Nature子刊：咖啡中的这种成分，可以增加NAD+水平，改善衰老过程

撰文 | 宋文法

随着年龄的增长，人体肌肉组织的质量和数量会逐渐减少，这种现象被称为骨骼肌减少症。骨骼肌减少症是骨骼肌在衰老过程中的功能衰退，会导致肌肉力量和功能的下降，进而影响活动能力，严重时可能导致身体独立性的丧失和残疾。

线粒体功能障碍和NAD+水平下降在肌肉减少的过程中扮演着重要的角色。线粒体是细胞内的能量生产中心，负责产生细胞所需的能量分子ATP。当线粒体功能受损或出现障碍时，会导致细胞能量供应不足，影响肌肉细胞的正常功能和代谢过程，从而加速肌肉减少的发生。

此外，NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）是细胞内的一种重要辅酶，参与调节细胞内的能量代谢和氧化还原反应，随着年龄增长，细胞中NAD+的水平会下降。NAD+水平的下降可能会影响细胞内氧化还原平衡，加剧细胞氧化应激和炎症反应，进而影响肌肉细胞的功能和生存。

早期研究显示，在肌肉减少症期间，肌肉减少症患者的葫芦巴碱循环浓度较低，葫芦巴碱是植物和动物中发现的天然生物碱，广泛存在于咖啡、葫芦巴和萝卜中。

2024年3月19日，新加坡国立大学杨潞龄医学院、瑞士联邦理工学院的研究人员在"Nature Metabolism"期刊上发表了一篇题为" Trigonelline is an NAD+ precursor that improves muscle function during ageing and is reduced in human sarcopenia "的研究论文。

该研究显示，补充葫芦巴碱，可以增加NAD+水平，增加线粒体活性，有助于改善衰老过程。在线虫中，补充葫芦巴碱可以增加线粒体活性，减少与年龄相关的肌肉萎缩，并延长寿命。在小鼠中，补充葫芦巴碱可以增强肌肉力量并防止衰老过程中的疲劳。

研究人员表示，补充葫芦巴碱，是一种增加NAD+水平的方法，具有治疗肌肉减少症和其他与年龄相关的病症的潜力。

在这项研究中，研究人员首先分析了人类骨骼肌减少症患者，在人类中，骨骼肌减少症患者体内葫芦巴碱水平较低，而随着肌肉减少，血清中的葫芦巴碱水平也会进一步降低。此外，葫芦巴碱还与骨骼肌中的肌肉力量和线粒体产生的能量呈正相关，葫芦巴碱的血清水平也与骨骼肌中的NAD+水平相关。

由于葫芦巴碱是烟酸（NA）的N-甲基化形式，且与NA的结构接近，以及衰老和肌肉减少症中肌肉NAD+与线粒体有关，研究人员分析了葫芦巴碱是否可以充当NAD+前体，并直接影响NAD+、线粒体和肌肉。

研究发现，在人类骨骼肌细胞中，与其他NAD+前体相比，葫芦巴碱和烟酰胺（NAM）可以使NAD+水平增加约50％，烟酰胺核苷（NR）和烟酰胺单核苷酸（NMN）可以使NAD+水平增加约两倍。然而，葫芦巴碱在血清中非常稳定，而NR和NMN在转化为NAM后几小时内迅速消失。

通过同位素标记法，小鼠体内给予标记的葫芦巴碱发现，葫芦巴碱是真正的NAD+前体，直接掺入细胞和多种组织中的NAD+中。

从机制上讲，体外和体内结果表明，葫芦巴碱通过依赖烟酸磷酸核糖转移酶（NAPRT）的Preiss-Handler途径进行代谢，并通过直接和间接机制促进NAD+合成。

在线虫中，研究人员分析了葫芦巴碱对线虫衰老过程的影响，结果发现，补充葫芦巴碱，显著延长了线虫寿命，还提高了老年线虫中的NAD+水平，并增加线粒体活性，改善了衰老过程中的肌肉萎缩。

葫芦巴碱延长线虫寿命，提高NAD+水平，改善肌肉萎缩

此外，研究人员还分析了葫芦巴碱对老年小鼠的影响，发现补充葫芦巴碱，可以增强老年小鼠的线粒体活性和肌肉功能，并防止衰老过程中的疲劳。

葫芦巴碱增强小鼠的线粒体活性和肌肉功能

最后，研究人员将葫芦巴碱确定为NAD+前体，是一种增加NAD+水平的方法，并证明膳食补充葫芦巴碱对衰老过程中线粒体功能、肌肉健康和活动能力的益处。

研究人员表示，NAD+水平可以通过不同的膳食前体来提高，例如L-色氨酸、维生素B3及其衍生物，包括烟酸（NA）、烟酰胺（NAM）、烟酰胺核苷（NR）和烟酰胺单核苷酸（NMN）。

总之，结果表明，葫芦巴碱是一种NAD+前体，可以增加线粒体活性、改善肌肉功能并防止衰老过程中的疲劳，表明葫芦巴碱具有治疗肌肉减少症和其他与年龄相关的病症的潜力。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s42255-024-00997-x

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