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NAD+抗衰大家都不陌生了,它对维持代谢和活力很关键,但在肌肉抗衰方面,它是可有可无?还是至关重要?
派派之前分享过一个反常识的研究:成年小鼠肌肉里的NAD+缺失85%时,肌肉强度、运动能力竟然和正常小鼠没差[1]。这引起了不少困惑:难道NAD+的抗衰神话真的要翻车了?
虽然当时有代偿机制的推测解释,但仍缺少明确答案。不过近期,《Cell Reports》上的一项研究,解开了这个疑惑:NAD+不是没用,而是有幼年这个黄金窗口期,此时缺乏,就会加速小鼠肌肉衰老;而若成年后才缺,肌肉已经有了代偿应对手段!不过扎心的是,小时候缺了NAD+,成年再补也难救回早年衰退
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童年缺失NAD+,是肌肉一生的痛
研究团队通过基因编辑,敲除了小鼠全身的NADS基因(NADS是脱酰胺途径生产NAD+的关键酶,在肝脏、肾脏等器官中高表达)。这相当于切断了一条重要生产线,打造了一批“童年NAD+匮乏”小鼠。
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图注:哺乳动物中的两条NAD+合成途径:脱酰胺途径:关键酶NADS在幼年期的全身NAD+供应中起主导作用;酰胺化途径(即补救途径):细胞利用前体(如NAM)进行内部回收的主要方式,可能在成年后发挥更重要角色。
果不其然,这些小鼠刚出生时还挺正常,但一断奶(约出生后20天至2个月大时),骨骼肌NAD+水平就断崖式下降,远低于正常小鼠;同时,小鼠表现出生长迟缓、肌肉重量减轻以及运动耐力下降等问题。
但神奇的是,当这些小鼠长到中年(12个月大)时,骨骼肌中的NAD+竟然自行恢复到了正常水平。那肌肉功能是不是也跟着好转了呢?
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图注:NADS敲除小鼠骨骼肌中NAD+水平在2个月时明显降低,在12个月时恢复。
然而并没有,这些小鼠从幼年期就开始出现的肌肉问题,没有随着NAD+的回升而改善,还一路持续到老年(24个月大)。
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图注:小鼠24个月时,骨骼肌NAD+水平已恢复,但运动能力并没有改善。
那么,这种不可逆损伤,根源是全身问题,还是肌肉自身?为此,研究团队只敲除了骨骼肌NADS基因,结果发现骨骼肌NAD+水平并没有下降,肌肉功能也和正常小鼠无异。说明肌肉自身的NADS,对于维持其NAD+水平来说并非必需。
真正的症结在哪里?回看全身性NADS敲除小鼠,研究人员发现,在它们幼年肌肉NAD+暴跌的同时,血液中的烟酰胺(NAM)水平也显著降低,而NAM正是合成NAD+的核心前体之一。
于是可以得到这样的推论——幼年肌肉的NAD+,主要靠肝脏等高表达NADS的器官合成后,以NAM的形式输送过来,全身敲除NADS相当于摧毁了这个供应链;而成年后,肌肉可能通过其它途径(酰胺化途径)自主合成NAD+,使其水平得以恢复。然而,童年因原料断供造成的肌肉发育损伤,却已无法逆转。
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图注:器官间NAD+代谢。
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NAD+缺失,给Has2基因上了把锁
如果幼年NAD+的亏空是一笔健康债,那身体究竟是如何记仇并追讨一生的?
这里就涉及到了表观遗传修饰机制——可以把它理解为,在特定基因上,用化学标记(比如甲基)上了一把锁。基因本身没有突变,但信息却无法被细胞读取执行了。
幼年NAD+缺乏,就是给Has2基因上了锁。Has2负责生产透明质酸(HA,就是玻尿酸),它不只是皮肤保湿剂,还能激活肌肉干细胞增殖修复,让肌肉保持紧致有力量。这把锁,正是通过三步连锁反应,持久抑制了Has2基因。
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图注:NAD+缺乏,如何给Has2基因上锁。
NAD+缺了,αKG跟着躺平
NAD+是细胞能量代谢的核心辅酶,它一短缺,三羧酸循环就会运行不畅,导致代谢中间物α-酮戊二酸(即大家比较熟知的AKG)大幅减少。
解锁酶JMJD3没钥匙,直接罢工
αKG匮乏,导致依赖它的JMJD3酶失去活性。JMJD3的本职工作,就是拆掉基因上的抑制性标记(组蛋白H3K27me3),让基因能正常干活。
Has2基因被上锁,永久沉默
JMJD3罢工后,Has2基因的启动子区就会堆满抑制性标记,透明质酸生产停工,哪怕后来NAD+水平恢复、αKG够用了,这把锁也拆不掉。
所以成年小鼠的NAD+缺失85%,为啥依然强健?因为它们的Has2基因没经历过童年上锁,成年后短期缺NAD+,只是临时断粮,通过其它代谢途径补位就能扛过去。
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绕开NAD+缺陷,两条补救路径浮现
对于童年亏损,成年后补充NAD+已无力挽回,不过别慌,不死磕NAD+,还有得救!
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咱们前面刚捋清,问题在于αKG不够→JMJD3罢工→Has2被锁,那就直接从源头补够αKG,强行撬开最后这把基因锁。
团队给幼年缺NAD+的小鼠补充αKG,发现原本堆在Has2上的H3K27me3抑制标记显著减少,沉默的Has2基因重新恢复表达,HA产量也随之回升。小鼠肌肉纤维增粗,运动能力改善,几乎接近正常小鼠水平,肌肉衰退硬生生被αKG拉了回来!
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图注:补充αKG后,小鼠的Has2表达水平和运动能力都得到改善。
除了撬锁,绕开这把锁,也就是直接把HA这个有用终产物送货上门,貌似更加一步到位。研究团队在细胞实验中验证了这一想法,在NAD+耗竭细胞中,直接添加HA,效果与补充αKG相当。这或许为未来开发直接递送HA的肌肉修复疗法,提供了依据。
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我们补AKG/HA,能复刻小鼠的补救奇迹吗?
看到这儿,你是不是也想搞点AKG或者HA来试试了?且慢,先看看我们人类跟着补,有没有啥副作用,能不能收获一样的效果。
结论先放这儿:有补救潜力,但不能1:1复刻小鼠效果。现有研究证实二者对人类肌肉健康都有积极作用,但也有适用边界和注意事项。
1)AKG:长期补才有效
AKG能有效抑制肌肉蛋白质的降解,帮助身体锁住肌肉量,这对中老年人尤为重要,能缓解年龄相关的肌肉流失,且很有潜力作为肌少症人群的营养补充[3]。
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图注:肌少症
但想要有效果,在于长期坚持和合理剂量,偶尔才想起来吃一粒,就别指望有啥大用了。研究表明,单次补充3000mg的AKG复合物(如AAKG),并不能改善肌肉耐力和代谢水平[4]。并且目前也还没有针对“童年营养缺乏导致肌肉损伤”人群的专属研究,只能说有很大潜力成为补救方案。
2)HA:选对补充方式
HA是人类肌肉修复的关键信号,能唤醒肌肉干细胞,促进肌肉再生。目前的有效补充方式主要是局部注射(如关节腔),将HA直接送达受损部位,抗炎、润滑并促进修复[5]。
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图注:定期给膝盖注射HA,能润滑关节,减少骨骼磨损
大家更熟悉的口服方式则存在明显局限,进入人体后会被分解,难以确保以有效浓度精准作用于骨骼肌。现有研究也多聚焦于口服HA对皮肤的益处,并且和AKG类似,仍需更多针对性临床验证[6-7]。
所以,如果你有上述对应需求或想维稳止损,可以考虑AKG和HA,如果你抱着补回童年亏空的心理,扭转早期发育劣势,目前的科学还不敢打包票。
最后,幼年作为生命发育的黄金关键期,这个阶段的任何营养缺失、环境扰动,都可能留下不可逆的损伤。所以,如果家里有小朋友,可以考虑从娃娃抓起,守护好他的每一份健康潜力!
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参考文献
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