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NAD+ は、体内のエネルギーの生成と重要な細胞プロセスの制御に不可欠です。これがなぜそれほど重要なのか、どのようにして発見されたのか、そしてそれをさらに入手する方法は次のとおりです。

NAD+ がいかに強力であるか

生物学の教科書を開くと、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの略である NAD+ について学ぶでしょう。これは体内のすべての細胞に存在する重要な補酵素であり、細胞エネルギーやミトコンドリアの健康など、何百もの代謝プロセスに関与しています。NAD+ は、人間や他の哺乳類、酵母や細菌、さらには植物の細胞内でも熱心に働いています。

NAD+ が 1906 年に初めて発見されて以来、科学者は NAD+ について知っており、それ以来、その重要性についての私たちの理解は進化し続けています。たとえば、NAD+ 前駆体ナイアシンは、1900 年代にアメリカ南部を悩ませた致命的な病気であるペラグラの軽減に役割を果たしました。当時の科学者らは、どちらも NAD+ 前駆体を含む牛乳と酵母が症状を軽減することを突き止めました。時間が経つにつれ、科学者たちは、NAD+ につながる自然な経路を利用する、ニコチン酸、ニコチンアミド、ニコチンアミドリボシドなどのいくつかの NAD+ 前駆体を特定してきました。NAD+ 前駆体は、目的地に到達するために使用できるさまざまなルートと考えてください。すべての道は同じ場所に行くことができますが、交通手段は異なります。

最近、NAD+ は生物学的機能において中心的な役割を果たしているため、科学研究において貴重な分子となっています。科学界は、NAD+ が動物における顕著な利点にどのように関係するかを研究しており、研究者はこれらの発見を人間に応用するよう促し続けています。では、NAD+ は具体的にどのようにして重要な役割を果たしているのでしょうか?簡単に言うと、これは補酵素または「ヘルパー」分子であり、他の酵素に結合して分子レベルでの反応を引き起こすのを助けます。

しかし、体には無限の NAD+ 供給があるわけではありません。実は加齢とともに減少してしまうのです。NAD+ 研究の歴史、および科学コミュニティにおける最近の確立により、科学者が NAD+ レベルの維持とより多くの NAD+ の取得を研究するための水門が開かれました。

NAD+の歴史とは何ですか?

NAD+ は、サー アーサー ハーデンとウィリアム ジョン ヤングが 1906 年に初めて特定されました。このとき 2 人は、酵母が糖を代謝してアルコールと CO2 を生成する発酵について、より深く理解することを目指していました。ハーデンが発酵に関する研究でハンス・フォン・オイラー＝チェルピンとともに1929年にノーベル化学賞を受賞したとき、NAD+の評価がさらに高まるまでには20年近くかかりました。オイラー・チェルピンは、NAD+ の構造が、DNA を構成する核酸の構成要素である 2 つのヌクレオチドで構成されていることを特定しました。代謝プロセスである発酵が NAD+ に依存しているという発見は、NAD+ がヒトの代謝プロセスにおいて重要な役割を果たしているという現在分かっていることを予兆するものでした。

オイラー＝チェルピンは、1930 年のノーベル賞スピーチで、NAD+ をかつてそう呼ばれていたコザイマーゼと呼び、その生命力を宣伝しました。「私たちがこの物質の精製と構成の決定にこれほど多くの研究を行っている理由は、コザイマーゼが動植物界で最も広く普及しており、生物学的に最も重要な活性化因子の一つだからです。」と彼は述べた。

「ヴァールブルク効果」で知られるオットー・ハインリヒ・ヴァールブルクは、NAD+ が代謝反応において役割を果たすことをさらに説明する研究により、1930 年代に科学を前進させました。1931 年、化学者のコンラッド A. エルヴェジェムと CK ケーンは、NAD+ の前駆体であるニコチン酸がペラグラの緩和因子であることを特定しました。米国公衆衛生局のジョセフ・ゴールドバーガー医師は以前、この致命的な病気が食事に欠けている何かに関連していることを特定し、それを「ペラグラ予防因子」の意味でPPFと呼んだ。ゴールドバーガー氏は、それがニコチン酸であるという最終的な発見を待たずに亡くなったが、彼の貢献が発見につながり、小麦粉や米の栄養強化を国際規模で義務付ける最終的な法律にも影響を与えた。

次の10年、後にノーベル賞を受賞したアーサー・コーンバーグ DNA と RNA がどのように形成されるかを示すために、NAD+ を作る酵素である NAD シンテターゼを発見しました。この研究は、NAD+ の構成要素の理解の始まりとなりました。1958 年、科学者のジャック・プレイスとフィリップ・ハンドラーは、現在プレイス・ハンドラー経路として知られている経路を定義しました。この経路は、ペラグラの治療に役立ったのと同じビタミンB3の形であるニコチン酸がどのようにしてNAD+になるのかを示しています。これは、科学者が食事における NAD+ の役割をさらに理解するのに役立ちました。ハンドラーは後にロナルド・レーガン大統領から国家科学勲章を授与され、レーガン大統領はハンドラーの「生物医学研究に対する顕著な貢献…アメリカ科学の発展」を挙げた。

科学者たちは NAD+ の重要性を認識していましたが、細胞レベルでの NAD+ の複雑な影響はまだ発見していませんでした。科学研究における今後の技術と補酵素の重要性の包括的な認識が組み合わさって、最終的に科学者がこの分子の研究を続けることを奨励しました。

NAD+は体内でどのように機能するのでしょうか?

NAD+ はシャトルバスとして機能し、細胞内で電子をある分子から別の分子に移動させて、あらゆる種類の反応やプロセスを実行します。この重要な分子は、対応する分子である NADH とともに、細胞のエネルギーを生成するさまざまな代謝反応に参加します。十分な NAD+ レベルがなければ、私たちの細胞は生存してその機能を実行するためのエネルギーを生成できません。NAD+ のその他の機能には、体の睡眠/覚醒サイクルを制御する概日リズムの調節が含まれます。

年齢を重ねると NAD+ レベルが低下し、代謝機能と加齢に関連した疾患に重要な影響を与えることが示唆されています。DNA 損傷は加齢とともに蓄積し、雪だるま式に発生します。

NAD+ レベルが低下すると何が起こるでしょうか?

多くの研究は、肥満や老化などの栄養障害状態では NAD+ レベルが低下することを実証しています。NAD+ レベルの低下は代謝に問題を引き起こす可能性があります。これらの問題は、肥満やインスリン抵抗性などの障害を引き起こす可能性があります。肥満は糖尿病や高血圧の原因となります。

NAD+ レベルの低下によって引き起こされる代謝障害は、連鎖的に起こります。高血圧やその他の心臓機能の低下は、脳に有害な圧力波を送り、認知障害を引き起こす可能性があります。

NAD+ 代謝を標的にすることは、代謝性疾患やその他の加齢関連疾患から身を守るための実用的な栄養介入です。いくつかのグループは、NAD+ブースターを補給することで肥満によるインスリン抵抗性が改善されることを示す研究を行っています。加齢に伴う疾患のマウスモデルでは、NAD+ ブースターを補給すると疾患の症状が改善されます。これは、加齢に伴う NAD+ レベルの低下が加齢関連疾患の発症に寄与している可能性があることを示唆しています。

NAD+ の低下を防ぐことは、加齢に伴う代謝障害と戦うための有望な戦略となります。NAD+ レベルは年齢とともに減少するため、DNA 修復、細胞ストレス反応、エネルギー代謝の調節が低下する可能性があります。

潜在的な利点

NAD+ は、種のミトコンドリアの維持と老化に関する遺伝子制御にとって重要です。しかし、私たちの体内の NAD+ レベルは年齢とともに大幅に減少します。「年齢を重ねると、NAD+が失われます。50歳になるまでに、20歳の頃に持っていたレベルの約半分になります」とハーバード大学のデビッド・シンクレア氏はインタビューで語った。

研究では、この分子の減少が老化の促進、代謝障害、心臓病、神経変性などの加齢関連疾患に関連していることが示されています。NAD+ レベルが低いと、機能的代謝が低下するため、加齢に伴う疾患に関連します。しかし、NAD+レベルの補充は動物モデルで老化防止効果を示し、加齢に関連した疾患を逆転させ、寿命と健康寿命を延ばすという有望な結果を示しています。

エージング

「ゲノムの番人」として知られるサーチュインは、植物から哺乳類までの生物を劣化や病気から守る遺伝子です。遺伝子は、体が運動や空腹などの物理的ストレスにさらされていることを感知すると、体を守るために軍隊を派遣します。サーチュインは、ゲノムの完全性を維持し、DNA 修復を促進し、寿命の延長など、モデル動物において老化防止に関連する特性を示しています。

NAD+ は遺伝子を働かせる燃料です。しかし、車が燃料なしでは走行できないのと同じように、サーチュインには NAD+ が必要です。研究結果は、体内の NAD+ レベルが上昇するとサーチュインが活性化され、酵母、線虫、マウスの寿命が延びることを示しています。NAD+補充は動物モデルで有望な結果を示していますが、科学者はこれらの結果がどのように人間に応用できるかをまだ研究しています。

筋肉の機能

体の動力源であるミトコンドリアの機能は、私たちの運動パフォーマンスにとって非常に重要です。NAD+ は、健康なミトコンドリアと安定したエネルギー出力を維持するための鍵の 1 つです。

筋肉内の NAD+ レベルを増加させると、マウスのミトコンドリアとフィットネスが向上します。他の研究では、NAD+ ブースターを摂取したマウスは痩せていて、トレッドミルでより遠くまで走ることができ、運動能力が高いことが示されています。NAD+ レベルが高い高齢動物は、他の動物よりも優れた成績を示します。

代謝障害

世界保健機関 (WHO) によって流行病として宣言されている肥満は、現代社会で最も一般的な病気の 1 つです。肥満は、2016 年に世界中で 160 万人が死亡した糖尿病など、他の代謝疾患を引き起こす可能性があります。

加齢と高脂肪食により、体内の NAD+ レベルが低下します。研究では、NAD+ ブースターを摂取すると、たとえ高齢のマウスであっても、食事関連および加齢に関連したマウスの体重増加が緩和され、運動能力が向上することが示されています。他の研究では、雌マウスにおける糖尿病の影響を逆転させ、代謝障害と戦うための新しい戦略を示しています。

心機能

動脈の弾力性は、心拍によって送出される圧力波の間の緩衝材として機能します。しかし、加齢とともに動脈は硬化し、心血管疾患の最も重要な危険因子である高血圧の原因となります。CDCの報告によると、米国だけでも37秒に1人が心血管疾患で死亡している。

高血圧は心臓の肥大や動脈の詰まりを引き起こし、脳卒中を引き起こす可能性があります。NAD+ レベルを高めると心臓が保護され、心機能が改善されます。マウスでは、NAD+ ブースターにより心臓内の NAD+ レベルがベースラインレベルまで補充され、血流不足による心臓の損傷が防止されました。他の研究では、NAD+ ブースターが異常な心臓肥大からマウスを保護できることが示されています。

NAD+は寿命を延ばしますか?

はい、そうです。あなたがネズミだったら。NMN や NR などのブースターで NAD+ を増加させると、マウスの寿命と健康寿命を延ばすことができます。

NAD+ レベルの増加は、マウスの寿命を延ばすという中程度の効果をもたらします。科学者らは、NAD+ 前駆体である NR を使用することを、2006 年に発表された研究で発見しました。科学, 2016年、NRの補給によりマウスの寿命が約5パーセント延長されました。

NAD+ レベルの上昇は、さまざまな加齢に関連した病気に対する保護も与えます。加齢に伴う病気を防ぐということは、より長期間にわたって健康的な生活を送り、健康寿命を延ばすことを意味します。

実際、シンクレアのようなアンチエイジング科学者の中には、自分たちが NAD+ ブースターを摂取しているという動物実験の結果が成功したと考えている人もいます。しかし、NIHの老化に関する国立研究所のフェリペ・シエラのような他の科学者は、この薬の準備ができているとは考えていない。「結論から言えば、私はこれらのことを何も試していないということです。なぜそうしないのですか？私はネズミじゃないから」と彼は言った。

ネズミにとっては「若返りの泉」探しは終わったのかもしれない。しかし、人間に関しては、まだそこまで到達していないことに科学者たちは同意しています。ヒトにおけるNMNとNRの臨床試験では、今後数年以内に結果が得られる可能性があります。

NAD+の未来

「シルバーウェーブ」が押し寄せる中、健康と経済的負担を軽減するための加齢に伴う慢性疾患の解決策が急務となっています。科学者は、NAD+ という解決策の可能性を見つけたかもしれません。

細胞の健康を回復し維持する能力から「奇跡の分子」と呼ばれる NAD+ は、動物モデルで心臓病、糖尿病、アルツハイマー病、肥満の治療においてさまざまな可能性を示しています。しかし、科学者が分子の安全性と有効性を確保するには、動物での研究がどのように人間に応用できるかを理解することが次のステップとなります。

科学者たちは、この分子の生化学的メカニズムを完全に理解することを目指しており、NAD+ 代謝に関する研究が続けられています。この分子のメカニズムの詳細は、アンチエイジング科学を実験台からベッドサイドに持ち込む秘密を明らかにするかもしれません。