我们的细胞藏着何种秘密？科学揭示NAD+和NADH的力量

我们的身体是由亿万个细胞组成的复杂系统，而这些细胞内部的生化反应则是我们生活的基础。其中，NAD+和NADH是两种在细胞中发挥着重要作用的分子。这些分子虽然微小，却在我们的身体中扮演着重要的角色。

NAD+和NADH在细胞中主要起体调节细胞能量代谢的作用。

具体表现为：

NAD+可由烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶(NMNATs)介导的挽救途径或从头途径产生,通过多种NAD+-dependent酶产生许多生物学效应，包括NAD+/NADH-dependent脱氢酶、聚(adp核糖)聚合酶(PARPs)、sirtuins、单(adp核糖)转移酶(ARTs)、adp核糖环化酶和NAD+激酶。

图1.NAD+的代谢和生物活性

NADH则是通过脱氢酶介导的反应从NAD+转化，或通过烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶(NMNATs)的作用通过新的途径产生。

图2.NADH的代谢和生物活性

越来越多的证据表明NAD+和NADH不仅在能量代谢中起关键作用，而且在细胞死亡和各种细胞功能中起关键作用，包括钙稳态和基因表达的调节。

具体表现为：

ADP-核糖环化酶、聚(ADP-核糖)聚合酶(PRPs)和sirtuins以NAD+为底物，产生种Ca2+动员的第二信使，包括环状ADP-核糖(cADPR)、ADP核糖和O-乙酰基-ADP-核糖。这些信使可以产生TRPM2受体和rvanodine受体(RyR)的开放。NAD+ -依赖的单(ADP-核糖基)转移酶(ARTs))也可以通过产生P2X7受体(ADP-R-P2X7R)的单adp-核糖基化来影响钙稳态。NAD+分别被NAD +/ NADH依赖的脱氢酶和NAD+激酶转化为NADH和NADP +后，可进一步调节钙代谢：NADH可导致ip3门控制的Ca2+通道打开，抑制ryanodine受体(RyR)；而NADP+产生的NAADP可以有效调动细胞内依赖NAADP的Ca2+储存。开放椭圆中的分子是钙动员的第二信使；而开放矩形中的细胞成分则是这些第二信使的目标。

图3.NAD+和NADH影响钙稳态的途径

此外，随着年龄的增长，NAD+/NADH的平衡可能会发生变化。在阿尔茨海默病（AD）中，这种平衡的改变可能会加剧疾病的发展。通过调节NAD+/NADH的比例，可以更好地控制生物体内的氧化还原状态和能量代谢。这为治疗与年龄相关的疾病，如阿尔茨海默病（AD），提供了新的思路。

参考文献：

[1]Ying W. NAD+ and NADH in cellular functions and cell death. Front Biosci. 2006 Sep 1;11:3129-48. doi: 10.2741/2038. PMID: 16720381.

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