مقدمة المادة:

NAD+ ضروري لتوليد الطاقة في الجسم وتنظيم العمليات الخلوية المحورية.وإليك سبب أهميتها، وكيف تم اكتشافها، وكيف يمكنك الحصول على المزيد منها.

ما مدى قوة NAD+؟

افتح أي كتاب مدرسي في علم الأحياء وستتعرف على NAD+، والذي يرمز إلى ثنائي نوكليوتيد النيكوتيناميد الأدينين.إنه أنزيم مهم موجود في كل خلية في جسمك ويشارك في مئات العمليات الأيضية مثل الطاقة الخلوية وصحة الميتوكوندريا.يعمل NAD+ بجهد في خلايا البشر والثدييات الأخرى، والخميرة والبكتيريا، وحتى النباتات.

لقد عرف العلماء عن NAD+ منذ اكتشافه لأول مرة في عام 1906، ومنذ ذلك الحين استمر فهمنا لأهميته في التطور.على سبيل المثال، لعب النياسين، وهو سلائف NAD+، دورًا في التخفيف من مرض البلاجرا، وهو المرض القاتل الذي ابتلي به الجنوب الأمريكي في القرن العشرين.وتوصل العلماء في ذلك الوقت إلى أن الحليب والخميرة، اللذين يحتويان على سلائف NAD+، يخففان الأعراض.مع مرور الوقت، حدد العلماء العديد من سلائف NAD+ - بما في ذلك حمض النيكوتينيك، والنيكوتيناميد، وريبوسيد النيكوتيناميد، من بين أشياء أخرى - والتي تستفيد من المسارات الطبيعية التي تؤدي إلى NAD+.فكر في أسلاف NAD+ باعتبارها طرقًا مختلفة يمكنك اتباعها للوصول إلى الوجهة.جميع المسارات توصلك إلى نفس المكان ولكن بوسائل نقل مختلفة.

في الآونة الأخيرة، أصبح NAD+ جزيئًا ثمينًا في البحث العلمي بسبب دوره المركزي في الوظائف البيولوجية.يبحث المجتمع العلمي في كيفية ارتباط NAD+ بالفوائد الملحوظة في الحيوانات والتي تستمر في إلهام الباحثين لترجمة هذه النتائج إلى البشر.فكيف يلعب NAD+ بالضبط مثل هذا الدور المهم؟باختصار، إنه أنزيم مساعد أو جزيء "مساعد"، يرتبط بالإنزيمات الأخرى للمساعدة في إحداث تفاعلات على المستوى الجزيئي.

لكن الجسم ليس لديه إمدادات لا نهاية لها من NAD+.في الواقع، فإنه يتراجع مع التقدم في السن.لقد فتح تاريخ أبحاث NAD+، وتأسيسه مؤخرًا في المجتمع العلمي، الباب على مصراعيه للعلماء للتحقيق في الحفاظ على مستويات NAD+ والحصول على المزيد من NAD+.

ما هو تاريخ NAD+؟

تم التعرف على NAD+ لأول مرة بواسطة السير آرثر هاردن وويليام جون يونج في عام 1906 عندما كان الاثنان يهدفان إلى فهم أفضل لعملية التخمير - حيث تستقلب الخميرة السكر وتنتج الكحول وثاني أكسيد الكربون.استغرق الأمر ما يقرب من 20 عامًا للحصول على المزيد من الاعتراف بـ NAD+، عندما تقاسم هاردن جائزة نوبل في الكيمياء عام 1929 مع هانز فون أويلر-شيلبين لعملهما في مجال التخمير.حدد أويلر تشيلبين أن بنية NAD+ تتكون من اثنين من النيوكليوتيدات، وهي اللبنات الأساسية للأحماض النووية، التي تشكل الحمض النووي.إن اكتشاف أن عملية التخمر، وهي عملية استقلابية، تعتمد على NAD+، أنذر بما نعرفه الآن عن الدور الحاسم الذي يلعبه NAD+ في عمليات التمثيل الغذائي لدى البشر.

أشار أويلر-تشيلبين، في خطابه الذي ألقاه أثناء جائزة نوبل عام 1930، إلى NAD+ على أنه مادة مريحة، وهو ما كان يُطلق عليه ذات يوم، مروجًا لحيويته.وقال: "السبب وراء قيامنا بالكثير من العمل على تنقية وتحديد تكوين هذه المادة، هو أن الكوزيماز هو أحد أكثر المنشطات انتشارًا والأكثر أهمية من الناحية البيولوجية داخل عالم النبات والحيوان".

دفع أوتو هاينريش واربورغ - المعروف بـ "تأثير واربورغ" - العلم إلى الأمام في ثلاثينيات القرن العشرين، مع مزيد من الأبحاث التي تشرح الدور الذي يلعبه NAD+ في التفاعلات الأيضية.في عام 1931، حدد الكيميائيان كونراد ألفيهجم وسي كي كوهن أن حمض النيكوتينيك، وهو مقدمة لـ NAD+، كان العامل المخفف في مرض البلاجرا.وكان طبيب خدمة الصحة العامة في الولايات المتحدة، جوزيف جولدبرجر، قد حدد سابقًا أن المرض المميت كان مرتبطًا بشيء مفقود في النظام الغذائي، والذي أطلق عليه بعد ذلك اسم PPF أي "العامل الوقائي للبلاجرا".توفي جولدبرجر قبل الاكتشاف النهائي بأنه كان حمض النيكوتينيك، لكن مساهماته أدت إلى هذا الاكتشاف، الذي أدى أيضًا إلى إصدار تشريع نهائي يفرض إغناء الدقيق والأرز على نطاق دولي.

العقد التالي، آرثر كورنبرغ، الذي فاز لاحقًا بجائزة نوبل لإظهار كيفية تكوين الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA)، اكتشف إنزيم NAD، وهو الإنزيم الذي يصنع NAD+.يمثل هذا البحث بداية فهم العناصر الأساسية لـ NAD+.في عام 1958، حدد العالمان جاك بريس وفيليب هاندلر ما يعرف الآن باسم مسار بريس-هاندلر.يُظهر المسار كيف يتحول حمض النيكوتينيك – وهو نفس شكل فيتامين ب3 الذي ساعد في علاج البلاجرا – إلى NAD+.وقد ساعد هذا العلماء على فهم دور NAD+ في النظام الغذائي بشكل أكبر.حصل هاندلر لاحقًا على الميدالية الوطنية للعلوم من الرئيس رونالد ريغان، الذي استشهد بمساهمات هاندلر البارزة في أبحاث الطب الحيوي... تعزيز حالة العلوم الأمريكية.

وبينما أدرك العلماء الآن أهمية NAD+، إلا أنهم لم يكتشفوا بعد تأثيره المعقد على المستوى الخلوي.التقنيات القادمة في البحث العلمي جنبًا إلى جنب مع الاعتراف الشامل بأهمية الإنزيم المساعد شجعت العلماء في نهاية المطاف على مواصلة دراسة الجزيء.

كيف يعمل NAD+ في الجسم؟

يعمل NAD+ كحافلة مكوكية، حيث ينقل الإلكترونات من جزيء إلى آخر داخل الخلايا لتنفيذ جميع أنواع التفاعلات والعمليات.مع نظيره الجزيئي NADH، يشارك هذا الجزيء الحيوي في العديد من التفاعلات الأيضية التي تولد الطاقة في خلايانا.وبدون مستويات NAD+ كافية، لن تتمكن خلايانا من توليد أي طاقة للبقاء على قيد الحياة والقيام بوظائفها.تشمل الوظائف الأخرى لـ NAD+ تنظيم إيقاع الساعة البيولوجية لدينا، والذي يتحكم في دورة النوم/الاستيقاظ في الجسم.

مع تقدمنا ​​في السن، تنخفض مستويات NAD+، مما يشير إلى آثار مهمة على وظيفة التمثيل الغذائي والأمراض المرتبطة بالعمر.يتراكم تلف الحمض النووي ويتشكل كرات الثلج مع التقدم في السن.

ماذا يحدث عندما تنخفض مستويات NAD+؟

تظهر العديد من الدراسات انخفاض مستويات NAD+ في حالات المغذيات المضطربة، مثل السمنة والشيخوخة.يمكن أن يؤدي الانخفاض في مستويات NAD+ إلى مشاكل في عملية التمثيل الغذائي.هذه المشاكل يمكن أن تؤدي إلى اضطرابات، بما في ذلك السمنة ومقاومة الأنسولين.السمنة تسبب مرض السكري وارتفاع ضغط الدم.

تتوالى الاضطرابات الأيضية الناجمة عن انخفاض مستوى NAD+.يمكن أن يؤدي ارتفاع ضغط الدم وغيره من تدهور وظائف القلب إلى إرسال موجات ضغط ضارة إلى الدماغ مما قد يؤدي إلى ضعف إدراكي.

يعد استهداف عملية التمثيل الغذائي لـ NAD+ بمثابة تدخل غذائي عملي في الحماية من الأمراض الأيضية وغيرها من الأمراض المرتبطة بالعمر.أجرت عدة مجموعات دراسات تشير إلى أن تناول مكملات معززات NAD+ يحسن مقاومة الأنسولين الناتجة عن السمنة.في نماذج الفئران المصابة بالأمراض المرتبطة بالعمر، أدى تناول معززات NAD+ إلى تحسين أعراض الأمراض.يشير هذا إلى أن انخفاض مستويات NAD+ مع تقدم العمر قد يساهم في ظهور الأمراض المرتبطة بالعمر.

يوفر منع تراجع NAD+ استراتيجية واعدة لمكافحة اضطرابات التمثيل الغذائي مع تقدم العمر.مع انخفاض مستويات NAD+ مع تقدم العمر، يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض إصلاح الحمض النووي، والاستجابة للضغط الخلوي، وتنظيم استقلاب الطاقة.

الفوائد المحتملة

NAD+ مهم لصيانة الميتوكوندريا وتنظيم الجينات فيما يتعلق بالشيخوخة.ومع ذلك، فإن مستوى NAD+ في أجسامنا ينخفض ​​بشكل كبير مع تقدم العمر."كلما تقدمنا ​​في السن، نفقد NAD+.يقول ديفيد سنكلير من جامعة هارفارد في مقابلة: "عندما تبلغ الخمسين من عمرك، يكون لديك حوالي نصف المستوى الذي كان لديك عندما كان عمرك 20 عامًا".

وقد أظهرت الدراسات أن انخفاض الجزيء يرتبط بالأمراض المرتبطة بالعمر بما في ذلك تسارع الشيخوخة، واضطرابات التمثيل الغذائي، وأمراض القلب، والتنكس العصبي.ترتبط المستويات المنخفضة من NAD+ بالأمراض المرتبطة بالعمر بسبب انخفاض التمثيل الغذائي الوظيفي.لكن تجديد مستويات NAD+ قدم تأثيرات مضادة للشيخوخة في النماذج الحيوانية، وأظهر نتائج واعدة في عكس الأمراض المرتبطة بالعمر، وزيادة العمر والصحة.

شيخوخة

السرتوينات، المعروفة باسم "حراس الجينوم"، هي جينات تحمي الكائنات الحية، من النباتات إلى الثدييات، من التدهور والأمراض.عندما تشعر الجينات أن الجسم يتعرض لضغط بدني، مثل ممارسة الرياضة أو الجوع، فإنها ترسل قوات للدفاع عن الجسم.تحافظ السرتوينات على سلامة الجينوم، وتعزز إصلاح الحمض النووي، وقد أظهرت خصائص مرتبطة بمكافحة الشيخوخة في الحيوانات النموذجية مثل زيادة العمر.

NAD+ هو الوقود الذي يحرك الجينات للعمل.ولكن مثلما لا يمكن للسيارة أن تسير بدون وقودها، فإن السيرتوينات تتطلب NAD+.تظهر نتائج الدراسات أن رفع مستوى NAD+ في الجسم ينشط السيرتوينز ويزيد من عمر الخميرة والديدان والفئران.على الرغم من أن تجديد NAD+ يظهر نتائج واعدة في النماذج الحيوانية، إلا أن العلماء ما زالوا يدرسون كيف يمكن ترجمة هذه النتائج إلى البشر.

وظيفة العضلات

باعتبارها قوة الجسم، تعد وظيفة الميتوكوندريا أمرًا بالغ الأهمية لأداء تمريننا.NAD+ هو أحد المفاتيح للحفاظ على الميتوكوندريا الصحية وإنتاج الطاقة الثابت.

يمكن أن تؤدي زيادة مستويات NAD+ في العضلات إلى تحسين الميتوكوندريا واللياقة البدنية لدى الفئران.تظهر دراسات أخرى أيضًا أن الفئران التي تتناول معززات NAD+ تكون أصغر حجمًا ويمكنها الركض لمسافة أبعد على جهاز المشي، مما يظهر قدرة أعلى على ممارسة الرياضة.تتفوق الحيوانات المسنة التي لديها مستوى أعلى من NAD+ على أقرانها.

اضطرابات التمثيل الغذائي

تعتبر السمنة وباءً من قبل منظمة الصحة العالمية، وهي واحدة من أكثر الأمراض شيوعًا في المجتمع الحديث.ويمكن أن تؤدي السمنة إلى اضطرابات استقلابية أخرى مثل مرض السكري، الذي أودى بحياة 1.6 مليون شخص حول العالم في عام 2016.

الشيخوخة والنظام الغذائي عالي الدهون يقلل من مستوى NAD + في الجسم.أظهرت الدراسات أن تناول معززات NAD+ يمكن أن يخفف من زيادة الوزن المرتبطة بالنظام الغذائي والمرتبطة بالعمر لدى الفئران ويحسن قدرتها على ممارسة الرياضة، حتى في الفئران المسنة.حتى أن دراسات أخرى عكست تأثير مرض السكري لدى إناث الفئران، وأظهرت استراتيجيات جديدة لمحاربة الاضطرابات الأيضية.

وظيفة القلب

تعمل مرونة الشرايين كحاجز بين موجات الضغط التي ترسلها نبضات القلب.لكن تصلب الشرايين مع تقدمنا ​​في العمر، مما يساهم في ارتفاع ضغط الدم، وهو أهم عوامل خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.يموت شخص واحد بسبب أمراض القلب والأوعية الدموية كل 37 ثانية في الولايات المتحدة وحدها، وفقا لتقارير مركز السيطرة على الأمراض.

ارتفاع ضغط الدم يمكن أن يسبب تضخم القلب وانسداد الشرايين مما يؤدي إلى السكتات الدماغية.تعزيز مستويات NAD+ يوفر الحماية للقلب، ويحسن وظائف القلب.في الفئران، قامت معززات NAD+ بتجديد مستويات NAD+ في القلب إلى مستويات خط الأساس ومنع إصابات القلب الناجمة عن نقص تدفق الدم.وقد أظهرت دراسات أخرى أن معززات NAD+ يمكن أن تحمي الفئران من تضخم القلب غير الطبيعي.

هل يزيد NAD+ من العمر؟

نعم إنها كذلك.لو كنت فأراً.يمكن أن تؤدي زيادة NAD+ باستخدام المعززات، مثل NMN وNR، إلى إطالة العمر والصحة لدى الفئران.

تعطي زيادة مستويات NAD+ تأثيرًا متواضعًا في إطالة العمر لدى الفئران.باستخدام سلائف NAD+، NR، وجد العلماء في دراسة نشرت فيعلوم، 2016، مكملات NR تزيد من عمر الفئران بنسبة خمسة بالمائة تقريبًا.

كما توفر مستويات NAD+ المعززة الحماية ضد الأمراض المختلفة المرتبطة بالعمر.الحماية من الأمراض المرتبطة بالعمر تعني العيش حياة أكثر صحة لفترة أطول، وزيادة فترة الصحة.

في الواقع، يعتبر بعض علماء مكافحة الشيخوخة مثل سنكلير أن النتائج التي توصلت إليها الدراسة على الحيوانات ناجحة، حيث أنهم هم أنفسهم يتناولون معززات NAD+.ومع ذلك، لا يعتقد علماء آخرون، مثل فيليبي سييرا من المعهد الوطني للشيخوخة في المعاهد الوطنية للصحة، أن الدواء جاهز."خلاصة القول هي أنني لا أحاول أيًا من هذه الأشياء.لماذا لا؟قال: "لأنني لست فأراً".

بالنسبة للفئران، ربما يكون البحث عن "ينبوع الشباب" قد وصل إلى نهايته.ومع ذلك، بالنسبة للبشر، يتفق العلماء على أننا لم نصل إلى هذه المرحلة بعد.قد توفر التجارب السريرية لـ NMN وNR على البشر نتائج في السنوات القليلة المقبلة.

مستقبل NAD+

ومع بدء "الموجة الفضية"، يصبح إيجاد حل للأمراض المزمنة المرتبطة بالعمر من أجل رفع العبء الصحي والاقتصادي أمرا ملحا.ربما وجد العلماء حلاً محتملاً: NAD+.

يُطلق على NAD+ اسم "الجزيء المعجزة" لقدرته على استعادة الصحة الخلوية والحفاظ عليها، وقد أظهر إمكانات مختلفة في علاج أمراض القلب والسكري ومرض الزهايمر والسمنة في النماذج الحيوانية.ومع ذلك، فإن فهم كيفية ترجمة الدراسات على الحيوانات إلى البشر هو الخطوة التالية للعلماء لضمان سلامة وفعالية الجزيء.

ويهدف العلماء إلى فهم الآلية الكيميائية الحيوية للجزيء بشكل كامل، ويستمر البحث عن استقلاب NAD+.قد تكشف تفاصيل آلية الجزيء سر نقل علم مكافحة الشيخوخة من مقاعد البدلاء إلى السرير.