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2018-11-13 00:00

哈佛醫(yī)學院衰老生物學中心的聯(lián)合主任David Sinclair認為： NAD+是維持人體年輕態(tài)的最重要物質(zhì)，也是維持生命的必需分子之一，如果沒有它，人將在30秒內(nèi)死亡。

NAD+存在于所有活細胞中，對調(diào)節(jié)細胞衰老和維持機體正常功能至關(guān)重要。隨著時間推移，人類和動物體內(nèi)NAD+水平會顯著下降。

對于人類生命來說你不能沒有輔酶NAD +煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。這就是為什么它如此重要。NAD +是如何被發(fā)現(xiàn)，如何獲得更高水平的NAD +的量。

NAD+存在于所有活細胞中，對調(diào)節(jié)細胞衰老和維持機體正常功能至關(guān)重要。隨著時間推移，人類和動物體內(nèi)NAD+水平會顯著下降。

NAD +煙酰胺腺嘌呤二核苷酸是在所有活細胞中發(fā)現(xiàn)的輔酶，它是使生命成為可能的基本生物過程所必需的。但隨著年齡的增長，NAD +水平會下降。NAD +在人體內(nèi)有兩種常見的反應(yīng)：幫助將營養(yǎng)素轉(zhuǎn)化為能量，作為新陳代謝的關(guān)鍵參與者，并作為調(diào)節(jié)其他生物活性的蛋白質(zhì)的輔助分子。這些過程非常重要，因為它們負責調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和晝夜節(jié)律，同時保持DNA的健康并使人類保持更長時間的健康。

NAD如何為健康，生命和衰老提供動力

打開任何生物學教科書，你將學習NAD +，它代表煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。它是在所有活細胞中發(fā)現(xiàn)的輔酶，它是生命基本生物過程所必需的，從代謝到DNA修復(fù)。NAD +在人類和其他哺乳動物，酵母和細菌甚至植物的細胞中都很難發(fā)揮作用。沒有NAD +，沒有什么生命可以生存，低水平往往伴隨著不好的健康后果。

自從1906年首次發(fā)現(xiàn)NAD +以來，科學家就已經(jīng)了解NAD +，從那以后，我們對其重要性的理解不斷發(fā)展。例如，NAD +前體在緩解糙皮病方面發(fā)揮了作用，這是一種在20世紀初困擾美國南方的致命疾病。當時的科學家發(fā)現(xiàn)，含有NAD +前體的牛奶和酵母可緩解癥狀。隨著時間的推移，科學家已經(jīng)確定了幾種NAD +前體 - 包括煙酸，煙酰胺和煙酰胺核苷等，它們利用了導致NAD +的天然途徑。將NAD +前體視為可以到達目的地的不同路線。所有路徑都可以通過不同的交通方式到達同一個地方。

最近，NAD +因其在生物功能中的核心作用而成為科學研究中的一個珍貴分子，研究動物將NAD +與顯著的益處聯(lián)系起來。科學界一直在研究NAD +如何與整體健康和與年齡有關(guān)的疾病相關(guān)。例如，2016年的一項研究發(fā)現(xiàn)，當補充NAD +前體時，具有退行性肌肉的小鼠和蠕蟲具有改善的肌肉功能。一個2017年的研究表明，補充有NAD +前體小鼠在兩年之久的小鼠經(jīng)歷了DNA損傷修復(fù)的增加，組織給出的NAD +前體在三個月大的老鼠尋找相同的組織。和2018年的研究發(fā)現(xiàn)NAD +前體補充的小鼠具有改善的認知功能，指出阿爾茨海默病的治療潛力的跡象。這些只是最近的一些發(fā)現(xiàn)，所有這些都繼續(xù)激勵研究人員將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為人類，探索NAD +通過補充對人類健康產(chǎn)生積極影響的潛力。

那么NAD +究竟如何發(fā)揮如此重要的作用呢？簡而言之，它是一種輔酶或“輔助”分子，與其他酶結(jié)合，有助于在分子水平上引起反應(yīng)，在日常健康水平上產(chǎn)生積極的結(jié)果。NAD +在人體內(nèi)有兩種常見的反應(yīng)：幫助將營養(yǎng)素轉(zhuǎn)化為能量，作為新陳代謝的關(guān)鍵參與者，并作為調(diào)節(jié)其他生物活性的蛋白質(zhì)的輔助分子。

但身體沒有無窮無盡的NAD +供應(yīng)。事實上，它實際上隨著年齡的增長而下降。

但身體沒有無窮無盡的NAD +供應(yīng)。事實上，它實際上隨著年齡的增長而下降。在第一項研究顯示這種下降趨勢，從2012年開始，研究人體的皮膚，并建立了輔酶老化研究為至關(guān)重要的。2015年，另一項人類研究通過顯示人類大腦中類似的NAD +下降進一步證實了這一證據(jù)。

NAD +研究的歷史，以及它最近在衰老科學中的建立，為科學家開辟了一個閘門，研究人類如何維持其NAD +水平并獲得更多。

NAD +的歷史是什么？

NAD + 首先由Arthur Harden和William John Young于1906年確定，當時兩者旨在更好地了解發(fā)酵 - 其中酵母代謝糖并產(chǎn)生酒精和二氧化碳。當哈登與Hans von Euler-Chelpin分享1929年諾貝爾化學獎的發(fā)酵工作時，花了將近20年才獲得更多的NAD +認可。Euler-Chelpin發(fā)現(xiàn)NAD +的結(jié)構(gòu)由兩個核苷酸構(gòu)成，核酸是構(gòu)成DNA的核酸構(gòu)建單元。發(fā)酵，一種依賴于NAD +的代謝過程的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著我們現(xiàn)在所知道的NAD +在人類代謝過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

Euler-Chelpin在他1930年的諾貝爾獎頒獎演講中稱NAD +為謙遜，曾經(jīng)被稱之為“生命”。“我們在凈化和確定這種物質(zhì)的構(gòu)成方面做了大量工作的原因，”他說，“就是，在植物和動物世界中，馴化是最廣泛和生物學上最重要的活化劑之一。”

Otto Heinrich Warburg--以“ Warburg效應(yīng)” 而聞名- 在20世紀30年代推動了科學的發(fā)展，研究進一步解釋了NAD +在代謝反應(yīng)中的作用。1931年，化學家Conrad A. Elvehjem和CK Koehn發(fā)現(xiàn)，煙酸是NAD +的前體，是糙皮病的緩解因子。美國公共衛(wèi)生局醫(yī)生約瑟夫·戈德伯格此前已經(jīng)確定致命疾病與飲食中缺少的東西有關(guān)，然后他稱之為“預(yù)防因子”的PPF.Goldberger在最終發(fā)現(xiàn)它是煙酸之前就已經(jīng)死了，但是貢獻導致了這一發(fā)現(xiàn)，這也為最終立法提供了信息在國際范圍內(nèi)強制要求加強面粉和大米。

接下來的十年，亞瑟·科恩伯格（Arthur Kornberg）后來因展示DNA和RNA如何形成而獲得諾貝爾獎，他發(fā)現(xiàn)了NAD合成酶，這是制造NAD +的酶。這項研究標志著了解NAD +構(gòu)建模塊的開始。1958年，科學家Jack Preiss和Philip Handler定義了現(xiàn)在所謂的Preiss-Handler途徑。該途徑顯示了煙酸 - 與幫助治療糙皮病相同形式的維生素B3 - 如何成為NAD +。這有助于科學家進一步了解NAD +在飲食中的作用。Handler的工作主要集中在營養(yǎng)不良及其在疾病中的作用，包括pellagra，后來他從羅納德里根總統(tǒng)那里獲得了國家科學獎?wù)?，他引用了漢德勒“對生物醫(yī)學研究的杰出貢獻......進一步推動了美國科學的發(fā)展”。

雖然科學家們現(xiàn)在已經(jīng)意識到NAD +在整體健康方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，但他們尚未發(fā)現(xiàn)其對細胞水平的復(fù)雜影響?？茖W研究中即將出現(xiàn)的技術(shù)與對輔酶重要性的全面認識相結(jié)合，最終鼓勵科學家研究NAD +作為衰老過程的一部分。

NAD +與老齡化進程

我們目前對NAD +重要性的理解始于20世紀60年代。利用母雞的核提取物，法國科學家Pierre Chambon發(fā)現(xiàn)了一種稱為Poly ADP-核糖基化的過程，其中NAD +被分解為兩個組成部分，其中一個（煙酰胺）被回收，而另一個（ADP-核糖）與之相遇一種修復(fù)細胞的蛋白質(zhì)。這項研究奠定了PARP領(lǐng)域的基礎(chǔ)，或聚（ADP-核糖）聚合酶，一組依賴NAD +起作用和調(diào)節(jié)DNA修復(fù)的蛋白質(zhì)，以及其他生物學功能。PARP類似于另一組稱為sirtuins的蛋白質(zhì)，因為它們僅在NAD +存在下起作用。

Sirtuins被稱為“長壽基因”和“基因組的守護者”，因為它們在調(diào)節(jié)細胞健康方面發(fā)揮作用，并因此導致衰老。Sirtuins是20世紀70年代首次發(fā)現(xiàn)的一組蛋白質(zhì)，但它們對NAD +的依賴直到20世紀90年代才實現(xiàn)。Elysium的聯(lián)合創(chuàng)始人兼麻省理工學院的生物學家Leonard Guarente發(fā)現(xiàn)SIR2是酵母中的一種sirtuin，只有當它被NAD +激活時才能延長酵母的壽命。

這一發(fā)現(xiàn)為進一步了解NAD +和衰老提供了依據(jù)。知道NAD +通過將營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量而在新陳代謝中起作用，然后sirtuins依靠NAD +起作用，在sirtuins和新陳代謝之間建立了明確的聯(lián)系。它還使科學家們了解生物功能之間的串擾，即新陳代謝與其他對健康至關(guān)重要的生物過程錯綜復(fù)雜地相關(guān)。

這意味著NAD +水平的變化可能決定身體其他重要功能。它還激發(fā)了對以前被忽視的主題的更多研究。

“現(xiàn)在有大約12,000篇關(guān)于sirtuins的論文。當時我們發(fā)現(xiàn)了NAD +依賴的脫乙酰酶活性，論文的數(shù)量在100多個，“瓜拉納說。

2004年，科學家們發(fā)現(xiàn)了煙酰胺核苷激酶途徑，確定了煙酰胺核苷（NR）是NAD +最直接的前體。人類通過由氨基酸組成的食物從他們的飲食中獲得NAD +，這些氨基酸也是NAD +的前體。然而，NR是NAD +最有效的前體。如果NAD +前體是您可以到達目的地的不同路線，則NR是最佳可用路線。

煙酰胺核苷激酶途徑的發(fā)現(xiàn)促使科學家們致力于創(chuàng)造更好的NAD +補充劑，在飲食之外思考以獲取它。這一發(fā)現(xiàn)鞏固了NR作為提升NAD +的最直接方式，回答了這個古老的問題：我們知道NAD +能做什么，但我們?nèi)绾潍@得更多呢？

NAD +的未來與人類健康

近100年來，我們已經(jīng)知道NAD +非常重要，但科學研究和技術(shù)發(fā)展的漸進步驟現(xiàn)在才開始揭示我們?nèi)绾文軌驗槿祟惓浞掷盟?/p>

了解NAD +的歷史以及隨后圍繞輔酶的發(fā)現(xiàn)使研究人員探索了科學界現(xiàn)在可以對信息做些什么。NAD +具有巨大的潛力，如何實現(xiàn)它是當前研究中最激動人心的方面。

最近對用NAD +前體治療的動物的研究顯示出前景。例如，一項2013 年的小鼠研究發(fā)現(xiàn)，增加的NAD +水平可以恢復(fù)線粒體功能，并且由于NAD +激活的sirtuins ，2018年麻省理工學院的一項研究促進了老年小鼠血管和肌肉的生長。

還有更多要發(fā)現(xiàn)的東西，科學家們正在努力弄清楚NAD +在人體健康方面可以走多遠。由Elysium Health進行的2017年人體研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)劑量的NAD +前體使NAD +水平平均增加40％。到目前為止，所有跡象都表明前景光明。