自从辛克莱教授等学者让NMN和NR等NAD+前体物质走红以来,它们一度成为抗衰人士的心头好,比如经典美剧《老友记》主演,美国甜心——詹妮弗·安妮斯顿就公开表示她每周都会注射NAD+,并认为这是未来的趋势[1]。
在美国,NAD 市场炙手可热,2022 年的市场价值为 5.36 亿美元,而且还在快速增长。然而,NAD+前体的效用是否真的配得上目前的商业热度,还需要打个问号,毕竟,即便在最前沿的实验室,补充NAD+仍有许多悬而未决的问题。
近期,宾夕法尼亚大学的Joseph A. Baur教授发表了一篇重磅综,深入探讨了NAD+的一些鲜为人知的细节,也对该领域长期以来的争议进行了讨论[2]。
PS:本文篇幅略长,消费者可直接跳至第三、第四部分。
作为生命正常运转不可或缺的物质,NAD+水平在J病、污染、工作压力等各种刺激下都有可能下降,这种宿命般的变化使人焦虑,然而人们发现它的降低可以通过补剂来迅速恢复,因此,即便是不从事科研的普通人都开始对NAD+产生了浓厚的兴趣。
可无论是在科学理论还是日常实践中,NAD+的补充还是存在很多问题与争议,比如在科学层面,细胞不同部位的NAD+池(例如线粒体、细胞核、内质网中都有NAD+的储库)是如何建立以及彼此运输的?
可能有人会问,知道NAD+如何发挥作用不就行了么?有必要研究得这么精细吗?对于大多数抗衰物质来说可能确实没有必要,比如雷帕霉素主要在细胞质中发挥作用,因为其靶点蛋白mTORC1基本都在细胞质中[3]。
可与大多数抗衰物质不同的是,尽管已知NAD+的主要作用目标是线粒体,但是也有大量NAD+被证实存在于细胞核、细胞质、内质网、高尔基体中。根据科学家推测,对于大多数细胞类型而言,线粒体之外的NAD+数量,其实占到了整个细胞内NAD+池的50%以上。
尽管我们了解了NAD+的部分作用,比如在最常见的线粒体中,NAD+能促进能量流通;在细胞核中,NAD+能够促进DNA修复过程;在内质网中,NAD+可以辅助缓解内质网的过度应激。
可是,关于NAD+是如何穿过细胞内的各种生物膜,进而在不同细胞细胞器中构建起NAD+池,这方面的研究只能说刚入门。
对于线粒体和细胞核,目前已知线粒体膜上存在NAD+ 的搬运工——SLC25A51,它的缺失会导致线粒体中几乎不存在NAD+,而细胞质和细胞核中的 NAD+ 浓度会增加。
对于过氧化物酶体(同样是被生物膜包裹的一种细胞器),目前已经怀疑是膜蛋白SLC25A17起到运输NAD+的作用,而至于内质网和高尔基体中NAD+池的生成和维持机制,目前几乎没有头绪。
这就导致,我们通过口服NMN、NR(NAD+的前体物质)等手段提升了NAD+水平后,有多少NAD+会被分配给线粒体参与氧化磷酸化,有多少NAD+会被用于缓解内质网的“压力”,又有多少会被送去细胞核中用于DNA修复?这些问题很大程度上是未知的。
关于NAD+补充收益的另一个被忽视的问题——肠道菌群的作用。我们口服的NAD+前体,在被我们的体细胞吸收前,必定要先经过肠道。
而如前文所说,任何生命正常运转都离不开NAD+,在我们肠道安家的微生物也一样,那么我们吃进去的NAD+前体,是否会被菌群掠夺呢?
首先,我们的日常饮食中,其实也存在着NAD+的各种活性形式,包括NADH、NADP+、Nam等,它们有的会先被分解为NR,进而直接被吸收,有的会以烟酰胺(Nam)的形式被肠道菌群转化为烟酸(NA)。
不同于无法被细胞直接吸收的NAD+,NA或NR能够穿过细胞膜后再被用于合成NAD+[4]。
有研究发现,当补充NAD+前体,比如Nam、NR或者NMN时,肝脏中观察到的NAD+水平升高,主要是通过菌群的NA途径产生的,而不是通过给药分子直接转移到肝细胞中,这意味着,我们摄入的部分NAD+前体会被肠道菌群截留。
但肠道菌群在我们的NAD+代谢中所扮演的绝不是单纯的强盗角色,它们其实是在试图维持我们体内NA的平衡,比如,我们细胞中的NAD+在通过各种途径(比如SIRT1)发挥积极作用后,会被转变成烟酰胺(Nam),那么Nam又会去哪里呢?
没错,前文提到,我们从外界摄入的NR等NAD+前体,会以Nam的形式被肠道菌群转化为烟酸(NA),而我们体内本就有的NAD+,在被SIRT1等途径消耗后转变成的Nam,也一样能被送往肠道,被微生物再次转为NA,而NA则又能被回收至体细胞内生成NAD+。
因此,肠道菌群更像是我们体内NAD+代谢的“缓冲器”,它不会允许我们在大量补充NAD+前体后,体内NAD+水平短时间内暴涨,也能通过NAD+-NAM-NA-NAD+的循环,让我们即便在没有摄入任何营养的情况下,让体内NAD+水平不至于暴跌。
另外,NAD+前体被肠道菌群“截胡”也未必是坏事,因为科学家认为,提升宿主(我们自己)NAD+水平可能会促进有益菌,且对有害菌有抑制作用,比如,摄入NAD+前体可以限制致病菌在肠道中的生存。
总之,肠道菌群在补充NAD+这一行为中扮演的角色很复杂,而且目前的研究还仅限于啮齿类动物,因此还无法确定我们人类在补充NAD+前体后,肠道菌群到底是掠夺更多,还是贡献更多。
如果说前两个部分是学者们更关注的问题,那么接下来的话题,可能就与消费者息息相关了——我们花这么多钱补充NAD+,是否真的有效?
在Joseph A. Baur教授看来,人们可能已经把提高NAD+水平的抗衰策略拔高到了它不该有的高度,关于NAD+前体的益处,相比临床证据,坊间传闻明显有夸张成分。
研究表明,大剂量补充NAD+会对运动能力产生负面影响,但也有大量证据表示,在有损伤或者患病的情况下,补充NAD+前体还是可以改善一部分衰老指标的,因此,补充NAD+的目标,应该是在体内NAD+水平异常下降时,将其恢复至正常水平。
在下表中,综述作者总结了关于NAD+前体补剂的各种临床结果,可以发现,有效的案例和无效的案例,整体上在五五之数,对于患者来说,有效的情况略多,但对于非患病人群来说,则是无效的情况更多了:
表注:表中若有“*2”类似字样,代表该物质有若干次相关临床实验,比如关于“体重”这一行,只有一项临床实验结果有改善,该临床实验使用的是NMN,8项临床结果是无改善,其中1项实验用NA,2项临床用Nam,2项临床用NR,3项临床用NMN
因此,如果我们补充NAD+后,感觉身体状态有所好转,多半是因为在补充前我们体内的NAD+水平已经跌破正常值。
可如果我们打算在进行这类干预前,提前检测NAD+水平的话,也存在一个问题——肌肉和血液中NAD+水平的检测结果,并不能反映NAD+的周转率,有可能我们体内的NAD+水平并不低,但它相关的代谢速度却比较慢,因此仍需要通过补充来促进其发挥作用。
又比如,我们身体的某些部位正在异常快速地消耗NAD+,导致其他部位的NAD+供应不足,这种情况下,即便我们血液中NAD+浓度没有发生明显变化,我们仍旧可能通过补充NAD+来恢复健康。
因此,对于非健康人群,如慢性YAN症、肾脏J病和各种早衰症的患者以及老年人,可以放心从NAD+前体补充中受益;而对于健康人群,我们还需要更精确的方法来评估我们是否真的需要补充NAD+、补充后能带来哪些潜在的好处,以避免自己花冤枉钱(富哥可无视)。
如果在经过深思熟虑后,我们最终决定要补充NAD+了,那么下一个要考虑的问题就是,我们要通过何种途径,或者说选择什么样的NAD+前体去补充?综述作者对各种不同的策略也进行了讨论:
在理解不同的NAD+前体优劣之前,我们需要稍微理解几种关键前体之间的转化关系:
NAD+被消耗后会产生Nam,Nam可以通过NAMPT(烟酰胺磷酸核糖基转移酶)转化为NMN,NR也可以被NRK(烟酰胺核糖激酶)催化生成NMN,而NMN再由NMNAT(烟酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶)转化为NAD+。
烟酰胺(Nam)
Nam 是 NAD+ 的主要前体,价格亲民,但是在NAD-Nam-NMN的三角循环中,存在一个木桶效应的短板——NAMPT,它的活性可能不足以满足需求,导致大量Nam排队等着被转化,而最终产生的NAD+却较为有限。
另外,很多对我们身体有益的生物过程如SIRT1途径(也就是NAD+转化为Nam时的反应),也会被高浓度的Nam所抑制。
烟酸(NA)
NA独立于NAD-Nam-NMN的循环,并不像Nam那样受制于NAMPT,但是NA依赖NAPRT(烟酸磷酸核糖转移酶),研究发现,依赖NARPT合成NAD+的途径与某些肿瘤有关。
鉴于许多研究表明,NA能有效降低低密度脂蛋白(LDL)、胆固醇和甘油三酯的水平,因此血脂异常或者有心血管J病风险的人可以考虑NA。
色氨酸
色氨酸是体内合成NAD+的重要原料,但通过摄入色氨酸来补充NAD+的策略一直不受欢迎,因为从色氨酸到NAD+需要经历的代谢步骤较多,且除了NAD+以外,色氨酸也会转为其他物质。过量的色氨酸代谢还可能会产生有神经毒性的喹啉酸。
烟酰胺核糖(NR)
NR的最大优势在于,它能绕过NAMPT这个短板,从而避免Nam的各种缺陷,然而,这种理论上的优势大多只存在于细胞实验中,口服的大部分NR还是会在体内先转化为Nam,这可能是NR在临床中未能与Nam拉开明显差距的重要原因。
研究表明,与NA、Nam和NMN相比,NR在抗氧化与抑制YAN症方面可能更有优势[5],因此全身性慢性YAN症患者或久经YAN症困扰的人可能更适合使用NR。
烟酰胺单核苷酸(NMN)
NMN与NR一样都可以绕过NAMPT,因此它们的优势很类似,但是关于NMN存在的争议是,NMN是直接被细胞吸收还是先转化为NR再被吸收?如果是前者,那么只需要经过NMN→NAD+这一步。
可有学者发现,口服摄入体内的NMN会先变回NR[6–8],若该现象普遍成立的话,意味着要经过NMN→NR→NMN→NAD+三步,凭空增加损耗。
也因为这一问题还没有被研究清楚,所以NMN与NR之间谁更有优势还难以确定。因此从理论的角度,选择NR还是NMN,其收益和风险并无高下(或者说无从判断),这时候,相比于物质本身,具体产品的成色才是更大的影响因素。
静脉注射NAD+
既然口服补充NAD+前体有这么多潜在的坑,那么直接静脉注射NAD+似乎在理论上足以回避以上NAD+前体的种种缺陷。
即便是挑剔的科学家,也只是表示:目前测试静脉注射NAD+效果的科学文献相当有限,而且注射后会导致血液中腺苷(ATP分解的产物)的水平持续增加,这可能会带来健康风险。
除此之外,静脉注射NAD+的主要劣势,应该就是便利性差、以及成本偏高了。
其实单从人体临床的角度出发,目前还很难得出哪种NAD+前体最优的结论,比如当我们提出NR对于YAN症的效果好时,不意味着NMN、Nam就不能抗YAN,只是因为其他NAD+前体在临床中缺少抗YAN相关的测试。
但消费者们在做选择时,建议还是应该结合已有的临床结果与自己的身体情况所需。
比如假设我的睡眠质量很差,目前临床中检测过睡眠改善指标的NAD+前体中,NMN恰好有效,尽管不代表着其他前体无效,但至少有一个临床试验背书的情况下,或许NMN是最适合睡眠质量差的我的选择。
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