简单百科
NAD

NAD

NAD即为烟胺腺嘌呤二核酸（Nicotinamide Adenine Dinucleotide）是生物体不可或缺的辅酶。它体内烟酰胺脱氢酶类的辅酶，连接三羧酸循环和呼吸链，其功能是将代谢过程中脱下来的氢传递给黄素蛋白。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸是人体含量最丰富的分子之一，存在氧化（NAD+）和还原（NADH）两种形式，以NAD+为主。NAD+的还原形式NADH是生成ATP的主要高能电子载体，脱氢酶或氧化还原酶催化NAD+还原为NADH，在线粒体中被电子传递链利用，参与氧化磷酸化生产ATP。NAD+也可以被磷酸化形成NADP+，其还原形式NADPH用于防止氧化应激和需要还原能力的合成代谢。NAD+是激活乙酰化酶不可缺少的物质，会随着年龄增长减少。乙酰化酶能限制人体摄入热量，有益健康。它在维持全身健康和平衡方面至关重要，参与了新陈代谢、氧化还原、脱氧核糖核酸的维持和修复、基因稳定性、表观遗传调控等一系列生理过程。

2022年8月，中国科学院深圳先进技术研究院研发出世界首台便携式检测仪，可快速便捷检测出人体“衰老指标”NAD+的含量。2021年12月，中国科学家研制出非天然辅酶的合成酶。

理化性质

NAD存在氧化（NAD+）和还原（NADH）两种形式，以NAD+为主。在氧化还原反应中，还原形式NADH通过烟酰胺吡啶环传递氢，并向线粒体电子传递链提供两个电子从而转化为氧化形式 NAD+。反之，NAD+则通过接受氢和电子转化为 NADH。

历史沿革

1906年，Arthur Harden和William John Young发现了NAD，在他们发现 NAD 的几年前，Louis Pasteur已经证明酵母细胞负责发酵，即酵母细胞消耗糖并将其转化为酒精和其他产品的过程，酵母中的发酵也与动物和人类中发生的产生能量的代谢过程之一相同。

1929年，Hans Von Euler-Chelpin与Arthur Harden因对发酵的研究而获得诺贝尔奖，在此过程中，他们经过对酵母提取物进行长期和高难度的纯化，热稳定因子被认定为核苷酸糖磷酸盐，即NAD+。后来在1936年，德国科学家Otto Heinrich Voorburg展示了NAD在发酵反应中的作用，Warburg的工作表明，在发酵过程中，NAD+的烟酰胺部分接受氢化物，变成 NADH，并使反应继续进行。

1938年，Conrad Elvehjem 发现了“抗黑舌因子”，这是NAD的第一个维生素前体。1948年，Arthur Kornberg发现了第一个NAD生物合成酶。1958年，Jack Preiss和Philip Handler发现了烟酸转化NAD的途径。1963年，Mandel及其同事描述了NAD被分解为其组成部分的第一个化学反应。2000年，科学家发现Sirtuin酶可将NAD分子分解为其组成部分。2004年，Charles Brenner及其同事发现了烟酰胺核苷转化为NAD的途径。

生物合成

生物合成是在活生物体或细胞内产生复杂分子。NAD 可以从多种不同的膳食来源合成，这些来源天然含有色氨酸（Trp）、烟酸（NA）、烟酰胺（NAM）、烟酰胺核苷（NR）或NAD本身。这些营养物质穿过肠壁运输，分散到各种细胞和组织。这些膳食来源和前体（例如 NR）可以作为补充剂食用，以进一步合成 NAD。

主要功能

烟酰胺腺嘌呤双核苷酸（NAD）是在动植物体内广泛分布的重要代谢物，主要有两大功能：

一是作为氧化还原载体参与体内能量代谢和其他代谢过程；二是作为一系列NAD消耗酶的底物，通过这些酶调控多种信号转导过程。机体必须通过NAD代谢这个非常动态的过程维持足够并恒定的NAD水平，以发挥正常功能。

临床应用

眼科疾病

NAD+的表达与眼科疾病发生发展密切相关，如角膜疾病、青光眼、先天性黑矇、年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变等。NAD+含量在多个组织中随年龄增长而下降，这可能导致线粒体功能障碍和细胞核脱氧核糖核酸损伤。眼科领域年龄相关性疾病（老年性黄斑变性、年龄相关性白内障等）的发生发展可能与NAD+相关。在眼科治疗临床应用上，补充NAD+可以部分改善角膜去神经诱导的上皮脱离和细胞凋亡，提高角膜NAD+含量是未来防治角膜疾病新的研究方向，同时也可应用于其他眼科疾病治疗。

神经保护

作为sirtuins和PARPs修饰目标蛋白反应中必要的底物，NAD+在多条信号通路中发挥重要作用。如sirtuins可调节细胞凋亡、线粒体代谢、自噬和炎症反应等。NAD+可以通过多种途径保护及逆转神经细胞和血管内皮细胞的损伤，具有神经保护的潜力。NAD+有望成为阿尔兹海默症、帕金森病和脑梗死等的干预靶点。

延缓衰老

NAD+代谢与衰老关系密切。在大鼠衰老模型中发现NAD+/NADH比值随着年龄的增长而显著下降，并且NAD+代谢紊乱会引起多种与衰老相关疾病的发生。相反，NAD+水平的上调，包括膳食中添加NAD+前体，已被证明可以预防NAD+的下降，并显示出对衰老和衰老相关疾病的有益作用。

改善听力

调节NAD+水平在听觉领域多有应用，并证明对噪声性、老年性及顺铂引起的听力损失均有一定的保护作用。细胞内NAD+/NADH比率降低在顺铂诱导的耳蜗损伤中可能起着关键作用，提高细胞内NAD+/NADH比率，可以降低潜在的细胞损伤介质，如氧化应激和炎性反应来抑制顺铂诱导的耳蜗损伤。NAD+对过量锰造成的听觉系统的耳毒性和神经毒性同样具有保护作用，NAD+可以预防锰引起的轴突变性，避免锰暴露引起的听力损失。

心血管疾病

NAD+对于维持细胞的正常功能具有不可或缺的作用，对多种心脏疾病也可以产生治疗和预防作用。研究表明，心衰、心脏围手术期等患者体内NAD+含量显著降低。外源性补充辅酶Ⅰ可使心脏显著受益。NAD+含量上升可降低IR心脏微血管损伤，抑制血管动脉粥样硬化和内皮损伤，抑制心肌结构重构和能量重构，改善射血分数和降低心肌梗死后梗死延展等作用，对冠状动脉粥样硬化性心脏病、心衰、心肌炎等疾病具有治疗价值。特别是对sirtuins的活性调控以及心血管疾病的防治具有重要价值，有望成为治疗心血管疾病和心力衰竭一个安全有效的新途径。

提升精子活力

据淄博市妇幼保健院生殖医学中心研究，选取生殖医学中心就诊的男性精液标本50例，检测其活力（PR级）、脱氧核糖核酸碎片指数（DFI）和顶体酶活性，并按照NAD/NAM的添加时机不同将每份精液均分为冻前干预组和复苏后干预组。研究发现，在精液冷冻前加入NAD可对精子的活力、DNA和顶体酶活性起到很好的保护作用，且这一作用可以延续至精子复苏后，对于长时间冷冻保存的精子，NAD的保护作用更加显著。