Vai trò của NAD+ trong Y học tái tạo

NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) là một phân tử quan trọng trong các quá trình sinh học của cơ thể, đặc biệt liên quan đến sự chuyển hóa năng lượng và sửa chữa tế bào. Trong y học tái tạo, NAD+ đóng vai trò then chốt trong việc duy trì sức khỏe của tế bào và hỗ trợ quá trình tái sinh mô. Nghiên cứu về NAD+ đang mở ra những triển vọng mới trong việc điều trị các bệnh liên quan đến lão hóa và tổn thương tế bào.

Các thông tin bên dưới được chúng tôi tham khảo từ nghiên cứu “Vai trò của NAD+ trong Y học tái tạo” của tác giả Nichola J Conlon công bố năm 2021 trên PubMed Central

1. NAD+ và mục tiêu chống lão hóa tế bào

Trong lĩnh vực nghiên cứu lão hóa tế bào, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) đang là một trong những trọng tâm được quan tâm nhất hiện nay. Các nghiên cứu dựa trên phân tích chuyển hóa đã xác định NAD+ là một chất trung gian chuyển hóa trung tâm liên quan đến nhiều dấu hiệu lão hóa. 

NAD+ là một coenzyme tế bào đóng vai trò thiết yếu trong cả phản ứng chuyển hóa và tín hiệu. Trong quá trình chuyển hóa, NAD+ tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử dẫn đến hình thành ATP. Bên cạnh vai trò quan trọng này, NAD+ còn là chất điều hòa quan trọng của nhiều enzyme tham gia vào quá trình biến đổi protein sau dịch mã, thay đổi hoạt động của chúng.

Sự kết hợp giữa chức năng chuyển hóa và tín hiệu tế bào khiến NAD+ đóng vai trò như một “sứ giả chuyển hóa”, tạo ra mối liên kết quan trọng giữa trạng thái năng lượng của tế bào và tín hiệu hạ nguồn để thích nghi phù hợp với stress năng lượng sinh học. Do đó, việc duy trì đúng mức NAD+ là cần thiết để duy trì cân bằng nội môi của mô và đáp ứng với stress.

Mặc dù có vai trò quan trọng như vậy, nhưng người ta quan sát thấy sự suy giảm NAD+ phụ thuộc vào tuổi tác ở nhiều loài sinh vật. Ở người, sự suy giảm NAD+ liên quan đến tuổi tác đã được ghi nhận ở gan, da, não, huyết tương, cơ xương và đại thực bào có nguồn gốc từ bạch cầu đơn nhân. Tình trạng NAD+ thấp mãn tính đã được quan sát thấy trong các rối loạn lão hóa nhanh và các tình trạng bệnh lý liên quan đến tuổi tác, đồng thời được liên kết với nhiều dấu hiệu lão hóa.

NAD+ thấp góp phần gây lão hóa, vì NAD+ đóng vai trò là cơ chất độc quyền cho hai họ enzyme quan trọng ảnh hưởng đến quá trình sửa chữa tế bào và tuổi thọ – sirtuins (SIRTs) và poly (ADP-ribose) polymerases (PARPs). Các họ enzyme này điều chỉnh nhiều quá trình tín hiệu liên quan đến sức khỏe và tuổi thọ của tế bào, đồng thời phụ thuộc trực tiếp vào sự sẵn có của NAD+ để thực hiện chức năng của chúng.

2. Lợi ích của việc tăng và phục hồi NAD+ trên lâm sàng

2.1. Lợi ích tiền lâm sàng của việc phụ hồi NAD+

Việc phục hồi NAD+ in vivo đã được nghiên cứu rộng rãi và cho thấy nhiều lợi ích toàn thân. Điều này đã được tổng quan chi tiết gần đây. Tóm tắt, ở chuột, người ta phát hiện ra rằng mức NAD+ giảm một nửa vào tuổi trung niên, tương quan với sự khởi phát của nhiều vấn đề liên quan đến tuổi tác. Việc phục hồi thành công NAD+ về mức của tuổi trẻ đã dẫn đến những cải thiện về tim mạch và đảo ngược nhiều tình trạng chuyển hóa.

Người ta cũng quan sát thấy sự cải thiện chức năng cơ và sức bền cùng với tăng chức năng ti thể, sản xuất ATP và tăng số lượng và chất lượng tế bào gốc cơ. Khả năng bảo vệ và tái tạo nội tạng sau chấn thương cũng được tìm thấy ở gan, tim và thận, đồng thời việc phục hồi NAD+ cũng được phát hiện là có thể cứu chữa thị lực bằng cách đảo ngược thoái hóa võng mạc.

Những lợi ích đáng kể về thần kinh cũng đã được chứng minh trên các mô hình động vật mắc bệnh Alzheimer khi phục hồi NAD+, bao gồm cải thiện nhận thức và tái tạo dây thần kinh. Sự sẵn có của NAD+ cũng dường như ảnh hưởng đến khả năng sinh sản, vì các chiến lược tăng cường NAD+ được phát hiện là cải thiện chất lượng trứng và khôi phục khả năng sinh sản ở chuột già.

2.2. Lợi ích lâm sàng của việc phục hồi NAD+

Những kết quả tiền lâm sàng ấn tượng này đã chuyển trọng tâm sang các thử nghiệm lâm sàng trên người với hy vọng chuyển giao lợi ích của việc phục hồi NAD+ cho con người. Các quan sát đáng chú ý cho đến nay bao gồm xu hướng cải thiện các chỉ số chức năng tim mạch bao gồm huyết áp tâm thu thấp hơn và độ cứng động mạch chủ, giảm đáng kể mức độ cytokine viêm lưu hành trong máu ở nam giới lớn tuổi sau chỉ 3 tuần phục hồi NAD+ và tăng chức năng ti thể liên quan đến NAD+ cũng như giảm các yếu tố tiền viêm ở bệnh nhân suy tim.

Khả năng bảo vệ và tái tạo đa dạng của NAD+ được cho là do sự tham gia của nó vào việc ngăn ngừa nhiều dấu hiệu lão hóa tế bào. Các dấu hiệu lão hóa là những thay đổi cơ bản ở cấp độ tế bào làm nền tảng cho chuỗi sự kiện dẫn đến suy giảm toàn thân liên quan đến tuổi tác. NAD+ đã được xác định là một chất trung gian chuyển hóa quan trọng liên quan đến nhiều dấu hiệu lão hóa như:

• Mất ổn định bộ gen: NAD+ đầy đủ rất quan trọng để thúc đẩy các enzyme và con đường sửa chữa DNA như PARP1, SIRT1 và SIRT6.
• Lão hóa tế bào: NAD+ thấp thúc đẩy lão hóa tế bào da trong khi phục hồi NAD+ làm giảm gánh nặng của các tế bào lão hóa.
• Biến đổi epigenetic: Các sirtuins phụ thuộc NAD+ rất quan trọng cho việc điều hòa epigenetic ở tuổi trẻ. NAD+ giảm khiến sirtuins không thể thực hiện vai trò quan trọng này.
• Rối loạn chức năng ty thể: NAD+ đầy đủ rất quan trọng đối với chức năng ty thể khỏe mạnh và loại bỏ các ty thể bị hư hỏng.
• Mất telomere: Phục hồi NAD+ được phát hiện làm giảm rối loạn chức năng telomere.
• Thay đổi giao tiếp nội bào: NAD+ thấp thúc đẩy viêm liên quan đến tuổi tác.
• Mất cân bằng protein: NAD+ cần thiết cho việc kích hoạt autophagy qua trung gian SIRT1 để loại bỏ các protein tế bào bị hư hỏng.
• Mất điều hòa cảm biến dinh dưỡng: Mức NAD+ rất quan trọng để cảm nhận trạng thái năng lượng của tế bào để thích nghi với stress năng lượng.
• Cạn kiệt tế bào gốc: Phục hồi NAD+ dẫn đến trẻ hóa tế bào gốc.

Những phát hiện này đã mở ra tiềm năng to lớn của NAD+ trong y học tái tạo. Bằng cách tăng cường NAD+ trong cơ thể, chúng ta có thể kích hoạt các cơ chế tự sửa chữa và trẻ hóa ở cấp độ tế bào, từ đó mang lại nhiều lợi ích sức khỏe toàn diện. Tiềm năng của NAD+ không chỉ giới hạn ở việc làm chậm quá trình lão hóa, mà còn có khả năng đảo ngược một số tác động của tuổi tác và bệnh tật.

Tuy nhiên, việc tăng cường NAD+ không đơn giản chỉ là bổ sung trực tiếp NAD+ vào cơ thể. Các nhà nghiên cứu đang tập trung vào việc phát triển các phương pháp hiệu quả để tăng sản xuất NAD+ nội sinh, cải thiện tái chế NAD+ và giảm tiêu thụ NAD+ quá mức. Điều này bao gồm việc sử dụng các tiền chất NAD+ như nicotinamide riboside (NR) hoặc nicotinamide mononucleotide (NMN), kết hợp với các chất ức chế enzyme tiêu thụ NAD+ như CD38 và các chất kích hoạt enzyme tổng hợp NAD+ như NAMPT.

Tiềm năng của NAD+ trong y học tái tạo còn mở rộng đến lĩnh vực chăm sóc da và thẩm mỹ. Nghiên cứu cho thấy việc tăng cường NAD+ có thể cải thiện sức khỏe và vẻ ngoài của da bằng cách thúc đẩy sản xuất collagen, giảm viêm và bảo vệ chống lại tổn thương do tia UV. Điều này mở ra khả năng phát triển các liệu pháp chống lão hóa mới dựa trên NAD+, có thể áp dụng cả bên trong (thông qua bổ sung đường uống) và bên ngoài (thông qua các sản phẩm bôi ngoài da).

Tuy nhiên, việc tăng cường NAD+ không đơn giản chỉ là bổ sung trực tiếp NAD+ vào cơ thể. Các nhà nghiên cứu đang tập trung vào việc phát triển các phương pháp hiệu quả để tăng sản xuất NAD+ nội sinh, cải thiện tái chế NAD+ và giảm tiêu thụ NAD+ quá mức. Điều này bao gồm việc sử dụng các tiền chất NAD+ như nicotinamide riboside (NR) hoặc nicotinamide mononucleotide (NMN), kết hợp với các chất ức chế enzyme tiêu thụ NAD+ như CD38 và các chất kích hoạt enzyme tổng hợp NAD+ như NAMPT.

Tiềm năng của NAD+ trong y học tái tạo còn mở rộng đến lĩnh vực chăm sóc da và thẩm mỹ. Nghiên cứu cho thấy việc tăng cường NAD+ có thể cải thiện sức khỏe và vẻ ngoài của da bằng cách thúc đẩy sản xuất collagen, giảm viêm và bảo vệ chống lại tổn thương do tia UV. Điều này mở ra khả năng phát triển các liệu pháp chống lão hóa mới dựa trên NAD+, có thể áp dụng cả bên trong (thông qua bổ sung đường uống) và bên ngoài (thông qua các sản phẩm bôi ngoài da).

Tóm lại, NAD+ đang nổi lên như một mục tiêu đầy hứa hẹn trong y học tái tạo, với tiềm năng to lớn trong việc làm chậm quá trình lão hóa, phòng ngừa và điều trị các bệnh liên quan đến tuổi tác, cũng như cải thiện sức khỏe và vẻ ngoài tổng thể. 

3. Vai trò của NAD+ với da

NAD+ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và chức năng của da, đặc biệt trong quá trình lão hóa. Suy giảm NAD+ theo tuổi tác góp phần vào sự giảm khả năng sửa chữa DNA và tích tụ tổn thương DNA, điều này là một trong những yếu tố chính gây lão hóa da. Các enzyme như PARP1, SIRT1 và SIRT6, phụ thuộc vào NAD+ để sửa chữa DNA, đều bị ảnh hưởng khi mức NAD+ giảm, gây ra sự giảm khả năng tái sinh mô và dẫn đến các dấu hiệu lão hóa như lão hóa tế bào. 

Lão hóa tế bào không chỉ khiến tế bào mất khả năng phân chia mà còn tạo ra các yếu tố viêm gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, làm suy giảm chất lượng da như sự phân hủy collagen và giảm chức năng hàng rào bảo vệ da.

Sự suy giảm NAD+ không chỉ làm yếu các quá trình sinh lý bình thường của da mà còn thúc đẩy sự mất ổn định di truyền và trôi dạt epigenetic, làm thay đổi biểu hiện gen. Các SIRT phụ thuộc NAD+, như SIRT1 và SIRT6, đóng vai trò quan trọng trong điều hòa biểu hiện gen liên quan đến việc bảo tồn collagen và tái tạo da, nhưng chúng cũng bị điều hòa giảm theo tuổi tác, gây ra sự xuống cấp của các cấu trúc hỗ trợ da.

Ngoài ra, chức năng ty thể, một dấu hiệu quan trọng của lão hóa, cũng suy giảm do thiếu NAD+. Tuy nhiên, việc tăng cường NAD+ có thể cải thiện chức năng ty thể, thúc đẩy quá trình tái tạo tế bào và sửa chữa tổn thương, mang lại tiềm năng lớn trong việc làm chậm quá trình lão hóa da.

4. Nguyên nhân suy giảm NAD, cách tăng NAD và tương lai của NAD

4.1. Nguyên nhân suy giảm NAD+

Có bằng chứng rõ ràng về vai trò của suy giảm NAD+ trong sự phát triển các dấu hiệu lão hóa ở da, và đã có sự quan tâm lớn đến việc tìm hiểu nguyên nhân gốc rễ của sự suy giảm NAD+ để xác định các chiến lược phục hồi thành công mức NAD+ tế bào.

Người ta biết rằng quá trình chuyển hóa NAD+ bao gồm nhiều tiền chất, con đường sản xuất, con đường tái chế và vô số enzyme tiêu thụ. Bằng chứng hiện nay cho thấy nguyên nhân chính của sự suy giảm NAD+ là sự gián đoạn mạng lưới được kiểm soát chặt chẽ này. Cụ thể, người ta phát hiện ra rằng việc tiêu thụ NAD+ bắt đầu vượt quá sản xuất và tái chế NAD+ theo tuổi tác.

Sự hoạt hóa quá mức của các con đường tiêu thụ NAD+ theo tuổi tác và bệnh tật có thể làm tổn hại nghiêm trọng đến sự sẵn có của NAD+ trong tế bào, do đó hạn chế việc sử dụng NAD+ bởi các enzyme phụ thuộc NAD+ quan trọng khác thúc đẩy sức khỏe tốt, chẳng hạn như các SIRT.

Mặc dù nhu cầu NAD+ tăng lên trong suốt cuộc đời, về lý thuyết, mức NAD+ nên tự duy trì vì tế bào có khả năng nhanh chóng tái chế các sản phẩm phân hủy của quá trình tiêu thụ NAD+ để bổ sung NAD+. Điều này xảy ra thông qua con đường cứu vãn, đóng một vai trò chính trong việc phục hồi NAD+. Nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) là enzyme giới hạn tốc độ trong quá trình tái chế này, và hiện nay người ta biết rằng mức NAMPT giảm theo tuổi tác song song với sự suy giảm của NAD+ trong các mô già.

Sự giảm sinh tổng hợp NAD+ thông qua con đường cứu vãn là một yếu tố đáng kể ở các tế bào già hơn vì, khi tiêu thụ NAD+ tăng đồng thời với tuổi tác và nhu cầu bổ sung và tái chế NAD+ tăng lên, NAD+ bị phân hủy không còn được tái chế hiệu quả, làm trầm trọng thêm tình trạng suy giảm mức NAD+.

4.2. Cách tăng NAD+

Bằng chứng cho thấy sinh học đằng sau sự suy giảm NAD+ là phức tạp. Việc phục hồi NAD+ bằng cách sử dụng NAD+ ngoại sinh tinh khiết thường không thực tế do bản chất không ổn định và sinh khả dụng kém đối với hầu hết các loại tế bào, vì vậy các nỗ lực đã tập trung vào việc bổ sung đường uống với các hợp chất tiền chất NAD+ nicotinamide (NAM), nicotinamide riboside (NR) và nicotinamide mononucleotide (NMN). Các tiền chất này được sử dụng bởi các con đường sinh tổng hợp NAD+ và chuyển đổi thành NAD+ trong tế bào.

Tuy nhiên, hiện nay rõ ràng rằng cách tiếp cận phổ biến này bỏ qua các nguyên nhân gốc rễ của sự suy giảm NAD+, có nghĩa là việc bổ sung đơn thuần các tiền chất như NR hoặc NMN không mang lại giải pháp lâu dài hiệu quả cho việc phục hồi NAD+. Thay vào đó, các chiến lược đồng thời giải quyết nhiều nguyên nhân gốc rễ của sự suy giảm NAD+ như việc kết hợp sử dụng một tiền chất NAD+, một chất ức chế CD38 và một chất kích hoạt NAMPT, có tiềm năng phục hồi NAD+ với lợi ích đo lường được lớn hơn.

Hơn nữa, đã có rất nhiều bằng chứng ủng hộ các mục tiêu này như các can thiệp để khôi phục thành công mức NAD+ tế bào và nhiều thành phần hoạt tính an toàn và dung nạp tốt chống lại các mục tiêu này đã tồn tại. Điều này mang lại cơ hội phát triển các công thức uống, bôi ngoài da và tiêm, cho phép cả lợi ích phục hồi NAD+ toàn thân cùng với việc sử dụng có mục tiêu hơn, dẫn đến phương pháp tiếp cận bên trong-bên ngoài tối ưu đối với lão hóa.

4.3. Tương lai của NAD+

Tiềm năng của NAD+ trong y học tái tạo và chống lão hóa đang ngày càng được công nhận rộng rãi. Các phương pháp tăng cường NAD+ có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau trong thực hành lâm sàng, từ bổ sung đường uống để cải thiện sức khỏe toàn thân đến sử dụng cục bộ trong các thủ thuật thẩm mỹ.

Bổ sung NAD+ đường uống có thể mang lại lợi ích toàn thân như cải thiện năng lượng, chức năng nhận thức và cảm giác khỏe mạnh. Sử dụng NAD+ truyền tĩnh mạch trước các thủ thuật có thể giúp tối ưu hóa đáp ứng của tế bào và cải thiện khả năng hồi phục/tái tạo. Các ứng dụng cục bộ như dùng NAD+ bôi ngoài da hoặc tiêm có thể tập trung điều trị các vùng có vấn đề hoặc kết hợp với các thủ thuật thẩm mỹ như lăn kim.

Tương lai của NAD+ trong y học tái tạo rất hứa hẹn, với tiềm năng cải thiện nhiều khía cạnh của sức khỏe và lão hóa từ bên trong lẫn bên ngoài. Cần có thêm nghiên cứu lâm sàng để xác định các phương pháp tối ưu nhằm tăng cường NAD+ và đánh giá đầy đủ lợi ích lâu dài. Tuy nhiên, với sự hiểu biết ngày càng tăng về vai trò của NAD+ trong sinh học lão hóa, nó có thể trở thành một công cụ quan trọng trong y học chống lão hóa và tái tạo trong tương lai.

Nguồn: lifeextensioneurope.com – ncbi.nlm.nih.gov – sculptspalv.com