Zatímco role cirkadiánního rytmu a přínosy NAD+ proti stárnutí jsou již dobře známy, nová průlomová studie, zveřejněná před pouhým týdnem, poskytuje nové poznatky o:[i]
- Do jaké míry může NAD+ změnit genovou expresi cirkadiánního rytmu.
- Jak NAD+ s pomocí SIRT1 stabilizuje aktivitu BMAL1 potlačením PER2 a jak to zvýší cirkadiánní transkripce.
- Jak suplementace NAD+ mění cirkadiánní rytmus, obnovuje potlačenou vazbu BMAL1, buněčné oscilace, rytmy dýchání a rytmy aktivity zpět na mladistvou úroveň.
Co je to cirkadiánní rytmus?
Cirkadiánní rytmus je někdy také popisován jako vnitřní hodiny vašeho těla, které regulují ospalost a bdění po celý den. Cirkadiánní rytmus je řízen oblastí v mozku, která vysoce reaguje na změny světla. To je důvod, proč jsme nejvíce bdělí, když svítí slunce, a jsme unavení, když se setmí.
Co je NAD+?
NAD+ je základní molekula, kterou lze nalézt v celém těle. Je klíčovou složkou pro asi 500 různých enzymatických reakcí probíhajících v našem těle [ii]. NAD+ lze doplnit prostřednictvím prekurzorů, jako je NMN (nikotinamid mononukleotid) a NR (nikotinamid riboside) [iii].
Co je v současnosti známo o cirkadiánním rytmu a NAD+?
Jak stárneme, náš cirkadiánní rytmus začíná klesat – cítíme se méně bdělí, když jsme vystaveni slunečnímu záření, a méně ospalí, když je tma. V podstatě se vnitřní hodiny našeho těla utlumí [i]. Spolu s poklesem cirkadiánního rytmu klesají i hladiny NAD+ s tím, jak stárneme, takže vědci byli přirozeně zvědaví, 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 jsou kvasinky [iii]. Kromě toho bylo prokázáno, že suplementace NMN chrání před fyzickým úpadkem, připisovaným stárnutí, jako je regenerace svalů, pokles fyzické zdatnosti, mitochondriální dysfunkce, zhoršení zraku, inzulínová rezistence, arteriální dysfunkce a další [iv].
Studie zveřejněná 4. května 2020 nám poskytuje nové poznatky o tom, jak NAD+ ovlivňuje cirkadiánní rytmus.
Tato studie in vivo se zabývala suplementací NR (nikotinamid ribosid) (400 mg/kg/den) u myší po dobu čtyř měsíců a porovnávala ji s kontrolní skupinou myší, které byly krmeny čistou vodou. namísto. NR je další prekurzor NAD+, stejně jako výše zmíněný NMN. Po čtyřech měsících byly geny myší zkoumány; jejich genová exprese se drasticky změnila. Přibližně 50 % genů myší vykazovalo významnou změnu v expresi. Některé geny:
1. Ukázala ztrátu oscilace cirkadiánního rytmu
2. Vykázalo zvýšení oscilace cirkadiánního rytmu
3. Ukázal posun ve vyjádření cirkadiánního rytmu
4. Nebyly ovlivněny (kolem 50 %)
I když to byla pozoruhodná zjištění, vyvstala důležitější otázka. Jak NAD+ dosahuje těchto změn?
Studie začala zkoumat roli BMAL1, což je protein, který se podílí na transkripci různých genů, které ovlivňují mechanismy cirkadiánních hodin u všech savců, včetně lidí. Myši byly rozděleny do dvou skupin. Jedna z nich měla normální hladiny NAD+ a BMAL1, zatímco druhou skupinu tvořily myši s deficitem BMAL1. Oběma skupinám bylo injikováno 500 mg/kg NMN (prekurzor NAD+) a vzorky DNA byly odebrány o čtyři hodiny později.Po prozkoumání vazeb BMAL1 ve vzorcích se dospělo k závěru, že NAD+ zvyšuje cirkadiánní transkripci stabilizací BMAL1
Avšak pro NAD+ k účinné stabilizaci vazeb BMAL1 je nutná přítomnost SIRT1. SIRT1 je sirtuin, skupina NAD+ závislých proteinů. SIRT1 je také protein deacetyláza. Proteinové deacetylázy jsou enzymy, které odstraňují acetylové skupiny z lysinu (běžná aminokyselina/protein). Při pohledu na buňky, které neobsahují SIRT1, identifikovali zvýšené hladiny PER2 v jádře těchto buněk. PER2 je protein, o kterém je známo, že potlačuje aktivitu BMAL1.
Na základě těchto zjištění odvodili závěr, že: SIRT1 odstraňuje acetylovou skupinu z proteinů PER2, která mění PER2, čímž snižuje jeho účinnost při potlačování aktivity BMAL1. Aktivita BMAL1 může zůstat stabilní, a proto pomáhá přeprogramovat cirkadiánní funkce.
Takže, i když je nyní známo, jak NAD+ ovlivňuje cirkadiánní rytmus, výzkumníci chtěli zjistit, zda je to skutečně hlavní příčina dobře známých zdravotních výhod NAD+.
Aby se to prozkoumalo, dvě skupiny myší dostaly NR po dobu dvou měsíců. Jednu skupinu tvořily mladé, desetiměsíční myši s vysokou hladinou NAD+, druhou skupinu tvořily starší, 22měsíční myši, s nízkou hladinou NAD+. Obě skupiny dostaly NR po dobu šesti měsíců. Po těchto šesti měsících zjistili, že staré myši potlačily vazbu BMAL1, buněčné oscilace, rytmy dýchání a rytmy aktivity byly obnoveny zpět na mladistvé úrovně srovnatelné s mladší kontrolní skupinou.
Odkazy:
[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
