NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)与衰老之间存在着密切的关系,具体体现在以下几个方面:
NAD 水平随年龄增长而下降
随着年龄的增加,人体内的 NAD 水平会逐渐降低。这主要是由于参与 NAD 合成的关键酶的活性下降,以及 NAD 的消耗增加所致。例如,PARP(聚 ADP - 核糖聚合酶)家族在应对 DNA 损伤时会消耗大量的 NAD,随着年龄增长,DNA 损伤积累,PARP 的活性增强,导致 NAD 的消耗增多。此外,CD38 是一种主要的 NAD 消耗酶,其表达和活性在衰老过程中也会增加,进一步促使 NAD 水平下降。
NAD 水平下降对细胞功能的影响
能量代谢紊乱:NAD 是细胞呼吸过程中重要的辅酶,参与糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等过程。当 NAD 水平下降时,细胞的能量代谢会受到影响,线粒体功能障碍,ATP 生成减少,细胞能量供应不足,导致细胞功能衰退。
基因表达异常:NAD 是去乙酰化酶(如 SIRT1 - 7 等)的底物,去乙酰化酶通过对组蛋白和非组蛋白的去乙酰化修饰来调控基因表达。NAD 水平降低会影响去乙酰化酶的活性,导致基因表达失调,一些与衰老相关的基因如 p53、p16 等的表达增加,促进细胞衰老和凋亡。
DNA 修复能力下降:NAD 参与 DNA 损伤修复过程,当 NAD 水平不足时,PARP 等参与 DNA 修复的酶活性降低,DNA 损伤修复能力减弱,使得细胞内 DNA 损伤积累,这会进一步导致细胞功能异常和衰老。
提高 NAD 水平对衰老相关疾病的改善
改善代谢功能:通过补充 NAD 前体等方式提高 NAD 水平,可以改善老年动物的代谢功能。例如,在一些小鼠实验中,补充 NMN(烟酰胺单核苷酸)或 NR(烟酰胺核糖)后,老年小鼠的血糖控制得到改善,胰岛素敏感性增强,体重减轻,脂肪肝等代谢性疾病的症状得到缓解。
保护心血管系统:研究发现,提高 NAD 水平有助于保护心血管系统。NAD 可以通过激活 SIRT1 等途径,促进血管内皮细胞的存活和功能,增加血管舒张因子的释放,改善血管弹性,降低血压,减少动脉粥样硬化等心血管疾病的发生风险。
改善神经功能:在神经系统中,NAD 水平的维持对于神经元的存活和功能至关重要。提高 NAD 水平可以改善老年动物的认知功能和神经退行性疾病的症状。例如,在阿尔茨海默病和帕金森病的动物模型中,补充 NAD 前体能够减少神经元的死亡,改善学习记忆能力和运动功能。
综上所述,NAD 水平的下降在衰老过程中起着重要作用,通过各种手段提高 NAD 水平可能是延缓衰老、预防和治疗衰老相关疾病的一种潜在策略,但相关研究仍在不断深入中,需要进一步探索其长期安全性和有效性。