NAD+ – tuleva vanhenemisen estoaine?

Kehossa tapahtuvat aineenvaihduntareaktiot vaativat monesti entsyymejä toimiakseen – muutoin reaktiot tapahtuisivat liian hitaasti pitääkseen sinut elossa. Entsyymit puolestaan tarvitsevat monesti kaverikseen koentsyymin pystyäkseen toimimaan. NAD⁺ on koentsyymi, joka vaikuttaa moniin vanhenemisen ilmiöihin ja jonka määrä laskee iän karttuessa. Pidentääkö NAD⁺ määrän lisääminen elinikää?

NAD⁺ eli nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi (koetapa sanoa 10 kertaa nopeasti peräkkäin!) on kaikissa soluissa esiintyvä koentsyymi. Entsyymeillä tarkoitetaan tavallisesti proteiineja, jotka toimivat kemiallisten reaktioiden katalyytteinä. Katalyytti jouduttaa reaktion tapahtumista kulumatta siinä itse.  Suurin osa soluissa tapahtuvista reaktioista on entsyymien katalysoimia, koska ilman entsyymejä aineenvaihdunnan reaktiot tapahtuisivat liian hitaasti. Vanhenemisen kannalta olennaiset NAD⁺:n säätelemät reaktiot liittyvät aineenvaihduntaan, proteiinien oikeanlaiseen laskostumiseen ja DNA:n korjausmekanismeihin.

Entsyymin rakenteessa voi proteiinin lisäksi olla muitakin osia, jotka ovat välttämättömiä sen toiminnalle. Jos tällainen osa on rakenteeltaan orgaaninen, puhutaan koentsyymistä. NAD⁺ on siis monelle entsyymille välttämätön koentsyymi, eli tavallaan bensa, jota monet eri autot voivat hyödyntävät kulkeakseen.

NAD⁺:n määrä laskee ikääntyessä

NAD⁺ kantaa vetyatomia solun hapetus-pelkistysreaktioissa toimien samalla myös signaalinvälittäjänä. NAD⁺ on bioreaktioissa hapetin ja NADH pelkistin. Hapetin vastaanottaa elektroneja ja pelkistin vastaavasti luovuttaa niitä. Koska monet entsyymit reagoivat tavalla tai toisella NAD⁺-tasoon, vaikuttaa se moniin solunsäätelyreitteihin.

Terveessä yksilössä NAD⁺:n tuotto ja hajotus ovat tasapainossa. On kuitenkin havaittu, että NAD⁺-taso laskee iän myötä. Pienentynyt NAD⁺:n määrä on yhteydessä useiden vanhenemiseen liittyvien sairauksien, kuten aineenvaihdunnallisten ja hermostollisten sairauksien sekä sydän- ja verisuonitautien kehittymiseen.

NAD⁺:n lisääminen pitää kehon nuorena – ainakin eläinmalleilla

Koska NAD⁺-taso laskee iän myötä, olisi loogista, että sen määrän nostaminen estäisi vanhenemista. NAD⁺:n määrää voidaan muuttaa kolmella eri tavalla: lisäämällä sen esimuotojen määrää, lisäämällä sen aktiivisuutta tai vähentämällä sen hajotusta. NAD⁺-tason nosto vaikuttaisi ainakin useilla eläinmalleilla parantavan useiden eri kudosten toimintaa, terveyttä ja pidentävän elinikää.

NAD⁺-tason nostajien vaikutuksia on tutkittu erityisesti nopeutettua vanhenemista mallintavilla eläimillä, joilla se on ennaltaehkäissyt vanhenemisen merkkejä ja pidentänyt elinikää. Vaikutusmekanismin arvellaan resveratrolin tavoin kulkevan ainakin osin sirtuiinien kautta, jotka tarvitsevat NAD⁺:n toimiakseen. Toisaalta NAD⁺ -lisääjien on havaittu myös parantavan mitokondrioiden ja kantasolujen toimintaa, jotka molemmat ovat yhteydessä kehon terveyteen ja elinikään.

Auttaako NAD⁺:n manipulointi myös ihmisiä?

Tulokset eläinkokeissa ovat olleet sen verran vakuuttavia, että NAD⁺:n lisääjiä on kokeiltu myös ihmisillä. Eniten tutkittu NAD⁺ lisääjä ihmisillä on niacin, jonka on osoitettu olevan tehokas ainakin korkean kolesterolin hoidossa. Parhaillaan eri valmisteita testataan muidenkin sairauksien hoidossa.

Toistaiseksi ei siis tiedetä, toimivatko NAD⁺:n lisääjät samoin ihmisillä kuin koe-eläimillä. Epäselvää muun muassa on, miten NAD⁺:n lisääjät vaikuttavat eri kudoksiin, ja miten niiden kuljetus solujen ja kudosten välillä tapahtuu. NAD⁺:n lisääjiä on myös tutkittavat niiden säilyvyyden ja oikean annostelun varmistamiseksi. Selvitettävää siis vielä riittää, vaikkakin tuloksia ihmisillä pidetäänkin lupaavina.

Kiinnostavaa kyllä, ruokavalion on havaittu hiirillä vaikuttavan NAD⁺:aan siten, että korkearasvainen ruokavalio laskee ja kalorirajoitteinen ruokavalio nostaa NAD⁺:n määrää. Ihmisilläkin on puolestaan havaittu, että kohtuullisen intensiteetin liikunta voi nostaa NAD⁺:n määrää, ainakin lihaskudoksessa. Omia NAD⁺ varastojaan voi näin ollen mahdollisesti ladata sopivan ruokavalion ja liikunnan avulla.

Lähteet:

• www.solunetti.fi
• Massudi, H., R. Grant, N. Braidy, J. Guest, B. Farnsworth & G.J. Guillemin. (2012). Age-associated changes in oxidative stress and NAD+ metabolism in human tissue. PloS One 7, e42357.
• Canto, C., K.J. Menzies & J. Auwerx. (2015). NAD(+) Metabolism and the Control of Energy Homeostasis: A Balancing Act between Mitochondria and the Nucleus. Cell Metabolism 22, 31-53.
• Rajman, L., K. Chwalek & D.A. Sinclair. (2018). Therapeutic Potential of NAD-Boosting Molecules: The In Vivo Evidence. Cell Metabolism 27, 529-547.
• Zhang, H., D. Ryu, Y. Wu, K. Gariani, X. Wang, P. Luan, D. D’Amico, et al. (2016). NAD(+) repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice. Science (New York, N.Y.) 352, 1436-1443.
• Yaku, K., K. Okabe & T. Nakagawa. (2018). NAD metabolism: Implications in aging and longevity. Ageing Research Reviews 47, 1-17.
• Jokinen, R., S. Pirnes-Karhu, K.H. Pietilainen & E. Pirinen. (2017). Adipose tissue NAD(+)-homeostasis, sirtuins and poly(ADP-ribose) polymerases -important players in mitochondrial metabolism and metabolic health. Redox Biology 12, 246-263.
• Fukuwatari T, Shibata K, Ishihara K, Fushiki T and Sugimoto E. Elevation of blood NAD level after moderate exercise in young women and mice. J Nutr Sci Vitaminol 2001 Apr;47(2):177-9
• Uddin GM, Youngson NA, Sinclair DA, and Morris MJ. Head to Head Comparison of Short-Term Treatment with the NAD(+) Precursor Nicotinamide Mononucleotide (NMN) and 6 Weeks of Exercise in Obese Female Mice. Front. Pharmacol 2016 Aug 19;7:258.