NADH

NAD+与NADH转化途径

NADH(还原型NMN)

  NADH(还原型NMN)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)的还原状态,还原型辅酶I。N指烟酰胺,A指腺嘌呤,D为二核苷酸。NADH或更准确NADH+,H+是它的还原形式。

NAD+与NADH转化途径
NAD+与NADH转化途径

  由于NADH主要参与细胞中的物质和能量代谢,在糖酵解和细胞呼吸作用下产生柠檬酸循环,作为生物氢的载体和电子供应商,NADH也被称为线粒体素。

  NADH在维持细胞生长、分化、能量代谢和细胞保护方面起着重要作用。

  NADH产生于糖酵解和细胞呼吸中的柠檬酸循环。NADH分子是线粒体能量产生链中的控制标志。监测NADH的氧化还原状态是表示活体中线粒体功能的最佳参数。紫外线可以刺激NADH在线粒体中产生荧光,以监测线粒体功能。

  NADH简介

  NADH和NAD+是细胞中的一对氧化还原对。NADH是辅酶1NAD的还原形式,NAD+是其氧化形式。在氧化还原反应中,NADH作为氢和电子的供体,NADH作为氢和电子的受体,参与呼吸、光合、酒精代谢等生理过程。作为生物体中许多氧化还原反应的辅酶,它们参与生命活动并相互转化。

NADH参与呼吸、光合、酒精代谢等生理过程
NADH参与呼吸、光合、酒精代谢等生理过程

  在无氧条件下,葡萄糖代谢产生的应用程序很少。在有氧条件下,糖酵解和三羧酸循环产生的NADH或FADH2可通过氧化磷酸反应产生大量的应用程序。NADH的数量直接关系到ATP的产生。每个细胞含有的NADH越多,产生的能量就越多。器官需要的能量越多,其(或所需)的NADH含量就越高。

  NADH的生理功能。

  提高能量水平。

  NADH不仅是有氧呼吸中重要的辅酶,也是NADH的[H]。研究证实,在细胞外使用NADH可以促进细胞内ATP水平的上升,这表明NADH可以穿透细胞膜,提高细胞内的能量水平。从宏观上讲,外源性NADH补充有助于恢复体力,增强食欲。此外,NADH还有助于提高脑能量水平,提高精神状态和睡眠质量。NADH已应用于改善慢性疲劳综合征、提高运动耐力、倒时差等领域。

  保护细胞

  NADH是细胞中一种天然的强抗氧化剂。NADH能与自由基反应,抑制脂质过氧化反应,保护线粒体膜和线粒体功能。研究发现,NADH能降低辐射、药物、有毒物质、剧烈运动、缺血等因素引起的细胞氧化应激,从而保护血管内皮细胞、肝细胞、心肌细胞、成纤维细胞、神经元等。因此,注射或口服NADH被用于改善心脑血管疾病、辅助癌症放疗和化疗。外部NADH已被证明能有效治疗红斑痤疮和接触性皮炎。

  促进神经递质的产生。

  研究表明,NADH显著促进了神经递质多巴胺的产生。神经递质多巴胺是短期记忆、不自主运动、肌肉张力和自发物理反应的重要化学信号。它还介导生长激素的释放,并决定肌肉运动。没有足够的多巴胺,肌肉就会变得僵硬。例如,帕金森病的一些原因是由脑细胞多巴胺合成紊乱引起的。初步的临床实验数据显示,NADH有助于改善帕金森病的症状。NADH还能促进去甲肾上腺素和血清素的生物合成,对缓解抑郁和阿尔茨海默病具有良好的应用潜力。

《Nature》:NADH对缓解抑郁和阿尔茨海默病具有良好的应用潜力
《Nature》:NADH对缓解抑郁和阿尔茨海默病具有良好的应用潜力

  NADH的安全性。

  即使在高浓度下,NADH也没有毒性或副作用。

  细胞保护

  细胞保护是指某些物质有能力防止或减少毒性物质对正常细胞的损伤,过度的细胞损伤会影响生物机体的功能。研究表明,核辐射、生物和化学毒素可引起细胞碱基损伤、DNA链断裂和蛋白质交联生物和化学毒素不仅作用于DNA,还可直接作用于线粒体呼吸链、生物氧化三羧酸循环,通过抑制基本生物氧化代谢过程,阻断能量供应,诱导正常细胞凋亡,引起正常生理功能障碍和损害。因此,细胞保护已成为生命科学的前沿课题,具有重要的临床指导意义。NADH是细胞能量代谢所必需的辅酶,其分子量为709.4,等电点为3.0。生命现象的各种活动和细胞更新、整个生命结构的维持和平衡都需要能量,而NADH在生物传递过程中起着作用。

NADH在生物传递过程中的作用
NADH在生物传递过程中的作用

  能量反应中的电子通常首先传输到NAD,然后恢复到NADH,通过传输链传输到氧气,释放能量,氧化磷酸化使用这些能量制造ATP,1分子NADH恢复产生3分子ATP。NADH主要参与碳水化合物、脂肪、蛋白质代谢,由于NADH激活多酶系统,促进核酸、蛋白质、多糖合成代谢,增加物质运行和调节控制,改善代谢功能密切相关,具有细胞再生、修复和保护的物质基础。NADH在维持细胞生长、分化和能量代谢方面发挥着重要作用。

  然而NADH有有较强的不稳定性,美国FDA曾在NADH介绍中表示:NADH非常的不稳定,除了怕光、排水、怕高温外,也怕胃酸降解,易氧化,对于制造工艺要求极高,这是目前科学家一直致力于攻克的难题。