BAGAIMANA NAD Menjaga Sel Anda Berenergi dan Melambat Penuaan
NAD, molekul vital untuk energi seluler dan DNA Perbaiki, memainkan peran sentral dalam penuaan dan penyakit seperti kanker dan neurodegenerasi.
Penelitian terbaru mengungkapkan bagaimana mitokondria bertindak sebagai reservoir untuk NAD, sel pendukung selama peningkatan permintaan. Wawasan ini membuka pintu untuk strategi terapeutik untuk mengurangi penuaan dan penyakit terkait.
NAD: Molekul Penting untuk Hidup
Inti dari penemuan inovatif ini adalah molekul yang disebut NAD, pendek untuk nicotinamide adenine dinucleotide.
Profesor Mathias Ziegler dari Departemen Biomedis di University of Bergen (UIB), yang memimpin tim peneliti internasional di belakang penelitian, menyoroti pentingnya:
“Hal yang menarik tentang NAD adalah bahwa molekul itu penting untuk kehidupan, karena memainkan peran penting dalam semua proses seluler. Oleh karena itu, kadar NAD yang disregulasi terlibat dalam proses penuaan serta banyak patologi mulai dari kanker hingga diabetes dan penyakit neurodegeneratif. Dan alasan untuk ini adalah bahwa ia memegang posisi kunci dalam metabolisme energi dan regulasi fungsi vital, ”katanya.
Bagaimana NAD memicu energi seluler
Semua fungsi tubuh bergantung pada energi – tanpa itu, kita tidak bisa berlari, bernafas, atau bahkan berpikir. Tubuh kita, dan lebih khusus lagi sel kita, mendapatkan energi penting ini dari makanan yang kita makan. Nutrisi seperti gula dan lemak dipecah dan dikonversi menjadi bentuk energi yang digunakan sel untuk memberi daya pada semua yang mereka lakukan.
“NAD adalah pusat konversi ini karena berfungsi seperti baterai yang dapat diisi ulang. Ini dibebankan oleh energi yang diambil dari makanan dan meneruskannya untuk memicu semua aktivitas seluler. Bagian penting dari transfer energi ini terjadi dalam struktur seluler yang disebut mitokondria, yang juga disebut sebagai pembangkit tenaga listrik sel, ”jelas Ziegler.
Penuaan, Perbaikan DNA, dan Permintaan NAD
Yang terpenting, NAD juga berkontribusi pada banyak fungsi vital lainnya di seluruh sel. Ini berfungsi sebagai sinyal kimia untuk mengatur peristiwa seluler utama termasuk ekspresi gen dan perbaikan DNA, yang terjadi di inti sel.
“Menariknya, selama penuaan, DNA kami dapat mengumpulkan kerusakan yang, pada gilirannya, akan meningkatkan permintaan untuk molekul NAD. Memang, kita melihat bahwa kadar NAD seluler menurun seiring bertambahnya usia, dan diasumsikan bahwa peningkatan aktivitas perbaikan DNA adalah salah satu alasan utama penurunan ini, ”jelas Ziegler.
“Masalahnya muncul ketika mitokondria atau toko NAD mereka terpengaruh atau disadap selama periode waktu yang lama.”
Tetapi bagaimana sel mengatasi peningkatan permintaan untuk NAD dan melakukan penurunan kadar NAD tentu menghasilkan kondisi patologis?
Untuk menjawab pertanyaan -pertanyaan ini, Ziegler dan timnya mengembangkan model untuk mempelajari bagaimana sel -sel bereaksi terhadap penurunan kadar NAD saat terjadi selama penuaan.
Mereka sebelumnya telah mengembangkan metode yang memungkinkan mereka untuk mendeteksi molekul NAD seluler dan distribusinya dalam sel hidup.
Selain itu, mereka sekarang menerapkan teknik analitik canggih, termasuk spektrometri massa resolusi tinggi, untuk mempelajari dinamika seluler dari proses yang bergantung pada NAD.
Akibatnya, para peneliti menemukan peran mitokondria yang belum diakui saat ini dalam pemeliharaan level NAD seluler:
“Organel ini berfungsi sebagai reservoir NAD yang diisi ketika sel berfungsi secara normal, dan memasok sel dengan NAD ketika ada peningkatan permintaan,” jelas Lena Høyland, mahasiswa PhD dan penulis pertama penelitian.
Mempekerjakan metode gen-teknologi seperti pengeditan genom CRISPR-CAS9 mereka mampu menetapkan mekanisme molekuler tentang bagaimana mitokondria menangkal penurunan seluler NAD.
“Penurunan kadar NAD seluler tampaknya secara umum ditoleransi dengan baik oleh sel,” katanya.
“Namun, masalahnya muncul ketika mitokondria atau toko NAD mereka terpengaruh atau disadap selama periode waktu yang lama. Ini dapat memiliki konsekuensi yang fatal karena sel-sel mungkin tidak lagi memiliki “kapasitas baterai” NAD yang cukup untuk mendorong proses vital dan bergantung pada energi, “tambah Profesor Ziegler.
Menjelajahi suplemen NAD dalam penuaan
Penelitian selama beberapa tahun terakhir telah menetapkan bahwa disfungsi mitokondria dan menurunkan kadar NAD seluler mewakili karakteristik penuaan, dan gangguan terkait usia, seperti demensia atau penyakit neurodegeneratif.
Berdasarkan temuan baru mereka, tim peneliti percaya bahwa penipisan mitokondria NAD yang berlebihan mungkin merupakan faktor kunci yang mengarah ke pembangkit listrik seluler disfungsional dan dengan demikian penyakit terkait penuaan.
Memang, uji klinis awal di Norwegia dan secara internasional menggunakan pendekatan suplementasi terapeutik yang bertujuan untuk meningkatkan kadar NAD telah memberikan hasil yang menggembirakan.
“Kami sangat senang menemukan mekanisme lain yang berpotensi terlibat dalam pengembangan dan perkembangan penyakit,” kata Høyland, dan Ziegler menyimpulkan:
“Studi kami juga menunjukkan pentingnya penelitian dasar untuk mengidentifikasi target yang menjanjikan untuk memperlambat penuaan dan untuk mengobati penyakit terkait penuaan.”
Hasilnya telah diterbitkan dalam jurnal terkenal Metabolisme Alam dan ditampilkan dalam artikel News and Views dalam edisi yang sama.
Referensi: “Kolam NAD+ subselular saling berhubungan dan buffered oleh Mitochondrial Nad+” oleh Lena E. Høyland, Magali R. Vanlinden, Marc Niere, Øyvind Strømland, Suraj Sharma, Jörn Dietze, Ingvill Tolås, Eva Lucena, Esilia, Jörn Dietze, Ingvill Tolås, Eva Lucena, Esilia, Jörn dietze, Ingvill Tolås, Eva Lucena, Esilia , Camila Cimadamore-Werthein, Hanan Ashrafi, Kjellfrid F. Haukanes, Barbara van der Hoeven, Christian Dölle, Cédric Davidsen, Ina Kn Pettersen, Karl J. Tronstad, Svein A. Mjøs, Faisal Hayat, Mikhail V. Majaov, Svein A. Mjøs, Faisal Hayat, Mikhail v. Majaov, Marove, Marie, Faisal Hayat, Mikhail v. Majaov, Maisal, Faisal Hayat, Mikhail V. MaRAV E. Migaud, Ines Heiland dan Mathias Ziegler, 13 Desember 2024, Metabolisme Alam.
Doi: 10.1038/s42255-024-01174-w
