Ý nghĩa của chuyển hóa NAD trong sinh lý bệnh và điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh

Chuyển hóa NAD đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chức năng của các tế bào thần kinh, đặc biệt là trong ty thể – nơi cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Sự suy giảm mức NAD có liên quan mật thiết đến quá trình thoái hóa thần kinh, góp phần gây ra các bệnh lý như Alzheimer và Parkinson. Việc điều trị thoái hóa thần kinh thông qua bổ sung các tiền chất NAD đang mở ra những hướng đi tiềm năng nhằm cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

Tóm tắt

Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) là một coenzym thiết yếu tham gia vào nhiều phản ứng oxy hóa khử. Đặc biệt, NAD trong ty thể đóng vai trò quan trọng trong các con đường sản xuất năng lượng, bao gồm chu trình axit tricarboxylic (TCA), quá trình oxy hóa axit béo, và sự phosphoryl hóa oxy hóa. NAD cũng là chất nền cho quá trình ADP-ribosyl hóa và khử acetyl hóa bởi poly(ADP-ribose) polymerase (PARPs) và sirtuins. Do đó, NAD điều hòa quá trình chuyển hóa năng lượng, sửa chữa tổn thương DNA, biểu hiện gen và phản ứng căng thẳng. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh sự tham gia của quá trình chuyển hóa NAD trong các bệnh thoái hóa thần kinh, bao gồm bệnh Alzheimer (AD), bệnh Parkinson (PD), và các bệnh thoái hóa võng mạc. Suy giảm chức năng ty thể được xem là yếu tố quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer và Parkinson. Việc duy trì mức NAD phù hợp rất quan trọng đối với chức năng của ty thể. Thật vậy, mức NAD giảm đã được quan sát thấy ở Alzheimer và Parkinson, và việc bổ sung các tiền chất của NAD có thể cải thiện các triệu chứng bệnh thông qua việc kích hoạt chức năng của ty thể. Quá trình chuyển hóa NAD cũng đóng vai trò quan trọng trong sự thoái hóa sợi trục, một đặc điểm của bệnh thần kinh ngoại vi và các bệnh thoái hóa thần kinh. Ngoài ra, rối loạn chuyển hóa NAD có liên quan đến các bệnh thoái hóa võng mạc như bệnh tăng nhãn áp và bệnh loạn dưỡng Leber bẩm sinh và quá trình chuyển hóa NAD được coi là một mục tiêu điều trị cho những bệnh này. 

Nghiên cứu “Ý nghĩa của quá trình chuyển hóa NAD trong bệnh sinh lý và liệu pháp điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh” của Keisuke Hikosaka và cộng sự công bố năm 2019 đã tóm tắt sự tham gia của quá trình chuyển hóa NAD trong sự thoái hóa sợi trục và các bệnh thoái hóa thần kinh khác nhau, đồng thời thảo luận về triển vọng can thiệp dinh dưỡng bằng cách sử dụng các tiền chất của NAD trẻ hóa thần kinh.

1. Ý nghĩa của chuyển hóa NAD trong sinh lý các bệnh thoái hóa thần kinh

Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) là một coenzyme quan trọng tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa trong cơ thể, đặc biệt là trong việc sản xuất năng lượng tế bào. Trong những năm gần đây, nghiên cứu về NAD đã thu hút sự chú ý đáng kể trong lĩnh vực sinh lý bệnh học thần kinh, đặc biệt là trong bối cảnh các bệnh thoái hóa thần kinh.

Các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer, Parkinson và Huntington đặc trưng bởi sự mất dần các tế bào thần kinh theo thời gian. Quá trình này dẫn đến suy giảm chức năng nhận thức, vận động và các triệu chứng khác tùy thuộc vào vùng não bị ảnh hưởng. Một trong những yếu tố quan trọng góp phần vào sự thoái hóa này là sự suy giảm mức độ NAD trong tế bào thần kinh.

NAD trong ty thể đóng vai trò then chốt trong quá trình sản xuất ATP – nguồn năng lượng chính của tế bào. Khi mức NAD giảm, hoạt động của ty thể bị suy yếu, dẫn đến thiếu hụt năng lượng và tăng stress oxy hóa. Điều này đặc biệt nguy hiểm đối với các tế bào thần kinh, vốn có nhu cầu năng lượng cao và nhạy cảm với stress oxy hóa. Sự suy giảm NAD trong ty thể cũng ảnh hưởng đến quá trình tự thực bào – một cơ chế quan trọng để loại bỏ các protein và ty thể bị hỏng, góp phần vào sự tích tụ các protein độc hại trong tế bào thần kinh.

Ngoài ra, NAD còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa biểu hiện gen thông qua hoạt động của các enzyme như sirtuins. Sirtuins tham gia vào nhiều quá trình tế bào quan trọng như chống viêm, bảo vệ DNA và điều hòa nhịp sinh học. Khi mức NAD giảm, hoạt động của sirtuins bị suy giảm, góp phần vào quá trình lão hóa và thoái hóa thần kinh.

Hiểu được vai trò quan trọng của NAD trong sinh lý bệnh thoái hóa thần kinh, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu về khả năng sử dụng NAD như một phương pháp điều trị thoái hóa thần kinh. Nhiều nghiên cứu trên động vật đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn khi bổ sung NAD hoặc các tiền chất của nó.

Khái niệm “NAD trẻ hóa thần kinh” đã xuất hiện trong các nghiên cứu gần đây, đề cập đến khả năng phục hồi chức năng thần kinh thông qua việc tăng cường mức NAD trong tế bào. Bằng cách cung cấp các tiền chất NAD như nicotinamide riboside (NR) hoặc nicotinamide mononucleotide (NMN), các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự cải thiện đáng kể trong chức năng ty thể, giảm stress oxy hóa và tăng cường khả năng sửa chữa DNA trong các mô hình động vật mắc bệnh thoái hóa thần kinh.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằn, việc tăng cường NAD có thể làm chậm sự tiến triển của bệnh Alzheimer bằng cách giảm tích tụ amyloid-beta và tau phosphorylated, hai dấu hiệu đặc trưng của bệnh này. Trong mô hình bệnh Parkinson, bổ sung NAD đã được chứng minh là có thể bảo vệ các tế bào thần kinh dopamine khỏi bị chết và cải thiện chức năng vận động.

Tuy nhiên, việc chuyển đổi những phát hiện này sang ứng dụng lâm sàng vẫn còn nhiều thách thức. Một trong những khó khăn chính là việc đưa NAD hoặc các tiền chất của nó vào não một cách hiệu quả. Hàng rào máu não có tính chọn lọc cao, hạn chế sự đi qua của nhiều phân tử, bao gồm cả NAD. Các nhà nghiên cứu đang tập trung vào việc phát triển các phương pháp vận chuyển hiệu quả, như sử dụng các hạt nano hoặc các phân tử mang có khả năng vượt qua hàng rào máu não.

Mặc dù vẫn còn nhiều nghiên cứu cần được thực hiện, nhưng triển vọng sử dụng NAD trong điều trị thoái hóa thần kinh đang thu hút sự chú ý đáng kể từ cộng đồng khoa học và y tế. Các thử nghiệm lâm sàng đang được tiến hành để đánh giá hiệu quả và an toàn của việc bổ sung NAD ở người mắc các bệnh thoái hóa thần kinh khác nhau.

Ngoài việc sử dụng trực tiếp NAD hoặc các tiền chất của nó, các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá các phương pháp khác để tăng cường mức NAD trong tế bào thần kinh. Điều này bao gồm việc ức chế các enzyme tiêu thụ NAD như CD38 hoặc PARP, cũng như tăng cường hoạt động của các enzyme tổng hợp NAD.

Kết luận, chuyển hóa NAD đóng vai trò quan trọng trong sinh lý bệnh của các bệnh thoái hóa thần kinh. Việc hiểu rõ hơn về vai trò này không chỉ mở ra cơ hội cho các phương pháp điều trị mới mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế cơ bản của quá trình thoái hóa thần kinh. Mặc dù còn nhiều thách thức phải vượt qua, nhưng việc tập trung vào NAD như một mục tiêu điều trị cho các bệnh thoái hóa thần kinh đang mở ra một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn trong lĩnh vực thần kinh học.

2. Ý nghĩa của chuyển hóa NAD trong điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh

NAD+ có khả năng trẻ hóa thần kinh thông qua việc tăng cường sức mạnh và khả năng phục hồi của tế bào thần kinh. NAD+ giúp bảo vệ tế bào thần kinh khỏi gốc tự do và các yếu tố gây stress oxy hóa, từ đó giảm quá trình thoái hóa. Việc duy trì mức NAD+ cao giúp cải thiện sự ổn định và chức năng của tế bào thần kinh, hỗ trợ quá trình sửa chữa DNA và duy trì sự hoạt động của ty thể.

Ty thể là cơ quan sản xuất năng lượng cho tế bào và NAD+ đóng vai trò quan trọng trong chức năng của ty thể. NAD+ tham gia vào chuỗi phản ứng chuyển hóa năng lượng, giúp sản xuất ATP (adenosine triphosphate) – dạng năng lượng mà tế bào có thể sử dụng. Khi mức NAD+ giảm, chức năng của ty thể cũng bị suy giảm, dẫn đến thiếu hụt năng lượng và sự suy thoái của tế bào thần kinh. Việc duy trì mức NAD+ cao trong ty thể giúp duy trì sức mạnh và chức năng của tế bào thần kinh, hỗ trợ quá trình trẻ hóa và phục hồi.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung NAD+ hoặc các tiền chất của nó như NMN (nicotinamide mononucleotide) và NR (nicotinamide riboside) có thể giúp cải thiện chức năng thần kinh và giảm các triệu chứng của các bệnh thoái hóa thần kinh. Các tiền chất này được chuyển hóa trong cơ thể thành NAD+, giúp bù đắp sự giảm sút tự nhiên của NAD+ theo tuổi tác và bệnh lý.

Trong nghiên cứu lâm sàng, các nhà nghiên cứu Na Uy cho thấy việc bổ sung tiền chất NAD+ NR (nicotinamide riboside) có thể cải thiện các khiếm khuyết tiềm ẩn của bệnh Parkinson. Việc bổ sung NAD+ đã được chứng minh là có thể cải thiện khả năng nhận thức, tăng cường năng lượng, và giảm các triệu chứng vận động trong bệnh Parkinson. Trong bệnh Alzheimer, NAD+ giúp bảo vệ tế bào thần kinh khỏi tổn thương và tăng cường khả năng sửa chữa DNA, từ đó làm chậm quá trình thoái hóa

NAD+ đóng vai trò quan trọng trong việc điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh. Việc duy trì mức NAD+ cao thông qua chế độ ăn uống, tập luyện và các biện pháp thả lỏng có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe tổng thể. Bổ sung NAD+ hoặc các tiền chất của nó như NMN và NR có thể giúp cải thiện chức năng thần kinh và giảm các triệu chứng của các bệnh thoái hóa thần kinh, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống của người bệnh.

Tóm lại, chuyển hóa NAD đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì sức khỏe tế bào thần kinh và ngăn chặn quá trình thoái hóa thần kinh. Hiểu rõ hơn về cơ chế chuyển hóa NAD không chỉ giúp làm sáng tỏ sinh lý bệnh của các bệnh thoái hóa thần kinh mà còn mở ra những cơ hội mới trong điều trị, đặc biệt là thông qua việc bổ sung các tiền chất NAD. Những tiến bộ trong lĩnh vực này hứa hẹn mang lại các liệu pháp hiệu quả hơn, góp phần cải thiện chất lượng cuộc sống cho những người mắc bệnh.

Nguồn tham khảo: pmc.ncbi.nlm.nih.gov, nad.com, jneuroinflammation.biomedcentral.com,my.clevelandclinic.org, frontiersin.org, tandfonline.com