2024年2月17日，國際期刊《抗氧化劑與氧化還原訊號》（Antioxidants & RedoxSignaling）發表了一篇關於NADH的新重磅綜述。 該綜述收集了與代謝和細胞通路相關的所有NADH主要資料，例如其輔酶活性，對細胞死亡的影響及其在調節氧化還原和鈣穩態中的作用; 它還研究了基因表達控制，以及 NADH 對神經退行性疾病、心臟病和感染的潛在影響，及其在臨床環境中的應用。
圖1NADH：用於年齡相關疾病的氧還原感測器。
NADH： 能量代謝
NADH是一種關鍵的還原劑，在能量代謝中起著至關重要的作用。 它主要通過還原 NAD+ 產生，並在需要時通過自我氧化消耗。 NADH在兩種主要的能量產生途徑中產生和消耗，糖酵解和氧化磷酸化，分別發生在細胞質和線粒體基質中。
作為多種酶促反應的輔助因子，NADH在細胞功能中起著至關重要的作用。 它充當電子載體，將代謝反應產生的高能電子輸送到線粒體的電子傳遞鏈中，尤其是在糖酵解和三羧酸 （TCA） 迴圈等過程中。 此外，NADH在各種生物合成途徑（包括脂肪酸合成）中也充當脫氫酶的輔助因子。 更重要的是，NADH還通過參與穀胱甘肽的還原來支援抗氧化防禦，幫助細胞對抗氧化應激。 這種多功能性凸顯了 NADH 在促進各種酶促反應方面的重要性，這些酶促反應對於能量產生、代謝調節和維持細胞氧化還原穩態至關重要。
圖2NADH 參與發電：線粒體中克雷布斯迴圈 （TCA） 和電子傳輸鏈 （ETC） 的示意圖。
NADH：線粒體功能
NADH主要存在於線粒體中，與黃素腺嘌呤二核苷酸一起存在，黃素腺嘌呤二核苷酸是有利於線粒體狀態的重要輔酶之一因為它有助於產生 ATP。 此外，NADH 由於其抑制線粒體外膜 （MOM） VDAC（電壓依賴性陰離子通道）的特性，提高了線粒體膜電位。 NADH與VDAC相互作用，影響通道的通透性，並參與線粒體功能的調節影響代謝物通過線粒體外膜的通量，影響氧化磷酸化和細胞凋亡等過程。
圖3顆粒度中的NADH**有助於ATP的形成
NADH：影響鈣穩態
NADH 在調節鈣穩態中起著至關重要的作用，主要是通過影響細胞內 Ca2+ 通道，特別是由肌醇 1,4,5-三磷酸 （IP3） 門控的 Ca2+ 通道。 先前的研究指出，NADH 在調節 IP3 門控 Ca2+ 通道方面的效力是 NAD+ 的四倍，有效性提高了五倍在 50 mNADH 時，IP3R 鈣釋放量增加一半。 此外，NADH抑制心肌中的相關受體。
NADH：調節基因表達
當NADH不用作ATP生產的底物時，它被轉運到細胞質中以調節蛋白質乙醯化和基因表達。 NADH負責調節基因表達的機制可能涉及轉錄途徑中涉及的其他分子。 例如，NAD+和NADH都直接影響與細胞和病毒的轉錄抑制蛋白結合的共阻遏蛋白CTBP（羧基末端結合蛋白）的功能，其整體作用是沉默參與發育、細胞週期調控和轉化的特定基因的表達。 研究表明，NADH水平的增加可以刺激CTBP與其靶標結合，從而改善CTBP介導的轉錄抑制。
NADH：減少細胞死亡
由於 NAD+ 和 NADH 是 sirtuins 的調節因子，因此這兩種分子都可以參與誘導細胞壞死。 最近的一項研究強調了在鏈脲佐菌素 （STZ） 誘導的糖尿病模型中通過獨特的腹膜內注射 NADH 對胰島進行預處理後觀察到的主要組織學變化，以評估 NADH 對胰腺壞死的影響。 在組織學水平上，NADH預處理顯示細胞死亡減少，壞死減少，有利於細胞凋亡，目的是防止炎症進一步損害細胞。
圖4NADH可以減少細胞死亡並保護細胞。
NADH：氧化還原穩態
NADH在酶促和非酶促反應中都是一種有效的抗氧化劑。 與其他形式的烟醯胺核苷酸不同，NADH呈還原形式且具有親水性，具有抑制脂質過氧化的能力。 在一項體外研究中，NADH 通過挽救人肝細胞系 Lo2 免受 X 射線照射的損傷，證明了其減少氧化應激的能力。 此外，NADH通過上調抗凋亡蛋白的表達和下調促凋亡蛋白的表達而顯示出保護作用。 另一項研究發現，NADH對阿黴素損傷的DNA具有類似的保護作用。
NADH：營養和酮症
飲食和食物攝入會影響 NADH 水平並充當 NADH 調節劑，通過交替增加或減少其量來影響 NAD+ NADH 比率。 生酮飲食是一種高脂肪、低碳水化合物的飲食，旨在模仿卡路里限制的效果，一項研究表明，它不僅是治療難治性癲癇的一種極其有效的方法，而且還會引起多種代謝變化。 其他幾項研究表明：酮通過增強電子傳遞鏈中的NADH氧化（即增加NAD+ NADH比率）直接影響NADH水平，從而抑制與興奮性毒性損傷相關的線粒體ROS產生的增加。
NADH：衰老相關疾病
氧化應激和 NADH 水平的失調被認為通過促進其主要標誌物來影響與各種年齡相關疾病相關的病理途徑。 研究表明，血漿NAD+代謝組在“正常”衰老過程中失調。 這一觀察結果表明，NAD+ NADH池的穩態在各種細胞過程中起著至關重要的作用，包括衰老過程。 在一項關於NADH對衰老大腦影響的研究中，還發現NADH對老年大鼠的認知功能有增強的影響。 其他研究強調了NADH依賴性缺氧反應的年齡相關差異，成年大鼠的NADH水平增加了36%，老年大鼠的NADH水平增加了10%。
圖5NADH對老年大鼠認知功能的影響。
nadh：應用中顯示的效果
鑑於其在支援線粒體功能方面的作用，NADH 已被探索為線粒體功能障礙（例如某些神經退行性疾病）的潛在方法。 研究調查了NADH補充劑在帕金森病和阿爾茨海默病等疾病中的使用，這些疾病涉及細胞能量代謝的破壞。
此外，NADH的抗氧化特性使其成為抗氧化應激的候選者，抗氧化應激是與衰老和各種病理狀況相關的因素。 新興研究還表明，NADH也可能在調節sirtuin活性中發揮作用，影響與長壽相關的細胞過程。
除了在**軟骨疾病中的潛在作用外，NADH還顯示出支援認知功能和減少疲勞的前景。 幾項研究探討了補充 NADH 作為提高精神警覺性和緩解慢性疲勞症候群等症狀的一種手段.
大量研究表明，NADH可能對膽固醇水平和血壓產生有益影響。 在兩項獨立的體內研究中，每天補充 5 毫克 NADH 的大鼠持續 8 周，在各自的研究中顯著降低了約 30% 和 10% 的總膽固醇。 對癌細胞的各種體外研究表明，新增NADH可顯著抑制癌細胞的生長。
圖6NADH 在不同合成途徑中的作用概述，例如 ATP 產生、NAD+ 迴圈、L-多巴胺產生和內吞質網鈣釋放。
NADH：未來願景
利用NADH作為工具的未來前景在醫學的各個領域都具有巨大的前景。 正在進行的研究旨在闡明 NADH** 影響的分子機制，改進劑量，並探索其在個性化醫療中的適用性。 未來，基於NADH的**將在促進健康和緩解各種疾病狀態方面發揮關鍵作用。 然而，有必要進行全面的臨床試驗和對NADH長期影響的進一步探索，以確定其有效性和安全性，為將其作為在醫學武器庫中更廣泛採用的工具鋪平道路。
參考文獻： 1]Schiuma G、Lara D、Clement J、Narducci M、Rizzo R nadh: the redox sensor in aging-related disorders. antioxid redox signal. 2024 feb 17.
本文內容來源於學術期刊，相關資訊僅供分享和學習之用，不代表任何醫療建議。 如有侵權，請致函本文作者刪除，本文中觀點不代表邦泰生物立場。