NAD+ mõju: mis see on ja mida uuringud näitavad

Lühike vastus: NAD+ (nikotiinamiidadeniindinukleotiid) on koensüüm, mida leidub igas elusas rakus. NAD+ mõju rakus tuleneb kahest rollist: see kannab energiaainevahetuses elektrone ja on kuluv substraat ensüümidele nagu sirtuiinid ja PARP. Vananemise ja ainevahetusega seotud tulemused pärinevad peamiselt rakukultuuridest ja närilistest, mitte inimuuringutest.

NAD+ on üks enim uuritud molekule rakubioloogias. Toidulisandite reklaamid lubavad sellega palju, teaduskirjandus räägib aga rahulikumat keelt. Selles artiklis vaatame, mis molekul see on, mida on uuritud, mida uuringud ei näita ja kuidas NAD+ uurimismaterjaliga laboris ümber käia.

Mis on NAD+?

NAD+ on dinukleotiid. Kaks nukleotiidi, millest ühes on adeniin ja teises nikotiinamiid, on omavahel seotud pürofosfaatsillaga. Molekulvalem on C21H27N7O14P2 ja molaarmass umbes 663,4 g/mol. Organism toodab seda molekuli ise, see lahustub vees hästi ja kuiva pulbrina tõmbab õhust niiskust.

Pluss nime lõpus ei ole turundusvõte. See tähistab oksüdeeritud vormi. Kui NAD+ võtab vastu elektronid, tekib redutseeritud vorm NADH. Rakus liiguvad need kaks vormi pidevalt edasi-tagasi ning nende suhe näitab, milline on raku redoksseisund.

Milline on NAD+ mõju rakus?

NAD+ mõju on kõige lihtsam mõista, kui vaadata kaht täiesti erinevat tööd, mida see molekul rakus teeb.

Elektronide kandja

Glükolüüsis, tsitraaditsüklis ja oksüdatiivses fosforüülimises võtab NAD+ toitainete lagundamisel vabanevad elektronid vastu ja annab need edasi mitokondrite hingamisahelale. Ilma selle vahendajata ei saaks rakk toidust energiat kätte. Selles rollis molekul ei kulu, vaid käib ringiratast NAD+ ja NADH vahel.

Kuluv substraat ensüümidele

Teine roll on teistsugune. Sirtuiinid, PARP-ensüümid ja CD38 lõhuvad NAD+ molekuli oma reaktsioonides ära. Sirtuiine seostatakse uuringutes geenide regulatsiooniga ja PARP-ensüüme DNA parandamisega. Kuna rakk peab kulunud molekuli uuesti tootma, on raku NAD+ tase ainevahetuse ja vananemise uuringutes üks sagedamini mõõdetavaid näitajaid.

Miks seostatakse NAD+ vananemisega?

Huvi sai alguse tähelepanekust, et närilistel muutub koe NAD+ kättesaadavus vanusega mitmes elundis. Sellest kasvas välja terve uurimissuund, mis küsib, mis rakus juhtub, kui NAD+ taset tõsta või taastada.

Prekliinilistes töödes on käsitletud näiteks järgmisi teemasid:

• koe NAD+ taseme vanusega seotud muutused närilistel;
• mitokondrite oksüdatiivne ainevahetus ja geeniekspressioon vanade hiirte skeletilihastes ja maksas;
• sirtuiinide ja PARP-ensüümide aktiivsus, mis sõltub NAD+ olemasolust;
• energiaainevahetus, insuliinitundlikkus ja vere lipiidid närilistel, kellele anti NAD+ eelühendeid, näiteks nikotiinamiidmononukleotiidi (NMN);
• neurodegeneratsiooni mudelid, mille kohta on süstemaatilised ülevaated koondanud NAD+ eelühendite töid Alzheimeri tõve hiiremudelites.

Sageli viidatud näide on Millsi ja kolleegide 2016. aasta töö ajakirjas Cell Metabolism, kus hiirtele anti pikaajaliselt NMN-i ja jälgiti vanusega seotud füsioloogilisi muutusi. Tasub tähele panna, et see on loomkatse NAD+ eelühendiga, mitte NAD+ enda ega inimestega tehtud uuring.

Mida NAD+ uuringud ei näita?

Avalikus arutelus segunevad sageli kolm eri asja: NAD+ ise, selle eelühendid ja toidulisandid. Nikotiinamiid ja teised B3-vitamiini vormid on toidulisandite maailmas tuntud, kuid uurimiskvaliteediga NAD+ viaal ei ole toidulisand. Seda ei toodeta, testita ega märgistata toidulisandina.

Eelühenditega tehtud katsete tulemusi ei saa ka automaatselt NAD+ enda kohta üle kanda. Need on eri molekulid, mis jõuavad rakku eri teid pidi. Hea uuring ütleb alati täpselt, millist ühendit, millises mudelis ja millisel ajahetkel kasutati.

NAD+ uurimisreaktiivil ei ole Euroopa Liidus ravimi müügiluba. Kui loed, et NAD+ „noorendab“ või „annab energiat“, küsi, kas väide põhineb rakukultuuril, hiirel või inimesel. Selle molekuli puhul on vastus enamasti üks kahest esimesest.

Mis on NAD+ eelühendid?

Rakk ei pea iga NAD+ molekuli nullist ehitama. Suur osa sellest toodetakse taaskasutusraja kaudu, kus nikotiinamiid, mis vabaneb sirtuiinide ja PARP-ensüümide töö käigus, muudetakse tagasi NAD+ molekuliks. Selle raja vaheühend on nikotiinamiidmononukleotiid ehk NMN.

Loomkatsetes kasutatakse eelühendeid sageli just sellepärast, et nende abil saab mõjutada raku NAD+ varu. See tähendab aga ka, et paljud tuntud tulemused räägivad eelühendist, mitte NAD+ molekulist endast. Uuringut lugedes tasub alati vaadata, milline ühend oli katses tegelikult kasutusel.

Mida NAD+ uuringutes laboris mõõdetakse?

Kuna NAD+ on korraga kandja ja kuluv substraat, ei piisa tavaliselt ühest numbrist. Uuringutes vaadatakse sageli mitut näitajat korraga:

• NAD+ ja NADH suhe, mis kirjeldab raku redoksseisundit paremini kui kumbki vorm eraldi;
• kogu NAD-varu ehk mõlema vormi summa;
• sirtuiinide ja PARP-ensüümide aktiivsus kui kaudne märk sellest, kui palju molekuli kulub;
• eelühendid ja kõrvalsaadused, näiteks nikotiinamiid ja 1-metüülnikotiinamiid.

NAD+ ja NADH on proovis tundlikud. Kui proove käsitletakse ebaühtlaselt, võib see tulemust muuta rohkem kui katsetingimus ise, seega kirjeldab hea protokoll ka proovide töötlemise.

Kuidas on NAD+ seotud 5-amino-1MQ-ga?

5-amino-1MQ on väike sünteetiline molekul, mida uuritakse ensüümi nikotiinamiid-N-metüültransferaas (NNMT) inhibiitorina. NNMT metüülib nikotiinamiidi, mis on samal ajal NAD+ taaskasutusraja eelühend. Tööhüpotees on lihtne: kui NNMT tööd pidurdada, jääb rakku rohkem nikotiinamiidi NAD+ sünteesiks.

NAD+ on seega raja lõpp-produkt, 5-amino-1MQ aga tööriist ensüümi uurimiseks, mis asub rajal ülesvoolu. Mõlema ühendi avaldatud tulemused on prekliinilised. Põhjalikuma võrdluse leiad artiklist NAD+ vs 5-amino-1MQ.

Kuidas NAD+ uurimismaterjali hoida ja käsitleda?

PureChemsi NAD+ on lüofiliseeritud pulber suletud klaasviaalis. Hoiutingimus on 2–8 °C, valguse eest kaitstult. Kuna pulber on hügroskoopne ja vesilahus on vähem stabiilne kui kuiv aine, tasub järgida mõnda lihtsat reeglit:

• lase külmast võetud viaalil enne avamist toatemperatuurini soojeneda, et pulbrile ei koguneks kondensvett;
• valmista lahus võimalikult katse eel, mitte pikaks hoiuks;
• jaga lahus esimesel lahustamisel alikvootideks, et vältida korduvat külmutamist ja sulatamist;
• pane kirja partii number, lahusti, kontsentratsioon ja kuupäev.

Lahusti valikust räägib artikkel bakteriostaatiline vesi vs äädikhape, üldised põhimõtted leiad juhendist peptiidide hoiustamine ja stabiilsus.

PureChemsi NAD+ uurimistööks

PureChemsi NAD+ puhtus on vähemalt 99%. Iga partiid kontrollib sõltumatu labor HPLC ja massispektromeetriaga ning igal partiil on oma analüüsisertifikaat (COA). Kuidas sertifikaati lugeda, selgitab artikkel COA sertifikaat ja selle lugemine. Saadetised lähevad teele ELi seest, on jälgitavad ja diskreetselt pakitud. Tasuda saab kaardi, Google Pay või krüptorahaga.

Kui uurid redokstasakaalu laiemalt, loe ka artiklit glutatiooni mõjust ja uuringutest.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on NAD+ lihtsate sõnadega?

Abimolekul, mis aitab rakul toidust energiat kätte saada. See kannab elektrone ja seda kasutavad ensüümid, mida seostatakse DNA parandamise ja geenide regulatsiooniga.

Mille poolest erinevad NAD+ ja NADH?

NAD+ on oksüdeeritud vorm, mis võtab elektrone vastu. NADH on redutseeritud vorm, mis neid kannab. Rakus muunduvad need pidevalt teineteiseks.

Kas NAD+ on peptiid?

Ei ole. NAD+ on dinukleotiid, mitte aminohapetest koosnev ahel. Uurimiskemikaalide poodides on see sageli peptiidide kõrval, sest mõlemat kasutatakse ainevahetuse ja rakubioloogia uuringutes.

Kas PureChemsi NAD+ on toidulisand või ravim?

Ei ole kumbki. See on uurimisreaktiiv, mis on mõeldud ainult laboritööks.

Miks hoitakse NAD+ pulbrit külmas ja kuivas?

NAD+ on hügroskoopne ehk seob õhust vett ja selle vesilahus on vähem stabiilne kui kuiv pulber. Seepärast hoitakse viaali suletuna 2–8 °C juures ja lahus valmistatakse katse eel.

Kas NAD+ ja ATP on sama asi?

Ei ole. NAD+ kannab elektrone, ATP talletab energiat ja annab seda rakus edasi. Molekulid on omavahel seotud, sest NAD+ abil kogutud elektronid aitavad mitokondritel ATP-d toota, kuid nende roll on erinev.

Ainult teadusuuringuteks. Mitte inimestele ega loomadele tarbimiseks.