NMN (Никотинамид Мононуклеотид) – надежда на учените за дълголетие и здравословно остаряване

Стареенето е естествен (или преждевременен) биологичен процес, който е свързан с промени на физиологично и клетъчно ниво. През 1882 немският биолог Август Вайсман първи обявява, че клетките са отговорни за износването на нашите тела: „Както частите на всяка машина, и частите на нашите живи организми се износват в резултат на постоянното им използване. Отначало износването убива тези части, а след това – и цялото тяло.“ Именно въз основа на тази фундаментална идея някои от съвременните учени изучават конкретни физиологични аспекти с надеждата да изяснят как всъщност протича това износване и как то може да се контролира чрез прием на определени вещества.

През 1963 г. учените Шамбол, Вейл и Мандел съобщават, че никотинамид мононуклеотид (NMN) осигурява енергията, необходима за активиране на важен ядрен ензим. Това откритие проправи пътя за серия от забележителни открития на вид протеин, наречен PARP, който играе  решаваща роля в възстановяването на увреждането на ДНК, регулирането на клетъчната смърт, чиято активност е свързана с промени в продължителността на живота. Оттогава нараства интересът към NAD и неговите междинни продукти, никотинамид мононуклеотид (NMN) и NR(никотинамид рибозид), за техния потенциал да облекчат редица здравословни проблеми, свързани с възрастта. Затова и не е случайно, че добавките с NMN (никотинамид мононуклеотид) често се рекламират като едни най-обещаващите за забавяне на стареенето, защото NMN е прекурсор на NAD+ (никотинамид аденин динуклеотид). Това означава, че NMN се преобразува в NAD+.

Какво е NAD+

NAD+ е много важна молекула, която има безброй ефекти в нашите клетки, включително позволяване на правилното функциониране на сиртуините - ензими, които защитават нашата ДНК и регулират епигенома, и помага на PARP ензимите да вършат своята работа, която възстановява увредената ДНК. Колкото повече остаряваме, толкова повече намаляват нивата на NAD+ в нашите клетки. Ниските нива на NAD+ се свързват със забавяне на метаболизма, което води до наддаване на тегло и повишен риск от диабет тип 2, метаболитен синдром, омазняване на черния дроб, умора, нарушено здраве на кръвоносните съдове, свързана с възрастта мускулна загуба, когнитивен спад, свързан със стареенето, влошено зрение, намаляване на слуха…по-кратък живот.

Редица изследвания сочат, че приемът на NMN (никотинамид мононуклеотид) повишава нивата на NAD+, а по-високите нива на NAD+ защитават нашия епигеном и ДНК, води до много ползи за здравето на различни органи, като мозъка, сърдечно-съдовата система и мускулите. Затова и често NMN е наричан „NAD бустер“.

Много проучвания показват, че NMN може да подобри различни отличителни белези на стареенето, като нерегулиран епигеном, увреждане на ДНК, натрупване на протеини, възпаление (свързано със стареенето възпаление) и различни други механизми на стареене.

През 1976 г. Рехщайнер и колегите му откриват убедителни доказателства, че NAD+ изглежда има „някаква друга важна функция“ в клетките на бозайниците, извън класическата му биохимична роля като молекула за пренос на енергия. Това откритие даде възможност на Леонард Гуаренте и колегите му да открият, че протеините, наречени сиртуини, използват NAD, за да удължат продължителността на живота, като по различен начин поддържат някои гени „мълчаливи“.

Установено е, че NAD+, коензим, участващ в много биохимични реакции, е мрежов възел на различни биологични процеси. В клетките на бозайници, NAD+ се синтезира, предимно чрез NMN, за попълване на консумацията от NADase, участваща във физиологични процеси, включително възстановяване на ДНК, метаболизма и клетъчната смърт. Съответно, анормален NAD+ метаболизъм се наблюдава при много заболявания. Приложението на NMN изненадващо демонстрира подобрение на патологичните състояния при някои човешки модели на свързани с възрастта заболявания. Пътищата на производство и потребление на NAD+, включително NMN, са от съществено значение за по-точно разбиране и терапия на свързани с възрастта патологични процеси като диабет, исхемично-реперфузионно увреждане, сърдечна недостатъчност, болест на Алцхаймер и дегенерация на ретината.

Историята на NMN и NAD+

Никотинамид аденин динуклеотид, или накратко NAD, е една от най-важните и многостранни молекули в тялото. Тъй като е от основно значение за осигуряването на клетките с енергия, почти няма биологичен процес, който да не изисква NAD. В резултат на това NAD е фокусът на широко разпространени биологични изследвания. През 1906 г. Артър Хардън и Уилям Джон Йънг откриват „фактор“ в течността, извлечена от бирена мая, засилва ферментацията на захарта в алкохол. Този „фактор“, наречен по това време „кофермент“, се оказа NAD. Харден, заедно с Ханс фон Ойлер-Челпин, продължиха да разкриват мистериите на ферментацията. Те са удостоени с Нобелова награда през 1929 г. за разработването на подробно разбиране на тези процеси, включително химическата форма и свойства на това, което скоро ще бъде известно като NAD. Историята на NAD се разширява през 30-те години на миналия век под ръководството на Ото Варбург, друг Нобелов лауреат, който открива централната роля на NAD в улесняването на много биохимични реакции. Варбург откри, че NAD служи като вид биологично реле за електрони. Прехвърлянето на електрони от една молекула към друга служи като основа за енергията, необходима за извършване на всички биохимични реакции.

Изследванията на Артър Корнбърг върху NAD+ през 40-те и 50-те години изиграха важна роля в откриването на принципите зад ДНК репликацията и РНК транскрипцията, два процеса, жизненоважни за живота. През 1958 г. Джак Прайс и Филип Хендлър откриват трите биохимични стъпки, чрез които никотиновата киселина се превръща в NAD. Тази поредица от стъпки, наречена пътека, днес е известна като пътеката на Preiss-Handler.

Ролята на NMN (Никотинамид Мононуклеотид) като прекусор на NAD

• Стареене

NAD+ е горивото, което помага на сиртуините да поддържат целостта на генома и да насърчават възстановяването на ДНК. Както колата не може да се движи без гориво, активирането на сиртуините изисква NAD+, а NMN (никотинамид мононуклеотид) е негов прекусор. Резултати от проучвания показват, че повишаването на нивото на NAD+ в тялото активира сиртуините и увеличава продължителността на живота, като дава  обещаващи резултати в борбата със стареенето.

• Метаболитни нарушения

NAD+ е един от ключовете за поддържане на здрави функции на митохондриите и стабилен добив на енергия. Стареенето и диетата с високо съдържание на мазнини намалява нивото на NAD+ в тялото. Проучванията показват, че приемането на NAD+ бустери като NMN може да облекчи свързаното с диетата и възрастта наддаване на тегло при пациенти и да подобри техния капацитет за двигателна активност. Други проучвания дори говорят за обръщане на ефекта на диабета, показвайки нови стратегии за борба с метаболитни нарушения като затлъстяване.

• Сърдечна функция

Повишаването на нивата на NAD+ защитава сърцето и подобрява сърдечните функции. Високото кръвно налягане може да причини уголемено сърце (кардиомегалия) и запушени артерии, което води до инсулти. Установено е, че NAD+ бустерите са в състояние да възстановят нивата на NAD+ в сърцето и да подобрят кръвния поток.

• Невродегенерация

При пациенти с Алцхаймер повишаването на нивото на NAD+ може да намали натрупването на протеин, което нарушава клетъчната комуникация в мозъка, за да увеличи когнитивната функция. Повишаването на нивата на NAD+ също предпазва мозъчните клетки от преждевременна смърт, когато няма достатъчно кръвен поток към мозъка.

• Имунна система

С напредването на възрастта имунната система отслабва, хората се разболяват по-лесно и за тях става по-трудно да се възстановят от заболявания като сезонния грип или дори COVID-19. Последните проучвания показват, че нивата на NMN играят важна роля в регулирането на възпалението и оцеляването на клетките по време на имунния отговор и стареенето. Проучването подчертава терапевтичния потенциал на NAD+ за имунна дисфункция. Въпреки че са необходими още изследвания,  скорошно проучване изброява агенти, повишаващи NAD+, като NMN, като едно от потенциалните лечения срещу Covid-19. Други учени също предполагат, че по-възрастните хора могат да се възползват от ефектите на NAD+ за дълголетие и да предотвратят смъртоносното свръхактивиране на имунните реакции, наречено цитокинова буря, при която тялото атакува своите клетки, а не вируса.

Вместо заключение:

В момента научните изследвания дават категорични доказателства, че  NMN е отлично средство за осигуряване производствения път на NAD+ и показва впечатляващи резултати върху много механизми на стареене. Различни биотехнологични компании използват NMN за лечение на свързаните със стареенето заболявания и подобряване на енергията. Скорошно клинично изпитване в Япония показа, че добавката е безопасна за хората и се понася добре при използваната дозировка.

НАСА също активно проучва NMN при астронавти, за да види дали може да предотврати мускулна атрофия и да защити тяхната ДНК от космическата радиация. Това би било особено важно за мисия до Марс, по време на която астронавтите ще бъдат в условия на нулева гравитация и ще бъдат изложени на увреждаща ДНК космическа радиация. Американски учени работят и върху „хапче против стареене“, което да удължава човешкия живот, именни базирано на кристална форма на NMN. Интересното е, че това базирано на NMN съединение също се тества като лекарство срещу Алцхаймер, атаксия на Фридрих, митохондриална миопатия, наследствена оптична невропатия на Leber (LHON), неалкохолен стеатохепатит (NASH) и увреждане на бъбреците.