NAD+ a myši: ako sa za týždeň „omladili“ ich svaly
V roku 2013 vyšiel v časopise Cell pokus, ktorý znel ako sci-fi: starým myšiam doplnili jednu molekulu a po jedinom týždni sa niektoré ukazovatele v ich svaloch vrátili na úroveň mladých zvierat. Molekulou bola NAD+. V článku vysvetlíme, čo sa v bunke deje, prečo NAD+ s vekom ubúda a ako s tým súvisí prekvapivý jav „pseudohypoxia“.
Čo je NAD+
NAD+ (nikotínamid adenín dinukleotid) je koenzým, ktorý má každá bunka tela. Jeho najznámejšou úlohou je prenášať elektróny pri tvorbe energie: pri rozklade živín ich prijme a v mitochondriách, teda v „elektrárňach“ bunky, ich odovzdá do dýchacieho reťazca, kde vzniká ATP, univerzálna energetická mena bunky. O jeho objave pri kvasení v roku 1906 sme písali v článku NAD+: molekula z kvasiniek.
Viacero prác ukazuje, že hladina NAD+ v tkanivách s vekom klesá. A práve tento pokles sa v roku 2013 ukázal ako prekvapivo dôležitý.
Pokus z roku 2013
Tím okolo Any Gomesovej a Davida Sinclaira z Harvardovej univerzity (Gomes a kol., Cell, 2013) skúmal, prečo s vekom slabnú mitochondrie. Zistili zaujímavú vec: u starých myší klesali hladiny bielkovín dýchacieho reťazca, ktoré sú zapísané v mitochondriálnej DNA, zatiaľ čo tie zapísané v jadre bunky ostávali v poriadku. Akoby jadro a mitochondrie prestali spolupracovať.
Keď potom dvadsaťdvamesačným myšiam (čo je u myši vysoký vek) podávali sedem dní látku NMN, ktorá v tele zvyšuje NAD+, spojenie sa obnovilo. Klesla hladina laktátu a zvýšila sa aktivita dýchacieho komplexu, množstvo mitochondriálnych prepisov aj samotné ATP. Podľa autorov sa tým mitochondriálna funkcia starých myší priblížila k úrovni mladých, zhruba pol ročných zvierat.
Pseudohypoxia: bunka „si myslí“, že nemá kyslík
Najzaujímavejšia bola príčina. Pri nízkej hladine NAD+ v jadre sa začala hromadiť bielkovina HIF-1α. Tú bunka bežne tvorí, keď má nedostatok kyslíka (hypoxia). Lenže tu kyslíka bolo dosť. Bunka sa teda správala, akoby sa dusila, hoci sa nedusila. Autori tento stav nazvali pseudohypoxia a prirovnali ho k tzv. Warburgovmu prepnutiu metabolizmu.
Práve nahromadené HIF-1α narúšalo komunikáciu medzi jadrom a mitochondriami. Doplnenie NAD+ (cez NMN) tento stav zvrátilo. Keď vedci zablokovali enzým SIRT1, NMN už nefungoval, čo ukázalo, že celý mechanizmus naň závisí.
Dôležité upresnenie
Išlo o pokus na myšiach a o konkrétne bunkové ukazovatele (ATP, aktivita dýchacieho reťazca, prepisy génov), nie o „omladenie“ celého tela. Napriek tomu šlo o vplyvný výsledok, ktorý naštartoval vlnu výskumu stavebných kameňov NAD+, ako sú NMN a NR.
A u ľudí?
U ľudí je dát zatiaľ oveľa menej. V randomizovanej, placebom kontrolovanej štúdii z roku 2021 (Yoshino a kol., Science) užívali ženy po menopauze s prediabetom a nadváhou NMN 10 týždňov. Zlepšila sa u nich citlivosť svalov na inzulín aj inzulínová signalizácia vo svaloch; v skupine s placebom sa tieto ukazovatele nezmenili. Je to jeden z mála priamych ľudských výsledkov a týka sa metabolizmu, nie „omladenia“.
Prehľad
| Rok | Zistenie | Zdroj |
|---|---|---|
| 2013 | NAD+ pokles → pseudohypoxia; NMN za 7 dní obnovil funkciu mitochondrií starých myší | Gomes a kol., Cell |
| 2016 | 12 mesiacov NMN u myší: lepší metabolizmus | Mills a kol., Cell Metab |
| 2021 | NMN zlepšil citlivosť svalov na inzulín u ľudí | Yoshino a kol., Science |
Frequently asked questions
Znamená to, že NAD+ „omladzuje“?
Nie. V pokuse z roku 2013 sa k mladým hodnotám priblížili konkrétne bunkové ukazovatele vo svaloch myší, nie celý organizmus. U ľudí je dát zatiaľ málo.
Čo je pseudohypoxia?
Stav, keď sa bunka správa, akoby mala nedostatok kyslíka (hromadí HIF-1α), hoci kyslíka má dosť. V štúdii ho spúšťal pokles NAD+ v jadre.
Aký je rozdiel medzi NAD+ a NMN?
NMN (nikotínamid mononukleotid) je stavebný kameň, z ktorého si bunka NAD+ vyrába. Je to jeho priamy predchodca.
Zdroje
- Gomes A. P. a kol. Declining NAD+ induces a pseudohypoxic state disrupting nuclear-mitochondrial communication during aging. Cell, 2013. PubMed 24360282
- Yoshino M. a kol. Nicotinamide mononucleotide increases muscle insulin sensitivity in prediabetic women. Science, 2021. PubMed 33888596
- Mills K. F. a kol. Long-Term Administration of Nicotinamide Mononucleotide Mitigates Age-Associated Physiological Decline in Mice. Cell Metab, 2016. PubMed 28068222
