas aisément croiser des membranes cellulaires pour écrire des cellules, et donc serait indisponible pour affecter franchement le métabolisme. Au lieu de cela, des molécules de précurseur à NAD+ doivent être employées pour augmenter les niveaux bioavailable de NAD+. » Ceci signifie que NAD+ ne peut pas être employé comme supplément direct, parce qu'il n'est pas facilement absorbé. Des précurseurs de NAD+ plus facilement sont absorbés que NAD+ et sont des suppléments plus efficaces.

Comment est-ce que les suppléments de NMN vont-ils absorbent et ont distribué dans tout le corps ?

NMN semble être absorbé dans des cellules par un transporteur moléculaire incorporé dans la surface de cellules. Étant plus petite que NAD+, la molécule de NMN peut être absorbée plus efficacement dans des cellules. NAD+ ne peut pas facilement entrer dans le corps en raison de la barrière présentée par la membrane cellulaire. La membrane a un espace sans eau qui empêche des ions, des molécules polaires, et de grandes molécules d'entrer sans utilisation des transporteurs. Elle était a par le passé pensé que NMN doit être changé avant d'écrire des cellules mais les nouvelles preuves suggèrent qu'elles puissent écrire des cellules directement par l'intermédiaire d'un transporteur NMN-spécifique dans la membrane cellulaire.

En outre, injections de résultat de NMN dans NAD+ accru dans beaucoup de régions dans le corps comprenant le pancréas, le gros tissu, le coeur, le muscle squelettique, les reins, les testicules, les yeux, et les vaisseaux sanguins. Administration par voie orale de NMN dans les augmentations NAD+ de souris dans le foie d'ici 15 minutes.

NMN est rapidement converti en NAD+

Effets secondaires et sécurité de NMN

NMN est considéré sûr chez les animaux, et les résultats sont promettant à assez que les tests cliniques humains ont commencé. Cette molécule est en grande partie considérée sûre et non toxique, même aux fortes concentrations chez les souris et dans une étude humaine. L'administration par voie orale (d'une année) à long terme chez les souris n'a pas des effets toxiques. Le tout premier test clinique chez l'homme a été accompli et les preuves soutiennent l'idée qu'elles ne sont pas toxiques dans les doses simples.

Bien qu'une étude des hommes japonais édités en novembre 2019 ait noté que les sujets avaient augmenté des taux de bilirubine dans leur sang suivant l'administration de NMN, ces niveaux sont demeurés dans la marge normale. Les futures études devraient se concentrer sur la sécurité et l'efficacité à long terme de l'utilisation. NMN n'est associé à aucun autre effets secondaires connu.

L'histoire de NMN et de NAD+

Le dinucléotide de l'adénine nicotinamide, ou le NAD pour faire court, est l'une des molécules les plus importantes et les plus souples dans le corps. Puisqu'il est central à fournir à des cellules l'énergie, il n'y a presque aucun processus biologique qui n'exige pas le NAD. En raison de ceci, le NAD est le centre de la recherche biologique répandue.

En 1906, Arthur Harden et William John Young ont découvert qu'un « facteur » dans le liquide extrait à partir de la levure de brasseur a augmenté la fermentation du sucre dans l'alcool. Ce « facteur, » a appelé un « coferment » alors, s'est avéré être NAD.

Durcissez, avec Hans von Euler-Chelpin, suite pour éplucher à part les mystères de la fermentation. Ils ont été attribués le prix Nobel en 1929 pour développer une compréhension détaillée de ces processus, y compris la forme et les propriétés chimiques de ce qui serait bientôt connu comme NAD.

L'histoire du NAD a augmenté pendant les années 1930, sous la direction d'Otto Warburg, un autre Prix Nobel, qui a découvert le rôle central du NAD en facilitant beaucoup de réactions biochimiques. Warburg a découvert que le NAD sert d'une sorte de relais biologique aux électrons.

Le transfert des électrons à partir d'une molécule à l'autre, sert de base à l'énergie requise pour exécuter toutes les réactions biochimiques.

En 1937, Conrad Elvehjem et les collègues à l'université du Wisconsin, Madison, ont découvert que la supplémentation de NAD+ a traité des chiens de la pellagre, ou « langue noire. » Chez l'homme, la pellagre cause une foule de symptômes, y compris la diarrhée, la démence, et les blessures dans la bouche. Elle provient d'une insuffisance de niacine et est maintenant régulièrement traitée avec du nicotinamide, un des précurseurs à NMN.

La recherche d'Arthur Kornberg sur NAD+ dans tous les années 40 et le 50' était instrumentale en le menant découvrir les principes derrière la reproduction d'ADN et la transcription d'ARN, deux processus essentiels pendant la vie.

En 1958, Jack Preiss et Philip Handler ont découvert les trois étapes biochimiques, par lesquelles l'acide nicotinique est converti en NAD. Cette série d'étapes, appelée une voie, est connue aujourd'hui comme voie de Preiss-manipulateur.

En 1963, Chambon, Weill, et Mandel ont signalé que la mononucléotide de nicotinamide (NMN) a fourni l'énergie requise pour activer une enzyme nucléaire importante. Cette découverte a préparé le terrain pour une série de découvertes remarquables sur un type de protéine a appelé un PARP. Rôles essentiels de jeu de PARPs en réparant des dommages d'ADN, mort cellulaire de réglementation, et dont l'activité est associée aux changements de la durée de vie.

En 1976, Rechsteiner et ses collègues ont trouvé que les preuves persuasives NAD+ ont semblé vraisemblablement avoir « une autre fonction principale » en cellules mammifères, au delà de son rôle biochimique classique comme molécule de transfert d'énergie.

Cette découverte l'a rendu possible à Leonard Guarente et à ses collègues pour découvrir que les protéines ont appelé des sirtuins pour employer le NAD pour prolonger la durée de vie en maintenant différentiel quelques gènes « silencieux. »

Depuis lors, l'intérêt s'est développé dans NAD et ses intermédiaires, NMN et NR, pour que leur potentiel améliore un certain nombre de problèmes de santé relatifs à l'âge.

L'avenir de la mononucléotide de nicotinamide

Avec les propriétés thérapeutiques prometteuses que NMN a montrées chez les études des animaux, les chercheurs visent à comprendre comment cette molécule fonctionne au corps humain. Un test clinique récent au Japon a démontré que la molécule est sûre et bien tolérée au dosage utilisé. Plus d'études et de procès humains sont sur le chemin. C'est une molécule fascinante et souple, dont nous avons toujours beaucoup à apprendre.