Vai trò của NAD+ trong các liệu pháp chống lão hóa

NAD+ đóng vai trò quan trọng trong các liệu pháp NAD+ chống lão hóa nhờ khả năng kích thích quá trình sửa chữa tế bào và bảo vệ chúng khỏi tổn thương do stress oxy hóa. Việc duy trì hoặc tăng cường mức NAD+ có thể giúp làm chậm quá trình lão hóa tự nhiên, cải thiện chức năng tế bào và kéo dài tuổi thọ. Nghiên cứu về NAD+ mở ra triển vọng mới trong việc phát triển các liệu pháp NAD+ chống lão hóa hiệu quả.

Quá trình lão hóa liên quan đến sự tích tụ của tổn thương DNA, khiếm khuyết ty thể, thoái hóa và teo mô tiến triển, và sự phát triển của rối loạn chức năng chuyển hóa và suy nhược. Lão hóa cũng đi kèm với việc giảm nồng độ nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), có thể dẫn đến tổn thương tế bào và tuổi thọ thậm chí ngắn hơn. NAD+ hoạt động như một cofactor enzyme trong nhiều con đường sinh học thiết yếu và là chất nền cho một số protein điều hòa. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc điều hòa tăng các tiền chất NAD+ có thể làm tăng nồng độ NAD+ trong các mô hoặc tế bào để làm chậm quá trình lão hóa. Các thử nghiệm lâm sàng đã được tiến hành về tính an toàn và hiệu quả của NAD+. Xuqian Liu và cộng sự trong một nghiên cứu công bố năm 2019 đã cung cấp một số đánh giá về quá trình chuyển hóa NAD+ và vai trò của nó trong liệu pháp liên quan đến lão hóa.

1. Con đường sinh tổng hợp NAD+

NAD+ là một chất quan trọng trong cơ thể sống, đóng vai trò then chốt trong nhiều phản ứng sinh hóa. Nó giúp các enzyme hoạt động và tham gia vào quá trình tạo năng lượng của tế bào. Khi chúng ta già đi, quá trình tổng hợp NAD+ trong cơ thể giảm dần, ảnh hưởng đến quá trình lão hóa của nhiều loài sinh vật.

Có ba cách để cơ thể tổng hợp NAD+:

• Từ một axit amin có tên tryptophan
• Từ axit nicotinic
• Từ nicotinamide (NAM) thông qua con đường “tái chế”

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào con đường tái chế, vì đây là nguồn NAD+ chính trong cơ thể.

Con đường tái chế NAD+ diễn ra như sau:

• Bước 1: Một enzyme có tên NAMPT biến đổi nicotinamide thành một chất trung gian gọi là NMN.
• Bước 2: Một enzyme khác có tên NMNAT biến đổi NMN thành NAD+.

NAMPT là enzyme quyết định tốc độ của quá trình này. Khi chúng ta già đi, lượng NAMPT giảm xuống, dẫn đến việc tổng hợp NAD+ cũng giảm theo. Tuy nhiên, tập thể dục có thể giúp tăng lượng NAMPT trong cơ bắp.

NAMPT có hai dạng: bên trong tế bào và bên ngoài tế bào. Dạng bên trong tham gia vào quá trình tái chế NAD+, còn dạng bên ngoài hoạt động như một protein truyền tin trong máu. NAMPT và một protein khác có tên SIRT1 có mối liên hệ chặt chẽ: SIRT1 điều chỉnh việc tiết ra NAMPT, trong khi NAMPT lại ảnh hưởng đến hoạt động của SIRT1 thông qua việc điều chỉnh lượng NAD+. Tăng lượng NAMPT có thể giúp làm chậm quá trình lão hóa.

NAMPT cũng quan trọng đối với sức khỏe xương. Nó giúp các tế bào gốc trong tủy xương phát triển thành tế bào xương. Khi thiếu NAMPT, nguy cơ loãng xương và gãy xương có thể tăng lên.

Nghiên cứu trên chuột cho thấy tăng lượng NAMPT có thể giúp kéo dài tuổi thọ. Chuột già được tăng cường NAMPT có lượng NAD+ cao hơn trong nhiều mô và sống lâu hơn.

NMNAT là enzyme trung tâm trong quá trình tổng hợp NAD+. Ở động vật có vú, có ba loại NMNAT khác nhau, nằm ở các vị trí khác nhau trong tế bào:

• NMNAT1 trong nhân tế bào
• NMNAT2 trong bộ phận Golgi
• NMNAT3 trong ty thể

Mỗi loại NMNAT đều có vai trò quan trọng:

• NMNAT1 rất cần thiết cho sự sống còn của phôi thai.
• NMNAT2 quan trọng đối với sự phát triển và bảo vệ các dây thần kinh, đặc biệt là trong não và hệ thần kinh.
• NMNAT3 quyết định việc sản xuất NAD+ trong ty thể, ảnh hưởng đến khả năng tạo năng lượng của tế bào.

Tóm lại, con đường tái chế NAD+ đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp NAD+ và duy trì lượng NAD+ trong cơ thể. Các enzyme như NAMPT và NMNAT là những yếu tố then chốt trong quá trình này. Hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của chúng có thể giúp chúng ta tìm ra cách làm chậm quá trình lão hóa và cải thiện sức khỏe tổng thể.

2. Tác dụng NAD+ chống lão hóa 

NAD+ chống lão hóa đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình của tế bào như tạo năng lượng, sửa chữa DNA, biểu hiện gen và đối phó với stress oxy hóa. Nó làm điều này thông qua việc hỗ trợ hoạt động của các protein quan trọng như sirtuins, CD38 và PARP.

2.1. Con đường Sirtuins

Sirtuins là những protein cần NAD+ để hoạt động. Tăng lượng sirtuins có thể kéo dài tuổi thọ của nhiều loài sinh vật. Ở người, protein SIRT1 đặc biệt quan trọng. Nó giúp tăng cường hoạt động của ty thể – nhà máy năng lượng của tế bào. Nghiên cứu trên chuột cho thấy tăng SIRT1 trong não và tim có thể làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ. SIRT1 cũng giúp bảo vệ tế bào gốc tim và cơ khỏi lão hóa.

2.2. Con đường PARP

PARP là những protein giúp phát hiện và sửa chữa tổn thương DNA. Khi chúng ta già đi, DNA tích lũy nhiều tổn thương hơn. Tuy nhiên, nếu PARP hoạt động quá mức, nó có thể làm cạn kiệt NAD+, dẫn đến giảm năng lượng tế bào, suy giảm chức năng ty thể và thậm chí gây chết tế bào. Tăng lượng NAD+ có thể giúp ngăn chặn tác hại này, đặc biệt là ở tế bào tim.

2.3. CD38 và NAD+

CD38 là một protein đa chức năng, nhưng nó cũng là nguyên nhân chính làm giảm NAD+ khi chúng ta già đi. Khi tế bào lão hóa, chúng tiết ra các chất kích thích tế bào khỏe mạnh sản xuất CD38. Điều này làm mất cân bằng NAD+ trong tế bào. Gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra một chất ức chế CD38, có khả năng đảo ngược sự suy giảm NAD+ do tuổi tác và kích hoạt các gen giúp kéo dài tuổi thọ.

2.4. Bổ sung NAD+ và chống lão hóa

Một trong những nguyên nhân chính của lão hóa là sự suy giảm chức năng của các tế bào gốc. Tế bào gốc rất quan trọng trong việc duy trì và tái tạo các mô trong cơ thể. Bổ sung NR (một tiền chất của NAD+) đã được chứng minh có thể cải thiện chức năng của tế bào gốc cơ và thần kinh ở chuột già, giúp kéo dài tuổi thọ. NR cũng giúp phục hồi khả năng sửa chữa tổn thương ruột ở chuột già và giảm tổn thương DNA ở tế bào thần kinh và cơ.

NMN, một tiền chất khác của NAD+, có thể cải thiện lưu lượng máu ở chuột già bằng cách tăng số lượng mao mạch. Nó cũng giúp cải thiện rối loạn chuyển hóa và làm chậm sự suy giảm sinh lý do tuổi tác. Trong mô hình chuột mắc bệnh Alzheimer, NMN có thể phục hồi chức năng ty thể, ngăn ngừa chết tế bào thần kinh và làm chậm suy giảm nhận thức.

Bổ sung NAD+ chống lão hóa hoặc các tiền chất của nó có thể cải thiện chức năng ty thể trong tế bào gốc, kích thích tạo xương và bảo vệ xương khỏi lão hóa. Ở chuột già, bổ sung NMN làm tăng mật độ mao mạch, cải thiện lưu lượng máu và sức bền.

Ngoài việc bổ sung trực tiếp, ức chế các enzyme phân hủy NAD+ như CD38, PARP và SARM1 cũng có thể làm tăng mức NAD+. Các nhà khoa học đang nghiên cứu các chất ức chế CD38 và PARP1 như một phương pháp tiềm năng để tăng NAD+ trong tế bào và cải thiện chức năng ty thể, từ đó nó được xem như một trong các biện pháp phòng chống lão hóa hiệu quả.

Tóm lại, NAD+ chống lão hóa đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe tế bào. Tăng cường NAD+ thông qua bổ sung hoặc ức chế các enzyme phân hủy nó được xem là một liệu pháp chống lão hóa có thể là một chiến lược hứa hẹn để làm chậm quá trình lão hóa và cải thiện sức khỏe tổng thể.

3. Đo lường tuổi sinh học

Cho đến nay, hoạt động chống lão hóa của NAD+ chủ yếu được nghiên cứu thông qua phân tích các gen và con đường sinh học liên quan. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa có một tiêu chuẩn vàng để đánh giá quá trình lão hóa. Một phương pháp mới được gọi là “đồng hồ DNA”, có thể cung cấp một chỉ số khách quan hơn để nghiên cứu về lão hóa.

DNA methylation là một quá trình hóa học quan trọng trong việc điều chỉnh hoạt động của gen. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng mức độ methylation của DNA thay đổi theo tuổi tác, và có thể được sử dụng để ước tính tuổi sinh học của một cơ thể. Quá trình này không phụ thuộc vào giới tính hay loại mô, làm cho nó trở thành một công cụ đáng tin cậy để đánh giá lão hóa.

Các biện pháp phòng chống lão hóa này, còn được gọi là đồng hồ Horvath (hoặc đồng hồ DNA), dựa trên việc đo lường mức độ methylation tại các vị trí cụ thể trên DNA. Ban đầu, các nhà nghiên cứu đã so sánh hàng nghìn vị trí trên DNA của người và xác định được những vị trí thay đổi theo tuổi tác. Từ đó, họ đã chọn ra 353 vị trí độc đáo có khả năng dự đoán chính xác tuổi sinh học.

Đối với chuột, các nhà khoa học đã phát triển các mô hình tương tự. Một nhóm nghiên cứu đã tạo ra một công cụ dự đoán tuổi sinh học của chuột dựa trên 90 vị trí trên DNA từ mẫu máu. Một nhóm khác đã phát triển một công cụ có thể ước tính tuổi dựa trên 329 vị trí độc đáo từ nhiều mô khác nhau của chuột. Thậm chí, có một nghiên cứu cho rằng chỉ cần ba vị trí methylation cụ thể là đủ để dự đoán tuổi sinh học ở chuột, mặc dù kết quả này vẫn cần được kiểm chứng thêm.

Các nghiên cứu này cho thấy đồng hồ DNA có thể cung cấp một chỉ số khách quan để nghiên cứu về lão hóa. Gần đây, một nghiên cứu đã cho thấy thuốc metformin có thể làm đảo ngược tuổi sinh học của người tham gia, dựa trên đánh giá của đồng hồ Horvath. Việc sử dụng công cụ này sẽ cho phép chúng ta kiểm tra hiệu quả chống lão hóa của NAD+ và các tiền chất của nó một cách khách quan và chính xác hơn.

4. Các nghiên cứu lâm sàng

Các tiền chất của NAD+ có thể được đưa vào cơ thể người hoặc động vật qua đường uống để thay đổi cân bằng NAD+/NADH trong cơ thể. Các nghiên cứu sơ bộ trên người đã cho thấy việc bổ sung NR (một tiền chất của NAD+) có thể cải thiện quá trình chuyển hóa NAD+ trong cơ ở người cao tuổi.

Trong một nghiên cứu, những người tình nguyện khỏe mạnh đã được bổ sung NR trong 8 ngày, với liều tăng dần từ 250 mg đến 1000 mg. Kết quả cho thấy mức NAD+ trong máu của họ tăng lên và không có tác dụng phụ nào được ghi nhận. Một nghiên cứu khác cho thấy việc bổ sung NR làm tăng mức NADH và NADPH, đồng thời cải thiện khả năng tập thể dục ở người cao tuổi.

NMN, một tiền chất khác của NAD+, cũng được coi là an toàn trong các thử nghiệm lâm sàng. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng cảnh báo rằng việc bổ sung liều cao các tiền chất NAD+ có thể tăng tốc độ phân hủy đường và hoạt động của ty thể, từ đó có thể thúc đẩy sự tiết ra các chất gây viêm trong tế bào. Do đó, việc sử dụng các chất bổ sung này cần được theo dõi cẩn thận để đảm bảo cân bằng giữa tác dụng chống lão hóa và các tác dụng phụ tiềm ẩn.

5. Kết luận

Mặc dù việc bổ sung các tiền chất NAD+ đã được chứng minh như một liệu pháp chống lão hóa ở chuột, tác dụng chống lão hóa của NAD+ vẫn chưa được chứng minh rõ ràng ở người. Việc sử dụng một chỉ số sinh học chính xác hơn cho lão hóa như đồng hồ methylation DNA, sẽ giúp đẩy mạnh đáng kể lĩnh vực nghiên cứu này.

Gần đây, nhiều thử nghiệm lâm sàng trên người đã được khởi động để nghiên cứu sâu hơn về tác dụng của NAD+ và các tiền chất của nó. Những nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tiềm năng của NAD+ trong liệu pháp chống lão hóa ở người.

Tóm lại, mặc dù còn nhiều điều cần được nghiên cứu thêm, NAD+ và các tiền chất của nó đang cho thấy tiềm năng lớn trong lĩnh vực chống lão hóa. Với sự phát triển của các công cụ đo lường tuổi sinh học chính xác hơn như đồng hồ DNA, cùng với việc tiến hành nhiều thử nghiệm lâm sàng hơn, chúng ta có thể hy vọng sẽ sớm có những hiểu biết sâu sắc hơn về cách sử dụng NAD+ để cải thiện sức khỏe và kéo dài tuổi thọ ở người.

Nguồn tham khảo: biomedgrid.com