Zrozumienie chemicznej definicji NAD+ to dopiero pocz\u0105tek. Bardziej praktyczne pytanie brzmi: co NAD+ w\u0142a\u015bciwie robi wewn\u0105trz \u017cywych kom\u00f3rek? Pomaga przenosi\u0107 elektrony, wspiera enzymy uczestnicz\u0105ce w metabolizmie i naprawie kom\u00f3rkowej, a tak\u017ce jest stale odzyskiwany i ponownie syntetyzowany w miar\u0119 jego wykorzystywania przez kom\u00f3rki.<\/p>\n
W tym artykule krok po kroku wyja\u015bniamy mechanizm dzia\u0142ania NAD+, w tym jego rol\u0119 jako koenzymu, zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy NAD+ i NADH, udzia\u0142 w produkcji ATP, zwi\u0105zek z sirtuinami, biosyntez\u0119 NAD+ oraz to, co mo\u017ce si\u0119 dzia\u0107, gdy dost\u0119pno\u015b\u0107 NAD+ spada.<\/p>\n
Terminy enzym, kofaktor i koenzym s\u0105 czasami u\u017cywane zamiennie, ale opisuj\u0105 r\u00f3\u017cne rzeczy. Zrozumienie tych r\u00f3\u017cnic pozwala znacznie lepiej wyja\u015bni\u0107 rol\u0119 NAD+.<\/p>\n
Enzymy s\u0105 zazwyczaj bia\u0142kami, chocia\u017c niekt\u00f3re cz\u0105steczki RNA r\u00f3wnie\u017c mog\u0105 pe\u0142ni\u0107 funkcj\u0119 enzym\u00f3w. Ich zadaniem jest katalizowanie, czyli przyspieszanie okre\u015blonych reakcji chemicznych. NAD+ nie jest enzymem, poniewa\u017c samodzielnie nie katalizuje takich reakcji.<\/p>\n
Kofaktory to substancje niebia\u0142kowe, kt\u00f3rych niekt\u00f3re enzymy potrzebuj\u0105 do prawid\u0142owego dzia\u0142ania. Mog\u0105 to by\u0107 jony metali, takie jak cynk czy magnez, a tak\u017ce cz\u0105steczki organiczne.<\/p>\n
Koenzymy s\u0105 szczeg\u00f3lnym rodzajem kofaktor\u00f3w. To organiczne, zawieraj\u0105ce w\u0119giel cz\u0105steczki pomocnicze, cz\u0119sto powstaj\u0105ce z witamin, kt\u00f3re bezpo\u015brednio uczestnicz\u0105 w reakcjach enzymatycznych. Mog\u0105 przenosi\u0107 elektrony, grupy chemiczne lub inne sk\u0142adniki z jednej reakcji do drugiej. [1]<\/p>\n
NAD+ nale\u017cy w\u0142a\u015bnie do tej trzeciej kategorii.<\/p>\n
Jest koenzymem, a dok\u0142adniej jednym z najwa\u017cniejszych koenzym\u00f3w przenosz\u0105cych elektrony w organizmie. NAD+ nie mo\u017ce samodzielnie przeprowadza\u0107 reakcji metabolicznych, ale setki enzym\u00f3w s\u0105 od niego zale\u017cne. Do najwa\u017cniejszych nale\u017c\u0105 enzymy okre\u015blane jako dehydrogenazy. [1,2]<\/p>\n
Je\u017celi dehydrogenaza zale\u017cna od NAD+ nie ma wystarczaj\u0105cej ilo\u015bci dost\u0119pnego NAD+, jej zdolno\u015b\u0107 do przeprowadzenia danej reakcji mo\u017ce zosta\u0107 ograniczona. Z tego powodu metabolizm kom\u00f3rkowy zale\u017cy nie tylko od obecno\u015bci odpowiednich enzym\u00f3w, ale r\u00f3wnie\u017c od utrzymania odpowiedniej dost\u0119pno\u015bci koenzym\u00f3w potrzebnych do ich dzia\u0142ania.<\/p>\n
Najbardziej znan\u0105 funkcj\u0105 NAD+ jest transport elektron\u00f3w podczas reakcji utleniania i redukcji, okre\u015blanych r\u00f3wnie\u017c jako reakcje redoks.<\/p>\n
Kiedy sk\u0142adniki od\u017cywcze, takie jak glukoza i kwasy t\u0142uszczowe, s\u0105 rozk\u0142adane, enzymy dehydrogenazowe cz\u0119sto musz\u0105 odebra\u0107 elektrony jednej cz\u0105steczce i przenie\u015b\u0107 je w inne miejsce.<\/p>\n
NAD+ umo\u017cliwia taki transfer.<\/p>\n
Podczas reakcji NAD+ przyjmuje elektrony oraz r\u00f3wnowa\u017cnik wodoru w okre\u015blonym miejscu swojego pier\u015bcienia nikotynamidowego. W wyniku tej reakcji redukcji NAD+ przekszta\u0142ca si\u0119 w NADH. [1,2]<\/p>\n
Zale\u017cno\u015b\u0107 t\u0119 mo\u017cna upro\u015bci\u0107 nast\u0119puj\u0105co:<\/p>\n
NAD+ \u2192 przyjmuje elektrony \u2192 NADH<\/p>\n
NADH mo\u017ce nast\u0119pnie przenosi\u0107 wysokoenergetyczne elektrony do kolejnej reakcji. W metabolizmie energetycznym jednym z najwa\u017cniejszych miejsc ich wykorzystania jest mitochondrialny \u0142a\u0144cuch transportu elektron\u00f3w.<\/p>\n
Po przekazaniu elektron\u00f3w NADH zostaje ponownie utleniony do NAD+. Odzyskany NAD+ mo\u017ce nast\u0119pnie uczestniczy\u0107 w kolejnej reakcji metabolicznej.<\/p>\n
Powstaje w ten spos\u00f3b ci\u0105g\u0142y cykl:<\/p>\n
NAD+ \u2192 NADH \u2192 NAD+<\/p>\n
Zamiast by\u0107 wykorzystywane tylko raz, cz\u0105steczki wielokrotnie przechodz\u0105 pomi\u0119dzy form\u0105 utlenion\u0105 i zredukowan\u0105.<\/p>\n
Naukowcy opracowali specjalistyczne narz\u0119dzia eksperymentalne umo\u017cliwiaj\u0105ce \u015bledzenie i modyfikowanie tych proces\u00f3w redoks w okre\u015blonych przedzia\u0142ach kom\u00f3rkowych, w tym w cytoplazmie i mitochondriach. Badania te wykaza\u0142y, \u017ce problemy kom\u00f3rkowe mog\u0105 wynika\u0107 nie tylko z bezwzgl\u0119dnej ilo\u015bci NAD+, ale r\u00f3wnie\u017c z zaburzenia r\u00f3wnowagi pomi\u0119dzy NAD+ i NADH. [3]<\/p>\n
Nadmiernie zredukowane \u015brodowisko kom\u00f3rkowe mo\u017ce na przyk\u0142ad przyczynia\u0107 si\u0119 do stanu okre\u015blanego jako stres redukcyjny.<\/p>\n
Jest to jeden z powod\u00f3w, dla kt\u00f3rych NAD+ bywa opisywany jako cz\u0105steczka znajduj\u0105ca si\u0119 na metabolicznym skrzy\u017cowaniu. Jego cykl redoks \u0142\u0105czy metabolizm sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych z mitochondrialn\u0105 produkcj\u0105 energii, podczas gdy sam NAD+ uczestniczy r\u00f3wnie\u017c w odr\u0119bnych szlakach sygnalizacji i naprawy kom\u00f3rkowej.<\/p>\n
Zdolno\u015b\u0107 NAD+ do transportowania elektron\u00f3w jest \u015bci\u015ble zwi\u0105zana z produkcj\u0105 ATP.<\/p>\n
ATP, czyli adenozynotrifosforan, jest jedn\u0105 z g\u0142\u00f3wnych form u\u017cytecznej energii chemicznej w kom\u00f3rkach.<\/p>\n
NAD+ i NADH uczestnicz\u0105 w kilku powi\u0105zanych ze sob\u0105 etapach metabolizmu energetycznego.<\/p>\n
Glikoliza zachodzi w cytoplazmie i polega na rozk\u0142adaniu glukozy na mniejsze cz\u0105steczki.<\/p>\n
Podczas tego procesu NAD+ przyjmuje elektrony i przekszta\u0142ca si\u0119 w NADH. Glikoliza bezpo\u015brednio wytwarza r\u00f3wnie\u017c stosunkowo niewielk\u0105 ilo\u015b\u0107 ATP.<\/p>\n
Produkty powstaj\u0105ce z glukozy, kwas\u00f3w t\u0142uszczowych oraz niekt\u00f3rych aminokwas\u00f3w mog\u0105 wej\u015b\u0107 do metabolizmu mitochondrialnego i zosta\u0107 wykorzystane w cyklu kwasu cytrynowego, znanym r\u00f3wnie\u017c jako cykl Krebsa lub cykl TCA.<\/p>\n
W cyklu tym powstaj\u0105 znaczne ilo\u015bci zredukowanych przeno\u015bnik\u00f3w elektron\u00f3w, przede wszystkim NADH.<\/p>\n
Elektrony transportowane przez NADH mog\u0105 nast\u0119pnie wej\u015b\u0107 do mitochondrialnego \u0142a\u0144cucha transportu elektron\u00f3w.<\/p>\n
NADH przekazuje elektrony do kompleksu I. Gdy elektrony przemieszczaj\u0105 si\u0119 przez \u0142a\u0144cuch oddechowy, uwalniana energia pomaga pompowa\u0107 protony przez wewn\u0119trzn\u0105 b\u0142on\u0119 mitochondrialn\u0105.<\/p>\n
W ten spos\u00f3b powstaje elektrochemiczny gradient protonowy.<\/p>\n
Syntaza ATP wykorzystuje nast\u0119pnie energi\u0119 zgromadzon\u0105 w tym gradiencie do produkcji ATP. [1,2]<\/p>\n
NAD+ nie jest wi\u0119c bezpo\u015brednio energi\u0105 kom\u00f3rkow\u0105. Jego zdolno\u015b\u0107 do przyjmowania i transportowania elektron\u00f3w pomaga jednak kom\u00f3rkom pozyskiwa\u0107 u\u017cyteczn\u0105 energi\u0119 ze sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych i ostatecznie wytwarza\u0107 ATP.<\/p>\n
Badania wykorzystuj\u0105ce \u015bledzenie metabolizmu wykaza\u0142y r\u00f3wnie\u017c, \u017ce tempo obrotu NAD+ znacz\u0105co r\u00f3\u017cni si\u0119 pomi\u0119dzy tkankami. [4]<\/p>\n
Ma to biologiczne uzasadnienie, poniewa\u017c poszczeg\u00f3lne tkanki maj\u0105 r\u00f3\u017cne wymagania energetyczne i cechy metaboliczne. Z tego powodu zmiana dost\u0119pno\u015bci NAD+ nie musi wywo\u0142ywa\u0107 identycznych efekt\u00f3w w ka\u017cdym narz\u0105dzie.<\/p>\n
Tkanka o szybkim tempie metabolizmu mo\u017ce reagowa\u0107 inaczej ni\u017c tkanka o znacznie ni\u017cszym zapotrzebowaniu energetycznym.<\/p>\n
NAD+ pe\u0142ni r\u00f3wnie\u017c wa\u017cn\u0105 funkcj\u0119 niezwi\u0105zan\u0105 bezpo\u015brednio z transportem elektron\u00f3w. Jest niezb\u0119dnym substratem dla enzym\u00f3w okre\u015blanych jako sirtuiny.<\/p>\n
Ta zale\u017cno\u015b\u0107 jest jednym z g\u0142\u00f3wnych powod\u00f3w zainteresowania NAD+ w badaniach nad starzeniem i d\u0142ugowieczno\u015bci\u0105.<\/p>\n
U ludzi znanych jest siedem sirtuin, okre\u015blanych jako SIRT1\u2013SIRT7. S\u0105 one rozmieszczone w r\u00f3\u017cnych przedzia\u0142ach kom\u00f3rkowych, mi\u0119dzy innymi w j\u0105drze kom\u00f3rkowym, cytoplazmie i mitochondriach.<\/p>\n
Sirtuiny uczestnicz\u0105 w procesach obejmuj\u0105cych:<\/p>\n
Wiele reakcji katalizowanych przez sirtuiny obejmuje usuwanie grup acetylowych z bia\u0142ek, czyli proces okre\u015blany jako deacetylacja.<\/p>\n
W przeciwie\u0144stwie do roli NAD+ w reakcjach redoks, w kt\u00f3rych NAD+ i NADH przechodz\u0105 pomi\u0119dzy form\u0105 utlenion\u0105 i zredukowan\u0105, reakcje sirtuin zu\u017cywaj\u0105 NAD+ jako substrat.<\/p>\n
Jednym z powstaj\u0105cych produkt\u00f3w jest nikotynamid.<\/p>\n
Tworzy to bezpo\u015bredni biochemiczny zwi\u0105zek pomi\u0119dzy dost\u0119pno\u015bci\u0105 NAD+ w kom\u00f3rce a aktywno\u015bci\u0105 sirtuin zale\u017cnych od NAD+. Je\u017celi ilo\u015b\u0107 NAD+ zostanie wystarczaj\u0105co ograniczona, enzymy te mog\u0105 nie dzia\u0142a\u0107 z normaln\u0105 wydajno\u015bci\u0105. [5,6]<\/p>\n
Poszczeg\u00f3lne sirtuiny by\u0142y badane w r\u00f3\u017cnych kontekstach biologicznych.<\/p>\n
SIRT1 wzbudza du\u017ce zainteresowanie ze wzgl\u0119du na udzia\u0142 w regulacji metabolizmu i odpowiedzi kom\u00f3rkowej na stres. SIRT2 badano w kontek\u015bcie acetylacji bia\u0142ek i biologii stresu oksydacyjnego. SIRT3 znajduje si\u0119 g\u0142\u00f3wnie w mitochondriach i by\u0142 szeroko analizowany w badaniach nad metabolizmem mitochondrialnym, NAD+ i procesami zwi\u0105zanymi ze starzeniem. [5\u20137]<\/p>\n
Badania obejmowa\u0142y r\u00f3wnie\u017c interakcje pomi\u0119dzy szlakami sirtuin a CD38, enzymem zdolnym do zu\u017cywania NAD+.<\/p>\n
Do zainteresowania tym obszarem przyczyni\u0142y si\u0119 tak\u017ce badania na zwierz\u0119tach. W jednym z wp\u0142ywowych eksperyment\u00f3w stwierdzono, \u017ce prekursor NAD+, rybozyd nikotynamidu, wp\u0142ywa\u0142 na mitochondrialne szlaki odpowiedzi na stres oraz poprawia\u0142 niekt\u00f3re parametry dotycz\u0105ce kom\u00f3rek macierzystych i d\u0142ugo\u015bci \u017cycia w modelach eksperymentalnych. [8]<\/p>\n
Mechanizmu tego nie nale\u017cy jednak upraszcza\u0107 do stwierdzenia, \u017ce zwi\u0119kszenie NAD+ automatycznie zwi\u0119ksza aktywno\u015b\u0107 sirtuin i w konsekwencji wyd\u0142u\u017ca \u017cycie cz\u0142owieka.<\/p>\n
Biochemiczny zwi\u0105zek NAD+ z sirtuinami jest dobrze udokumentowany, ale nie wykazano wyd\u0142u\u017cenia \u017cycia u ludzi poprzez interwencje zwi\u0119kszaj\u0105ce poziom NAD+.<\/p>\n
Organizm nie jest uzale\u017cniony od pozyskiwania gotowego NAD+ bezpo\u015brednio z \u017cywno\u015bci. Zamiast tego kom\u00f3rki stale go produkuj\u0105 i odzyskuj\u0105 poprzez kilka szlak\u00f3w biosyntezy.<\/p>\n
Dwa szczeg\u00f3lnie wa\u017cne mechanizmy to szlak odzyskiwania oraz synteza de novo.<\/p>\n
Szlak odzyskiwania jest jednym z g\u0142\u00f3wnych sposob\u00f3w utrzymywania NAD+ w wielu tkankach.<\/p>\n
Kiedy enzymy takie jak sirtuiny i PARP zu\u017cywaj\u0105 NAD+, jednym z produkt\u00f3w rozpadu mo\u017ce by\u0107 nikotynamid.<\/p>\n
Zamiast po prostu usuwa\u0107 nikotynamid, kom\u00f3rki wykorzystuj\u0105 go ponownie.<\/p>\n
Enzym NAMPT, czyli fosforybozylotransferaza nikotynamidowa, przekszta\u0142ca nikotynamid w mononukleotyd nikotynamidowy, powszechnie okre\u015blany jako NMN.<\/p>\n
NMN jest nast\u0119pnie przekszta\u0142cany w NAD+ przez enzymy NMNAT. [1,2]<\/p>\n
Szlak ten mo\u017cna wi\u0119c upro\u015bci\u0107 nast\u0119puj\u0105co:<\/p>\n
Nikotynamid \u2192 NMN \u2192 NAD+<\/p>\n
Ten system recyklingu pomaga kom\u00f3rkom stale uzupe\u0142nia\u0107 NAD+ po jego zu\u017cyciu.<\/p>\n
Zwi\u0105zki powi\u0105zane z witamin\u0105 B3 r\u00f3wnie\u017c mog\u0105 uczestniczy\u0107 w biosyntezie NAD+ poprzez wzajemnie po\u0142\u0105czone szlaki. Nale\u017c\u0105 do nich niacyna, nikotynamid, rybozyd nikotynamidu (NR) oraz NMN.<\/p>\n
Wchodz\u0105 one do metabolizmu NAD+ na r\u00f3\u017cnych etapach biochemicznych i nie wszystkie przechodz\u0105 dok\u0142adnie t\u0119 sam\u0105 drog\u0119 konwersji.<\/p>\n
Organizm mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c wytwarza\u0107 NAD+, zaczynaj\u0105c od aminokwasu tryptofanu.<\/p>\n
Proces ten przebiega poprzez szlak kynureninowy.<\/p>\n
Tryptofan przechodzi przez kilka etap\u00f3w metabolicznych, kt\u00f3re ostatecznie prowadz\u0105 do powstania kwasu chinolinowego. Enzym QPRT, czyli fosforybozylotransferaza chinolinianowa, pomaga nast\u0119pnie skierowa\u0107 ten szlak w stron\u0119 produkcji NAD+. [9]<\/p>\n
W typowych warunkach u os\u00f3b doros\u0142ych szlak ten ma zwykle mniejszy udzia\u0142 w bie\u017c\u0105cym utrzymywaniu NAD+ ni\u017c mechanizmy recyklingu.<\/p>\n
Nie oznacza to jednak, \u017ce jest biologicznie nieistotny.<\/p>\n
Badania dotycz\u0105ce genetycznych defekt\u00f3w enzym\u00f3w odpowiedzialnych za syntez\u0119 NAD+ de novo powi\u0105za\u0142y powa\u017cne zaburzenia tego szlaku z wadami wrodzonymi w modelach zwierz\u0119cych oraz rzadkich przypadkach u ludzi. Wyniki te sugeruj\u0105, \u017ce odpowiednia synteza NAD+ de novo mo\u017ce mie\u0107 szczeg\u00f3lne znaczenie podczas rozwoju embrionalnego. [9,10]<\/p>\n
Organizm utrzymuje wi\u0119c NAD+ poprzez wzajemnie po\u0142\u0105czone systemy, a nie za pomoc\u0105 jednego \u017ar\u00f3d\u0142a.<\/p>\n
Kom\u00f3rki mog\u0105 zar\u00f3wno odzyskiwa\u0107 produkty rozpadu NAD+, jak i syntetyzowa\u0107 nowe NAD+ z prekursor\u00f3w pochodz\u0105cych z diety i metabolizmu.<\/p>\n
Poniewa\u017c NAD+ uczestniczy w metabolizmie energetycznym, naprawie DNA, r\u00f3wnowadze redoks i sygnalizacji kom\u00f3rkowej, spadek jego dost\u0119pno\u015bci mo\u017ce potencjalnie wp\u0142ywa\u0107 jednocze\u015bnie na kilka uk\u0142ad\u00f3w biologicznych.<\/p>\n
Konsekwencje zale\u017c\u0105 jednak od rodzaju tkanki, stopnia niedoboru, r\u00f3wnowagi NAD+\/NADH oraz og\u00f3lnego stanu fizjologicznego.<\/p>\n
Zmniejszona dost\u0119pno\u015b\u0107 NAD+ mo\u017ce zaburza\u0107 reakcje wymagaj\u0105ce NAD+ jako akceptora elektron\u00f3w.<\/p>\n
Mo\u017ce to ostatecznie wp\u0142ywa\u0107 na metabolizm mitochondrialny i produkcj\u0119 energii kom\u00f3rkowej.<\/p>\n
Badania eksperymentalne wskazuj\u0105 jednak, \u017ce niekt\u00f3re tkanki maj\u0105 znaczn\u0105 zdolno\u015b\u0107 buforowania takich zmian. Mierzalny spadek NAD+ nie musi wi\u0119c powodowa\u0107 natychmiastowego lub proporcjonalnego pogorszenia funkcji fizjologicznych. [4]<\/p>\n
Badania uk\u0142adu sercowo-naczyniowego analizuj\u0105 nie tylko bezwzgl\u0119dne st\u0119\u017cenia NADH lub NAD+, ale r\u00f3wnie\u017c r\u00f3wnowag\u0119 pomi\u0119dzy nimi.<\/p>\n
Zmiany stosunku NADH do NAD+ powi\u0105zano ze zmianami regulacji bia\u0142ek mitochondrialnych w badaniach niewydolno\u015bci serca obejmuj\u0105cych zar\u00f3wno modele eksperymentalne, jak i ludzk\u0105 tkank\u0119 serca. [11]<\/p>\n
Obserwacje te wskazuj\u0105 na zwi\u0105zek z metabolizmem uk\u0142adu sercowo-naczyniowego, ale nie dowodz\u0105, \u017ce suplementacja NAD+ jest sposobem leczenia niewydolno\u015bci serca.<\/p>\n
Metabolizm NAD+ wzbudza r\u00f3wnie\u017c du\u017ce zainteresowanie w neuronauce.<\/p>\n
Zmniejszona dost\u0119pno\u015b\u0107 NAD+ zosta\u0142a eksperymentalnie powi\u0105zana z dysfunkcj\u0105 mitochondri\u00f3w oraz szlakami neurozapalnymi istotnymi dla chor\u00f3b takich jak Parkinson i Alzheimer.<\/p>\n
Wczesne badania kliniczne analizowa\u0142y, czy prekursory NAD+ mog\u0105 wp\u0142ywa\u0107 na metabolizm NAD+ w m\u00f3zgu os\u00f3b z chorob\u0105 Parkinsona. W niekt\u00f3rych badaniach po podaniu prekursor\u00f3w odnotowano mierzalne zmiany metabolizmu zwi\u0105zanego z NAD+ w m\u00f3zgu. [12,13]<\/p>\n
Wyniki te pozostaj\u0105 eksperymentalne i nie powinny by\u0107 interpretowane jako dow\u00f3d, \u017ce zwi\u0119kszanie NAD+ leczy chorob\u0119 Parkinsona, chorob\u0119 Alzheimera lub inne zaburzenia neurologiczne.<\/p>\n
PARP, czyli polimerazy poli(ADP-rybozy), stanowi\u0105 kolejn\u0105 wa\u017cn\u0105 grup\u0119 enzym\u00f3w zu\u017cywaj\u0105cych NAD+.<\/p>\n
Niekt\u00f3re enzymy PARP aktywuj\u0105 si\u0119 w odpowiedzi na uszkodzenia DNA i wykorzystuj\u0105 NAD+ w sygnalizacji zwi\u0105zanej z procesami naprawczymi.<\/p>\n
Poniewa\u017c uszkodzenia DNA kumuluj\u0105 si\u0119 w ci\u0105gu \u017cycia, zwi\u0119kszona aktywno\u015b\u0107 PARP mo\u017ce prowadzi\u0107 do wi\u0119kszego zu\u017cycia NAD+.<\/p>\n
Tworzy to mo\u017cliwo\u015b\u0107 konkurencji pomi\u0119dzy r\u00f3\u017cnymi systemami zale\u017cnymi od NAD+. PARP, sirtuiny, CD38 i inne enzymy zu\u017cywaj\u0105ce NAD+ korzystaj\u0105 ostatecznie z kom\u00f3rkowych zasob\u00f3w tej cz\u0105steczki. [14]<\/p>\n
Badacze zaproponowali wi\u0119c, \u017ce zwi\u0119kszone zu\u017cycie NAD+ mo\u017ce przyczynia\u0107 si\u0119 do zwi\u0105zanego z wiekiem spadku jego dost\u0119pno\u015bci.<\/p>\n
Znaczna cz\u0119\u015b\u0107 tych dowod\u00f3w mechanistycznych pochodzi z bada\u0144 kom\u00f3rkowych i zwierz\u0119cych. Badania u ludzi potwierdzaj\u0105 zmiany metabolizmu NAD+ zwi\u0105zane ze starzeniem i niekt\u00f3rymi stanami chorobowymi, jednak ich znaczenie kliniczne oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 odwr\u00f3cenia tych zmian nadal s\u0105 przedmiotem bada\u0144.<\/p>\n
NAD+ i FAD s\u0105 wa\u017cnymi koenzymami przenosz\u0105cymi elektrony, ale powstaj\u0105 z r\u00f3\u017cnych prekursor\u00f3w witaminowych i uczestnicz\u0105 w metabolizmie kom\u00f3rkowym w odmienny spos\u00f3b.<\/p>\n
FAD oznacza dinukleotyd flawinoadeninowy.<\/p>\n
NAD+ jest \u015bci\u015ble zwi\u0105zany z metabolizmem witaminy B3, natomiast FAD powstaje z ryboflawiny, czyli witaminy B2.<\/p>\n
FAD r\u00f3wnie\u017c przyjmuje elektrony podczas reakcji metabolicznych. Jego zredukowan\u0105 form\u0105 jest FADH2. [1,2]<\/p>\n
Zar\u00f3wno NADH, jak i FADH2 ostatecznie dostarczaj\u0105 elektrony do proces\u00f3w mitochondrialnej produkcji energii, ale wchodz\u0105 do \u0142a\u0144cucha transportu elektron\u00f3w w r\u00f3\u017cnych miejscach.<\/p>\n
NADH przekazuje elektrony przede wszystkim do kompleksu I.<\/p>\n
FADH2 dostarcza elektrony poprzez kompleks II.<\/p>\n
Poniewa\u017c FADH2 wchodzi do \u0142a\u0144cucha oddechowego na p\u00f3\u017aniejszym etapie, jego elektrony zazwyczaj przyczyniaj\u0105 si\u0119 do pompowania mniejszej liczby proton\u00f3w, a tym samym do uzyskania mniejszej ilo\u015bci ATP ni\u017c elektrony dostarczane przez NADH do kompleksu I.<\/p>\n
NAD+ i FAD s\u0105 wi\u0119c r\u00f3wnoleg\u0142ymi elementami bioenergetyki kom\u00f3rkowej, a nie cz\u0105steczkami, kt\u00f3re mo\u017cna stosowa\u0107 zamiennie.<\/p>\n
Ich zale\u017cno\u015b\u0107 jest r\u00f3wnie\u017c przydatna w badaniach eksperymentalnych. Naukowcy mog\u0105 mierzy\u0107 naturaln\u0105 fluorescencj\u0119 zwi\u0105zan\u0105 ze zredukowanym NAD(P)H i utlenionym FAD, aby ocenia\u0107 stan metaboliczny kom\u00f3rek i tkanek. Takie metody optyczne dostarczaj\u0105 informacji o zmianach metabolizmu redoks bez traktowania kt\u00f3regokolwiek z tych koenzym\u00f3w jako prostego, samodzielnego markera. [15]<\/p>\n