Nejnovější poznatky o NAD+, cirkadiánním rytmu a proti stárnutí
Zatímco role cirkadiánního rytmu a anti-aging výhody NAD+ jsou již dobře známé, nová průlomová studie, publikovaná teprve před týdnem, poskytuje nové poznatky o:[i]
- Do jaké míry může NAD+ ovlivnit genovou expresi cirkadiánního rytmu.
- Jak NAD+ s pomocí SIRT1 stabilizuje aktivitu BMAL1 potlačením PER2 a jak to podporuje cirkadiánní transkripci.
- Jak doplňování NAD+ mění cirkadiánní rytmus, obnovuje potlačené vazby BMAL1, buněčné oscilace, respirační rytmy a rytmy aktivity zpět na úroveň mládí.
Co je to cirkadiánní rytmus?
Cirkadiánní rytmus je někdy také popisován jako vnitřní hodiny vašeho těla, které regulují ospalost a bdělost během dne. Cirkadiánní rytmus je řízen oblastí v mozku, která je vysoce citlivá na změny světla. Proto jsme nejvíce bdělí, když svítí slunce, a unavení, když se stmívá.
Co je NAD+?
NAD+ je esenciální molekula, kterou lze nalézt po celém vašem těle. Je klíčovou složkou pro přibližně 500 různých enzymatických reakcí probíhajících v našich tělech [ii]. NAD+ může být doplňován prostřednictvím prekurzorů, jako jsou NMN (nikotinamid mononukleotid) a NR (nikotinamid ribosid) [iii].
Co je v současné době známo o cirkadiánním rytmu a NAD+?
Jak stárneme, náš cirkadiánní rytmus začíná klesat – cítíme se méně bdělí při vystavení slunečnímu světlu a méně ospalí, když je tma. V podstatě se tlumí vnitřní hodiny našeho těla [i]. Spolu s poklesem cirkadiánního rytmu také klesají hladiny NAD+, takže vědci přirozeně zajímalo, zda existuje obousměrná korelace mezi hladinami NAD+ a cirkadiánním rytmem.
Studie in vivo a in vitro prokázaly, že suplementace NMN (která zvyšuje hladiny NAD+) prodlužuje životnost organismů, jako jsou myši [ii] a červi a mikroorganismy, jako je kvasinka [iii]. Kromě toho bylo prokázáno, že suplementace NMN chrání proti fyzickému úpadku, přičítanému stárnutí, jako je regenerace svalů, pokles fyzické kondice, mitochondriální dysfunkce, zhoršující se zrak, inzulínová rezistence, arteriální dysfunkce a další [iv].
Studie zveřejněná 4. května 2020 nám poskytuje nové poznatky o tom, jak NAD+ ovlivňuje cirkadiánní rytmus.
Tato in vivo studie zkoumala suplementaci NR (nikotinamid ribosid) (400 mg/kg/den) u myší po dobu čtyř měsíců a porovnávala ji s kontrolní skupinou myší, které byly místo toho krmeny čistou vodou. NR je dalším prekurzorem NAD+, stejně jako výše zmíněný NMN. Po čtyřech měsících byly zkoumány geny myší; jejich genová exprese se drasticky změnila. U přibližně 50 % genů myší došlo k významné změně v expresi. Některé geny:
1. Prokázal ztrátu oscilace cirkadiánního rytmu
2. Prokázal zvýšení oscilace cirkadiánního rytmu
3. Ukázal posun ve vyjádření cirkadiánního rytmu
4. Byli neovlivněni (kolem 50%)
Ačkoli to byly pozoruhodné nálezy, vyvstala důležitější otázka. Jak NAD+ dosahuje těchto změn?
Studie začala zkoumat roli BMAL1, což je protein zapojený do transkripce různých genů ovlivňujících mechanismy cirkadiánních hodin u všech savců, včetně lidí. Myši byly rozděleny do dvou skupin. Jedna z nich měla normální hladiny NAD+ a BMAL1, zatímco druhá skupina se skládala z myší s deficitem BMAL1. Oběma skupinám bylo injekčně podáno 500 mg/kg NMN (prekurzoru NAD+) a vzorky DNA byly odebrány o čtyři hodiny později. Po prozkoumání vazeb BMAL1 ve vzorcích bylo závěrem, že NAD+ posiluje cirkadiánní transkripci stabilizací BMAL1.
Nicméně, pro účinnou stabilizaci vazeb BMAL1 pomocí NAD+ je vyžadována přítomnost SIRT1. SIRT1 je sirtuin, skupina proteinů závislých na NAD+. SIRT1 je také protein deacetyláza. Protein deacetylázy jsou enzymy, které odstraňují acetylové skupiny z lysinu (běžná aminokyselina/protein). Při zkoumání buněk, které neobsahují SIRT1, identifikovali zvýšené hladiny PER2 v jádru těchto buněk. PER2 je protein známý tím, že potlačuje aktivitu BMAL1.
Na základě těchto zjištění dospěli k závěru, že: SIRT1 odstraňuje acetylovou skupinu z proteinů PER2, což mění PER2 a tím snižuje jeho účinnost při potlačování aktivity BMAL1. Aktivita BMAL1 může zůstat stabilní a tím pomáhá přeprogramovat cirkadiánní funkci.
Takže, zatímco je nyní známo, jak NAD+ ovlivňuje cirkadiánní rytmus, výzkumníci chtěli zjistit, zda je to skutečně hlavní příčina dobře známých zdravotních přínosů NAD+.
Aby se to prozkoumalo, byly dvě skupiny myší podávány NR po dobu dvou měsíců. Jedna skupina byla mladá, desetiměsíční myši s vysokými hladinami NAD+, druhá skupina se skládala ze starších, dvaadvacetiměsíčních myší s nízkými hladinami NAD+. Oběma skupinám byl podáván NR po dobu šesti měsíců. Po těchto šesti měsících zjistili, že potlačené vazby BMAL1, buněčné oscilace, respirační rytmy a aktivní rytmy starých myší byly obnoveny na úroveň mládí srovnatelnou s mladší kontrolní skupinou.
Reference:
[i] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5272178/
[ii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5668137/
[iii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4112140/
[iv] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5795269/
[i] https://www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx
[ii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6342515/
[i] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1097276520302367