ร่างกายสร้าง NAD+ อย่างไร ?

ร่างกายสร้าง NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) อย่างไร?

โดยสารตั้งต้นเหล่านี้ได้มาจากอาหารทั้งหมดโดย Nam, NA และ NR เป็นรูปแบบของวิตามินบี 3 (Vitamin B form)ซึ่งเป็นสารอาหารที่สำคัญ และเมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้วเซลล์ก็สามารถสังเคราะห์ NAD+ ได้จากหลายวิธี โดยในกรณีของ NAD+ สายการผลิตหลายสายจะสร้างผลิตภัณฑ์ตัวเดียวกันออกมา

วิธีที่ 1 : เรียกว่า De Novo ซึ่งเป็นภาษาละตินหมายความว่า “สร้างจากไม่มีอะไรเลย” โดยเริ่มจากสารตั้งต้นแรกสุดของ NAD+ คือ tryptophan แล้วสร้างต่อยอดขึ้นมาอีกที

วิธีที่ 2 : เรียกว่า Salvage หรือกู้ซาก ซึ่งเทียบได้กับการรีไซเคิล(Recycle)คือสร้าง NAD+ จากเศษซากที่เหลือจาก NAD+ ซึ่งเสื่อมสภาพแล้ว โดยปกติแล้วโปรตีนทุกตัวในร่างกายจะต้องมีการย่อยสลายเพื่อป้องกันไม่ให้สะสมจนเป็นอันตราย และจากวงจรการสร้างและย่อยสลายนี่เองเอนไซม์ก็จะนำเอาผลผลิตได้จากการย่อยโปรตีนแล้วก็นำมารีไซเคิลใช้ใหม่อีกครั้งหนึ่ง

ร่างกายคนเราสร้าง NAD+ จากส่วนประกอบหรือสารตั้งต้นที่เล็กกว่า ซึ่งอาจจะถือว่าเป็นวัตถุดิบ (Raw materials) สำหรับ NAD+ ก็ได้ โดยสารตั้งต้นหลัก 5 ตัวที่เกิดในร่างกายคือ

Tryptophan
Nicotinamide (Nam)
Nicotinic acid (NA, or niacin)
Nicotinamide riboside (NR)
Nicotinamide mononucleotide (NMN) : NMN จะเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการสังเคราะห์ NAD+

การสังเคราะห์ NAD+ จาก MNM

NAD+ เป็นโคเอนไซม์ในไมโตคอนเดรีย(Mitochondria)

NAD+ มีบทบาทเชิงรุกในเรื่องการเผาผลาญ เช่นกระบวนการไกลโคไลซิส(Glycolysis)หรือวงจร TCA (เครปไซเคิล:krebs’ cycle หรือ วงจรกรดไซตริก:Critic Acid Cycle) และห่วงโซ่นำอิเล็กตรอน ซึ่งจะเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียของเราและเป็นวิธีการที่เราได้พลังงานจากเซลล์มา
NAD+ เป็นลิแกนด์(Ligand) ที่เกาะเข้ากับเอนไซม์และส่งผ่านอิเล็กตรอน(Electron)ระหว่างโมเลกุล อิเล็กตรอนเป็นโครงสร้างพื้นฐานทางอะตอมสำหรับพลังงานเซลล์ และการโอนย้ายจากโมเลกุลหนึ่งไปอีกโมเลกุลหนึ่ง ซึ่งกลไกทางเซลล์นี้จะเหมือนกับการชาร์จแบตเตอรี่ โดยแบตเตอรี่จะถือว่าหมดถ้าหากว่าใช้อิเล็กตรอนไปหมดแล้ว ซึ่งอิเล็กตรอนพวกนี้ไม่สามารถกลับไปที่จุดเริ่มต้นได้โดยไม่มีตัวส่ง ในกรณีของเซลล์จะมี NAD+ เป็นตัวส่ง ฉะนั้นจึงสามารถเพิ่มหรือลดกิจกรรมเอนไซม์ พันธุกรรม และสัญญาณเซลล์ได้

NAD+ ช่วยควบคุมความเสียหายต่อ DNA

ในปัจจุบันการสะสมตัวความเสียหายต่อ DNA เป็นสาเหตุหลักของความชรา โดยทุกเซลล์จะมีเครื่องจักรซ่อนอยู่ซึ่งสามารถซ่อมแซมความเสียหายนี้ได้ แต่ต้องใช้โมเลกุลพลังงานและ NAD+ เป็นเชื้อเพลิงเพราะฉะนั้นหากเกิดความเสียหายต่อ DNA มากเกินไปก็จะทำให้ต้องใช้ทรัพยากรเซลล์ที่มีค่านี้ด้วย

โปรตีนตัวหนึ่งที่เป็นตัวสำคัญในการรักษา DNA ก็คือ PARP (Poly -ADP-ribose) polymerase) ซึ่งต้องการใช้ NAD+ ในการทำงาน

โดยกลุ่มคนที่สูงวัยก็จะมีระดับ NAD+ น้อยลง และหากมีความเสียหายต่อดีเอ็นเอ(DNA)ที่สะสมมากขึ้นจากความชราก็จะทำให้มีระดับ PARP สูงมากขึ้น ยิ่งต้องการใช้ NAD+ มากขึ้น เเละทำให้ NAD+ ลดลง นอกจากนี้หากมีความเสียหายของ DNA ในไมโครคอนเดรียก็จะทำให้ยิ่งใช้ NAD+ มากขึ้นกว่าเดิม

ทำไมเราถึงต้องสนใจ NAD+

NAD+ ถูกค้นพบ ในปี 1906 และนักวิทยาศาสตร์ต่างๆก็ให้ความสนใจเพราะว่ามีสารตัวนี้จำนวนมากในร่างกายและมีบทบาทสำคัญในด้านโมเลกุลที่ทำให้ร่างกายของเราทำงานต่อไปได้

ความสำคัญของการเพิ่มระดับ NAD+

นอกจากน้ำแล้วสาร NAD+ เป็นโมเลกุลที่มีอยู่ในร่างกายมากเป็นอันดับ 2 และเป็นสิ่งจำเป็นต่อชีวิตของเราโดย NAD+ เป็นโคเอ็นไซม์(Coenzyme) ที่เป็นโมเลกุลช่วยให้เอนไซม์ทำงานได้ดี เอ็นไซม์นี้เป็นโปรตีนประเภทพิเศษซึ่งทำให้การเกิดปฏิกิริยาเคมีเร็วขึ้น ตัวอย่าง ถ้าหากไม่มีเอนไซม์การเกิดปฏิกิริยาเคมีบางตัวอาจจะใช้เวลา 2.3 พันล้านปีเพราะฉะนั้นชีวิตบนโลกก็คงอยู่ไม่ได้ สิ่งสำคัญก็คือเมื่ออายุมากขึ้นและในกรณีที่มีโรคประจำตัว ดังเช่น

ความอ้วน
โรคหัวใจ
โรคประสาท
การสูญเสียมวลกล้ามเนื้อที่เกิดจากอายุ

ระดับ NAD+ ก็น่าจะน้อยลงเพราะฉะนั้นการฟื้นฟูระดับ NAD+ โดยใช้สารตั้งต้น NAD+ อย่างเช่น NMN อาจช่วยลดผลเสียที่เกิดจากอายุและอาจจะป้องกันหรือรักษาโรคเรื้อรังได้ด้วย และในปัจจุบันมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์หลายตัวที่ชี้ให้เห็นถึงสรรพคุณชะลอวัยและยืดอายุ ด้วยการเพิ่มระดับ NAD+ ในสัตว์และมนุษย์

NAD+ กระตุ้น Sirtuin

NAD+ จะเป็นตัวกระตุ้นเอ็นไซม์เรียกว่าเซอร์ทูอิน (Sirtuin) หรือเรียกว่าผู้ปกป้องเซลล์ เพราะมีบทบาทในการซ่อมแซม DNA และช่วยค้ำจุนไมโตคอนเดรีย(Mitochondria) ไมโตคอนเดรียเปรียบเสมือนโรงไฟฟ้าของเซลล์เพราะสร้างพลังงานที่เรียกว่า ATP ถ้าหากว่าไมโตคอนเดรียมีสภาพไม่ดีก็จะผลิต ATP ได้น้อยลงทำให้เซลล์ตาย แล้วถ้าหากมีความเสียหายทาง DNA มากเกินไปจะทำให้เซลล์ตายเช่นเดียวกัน เซอร์ทูอิน จะทำให้เซลล์อยู่รอดได้นานขึ้นโดยการซ่อมแซม DNA และรักษาสภาพของไมโตคอนเดรียให้ดีอยู่ตลอดเวลา เดวิด ซินแคลร์(David Sinclair) นักพันธุกรรมวิทยา มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและนักวิจัยเกี่ยวกับ NAD+ กล่าวว่า NAD+ ของเราจะน้อยลง เมื่ออายุเรามากขึ้น “การที่เซอร์ทูอิน(Sirtuin) ลดลง อาจเป็นสาเหตุทำให้ร่างกายของเราเกิดโรคเวลาอายุมากขึ้น ซึ่งโรคเหล่านี้จะไม่เกิดตอนที่เราอายุยังน้อย” เขาเชื่อว่าการเพิ่มระดับ NAD+ รวมถึงการใช้ NMN อาจช่วยชะลอกระบวนการชราภาพได้

นอกจาก NMN แล้ว โพลีฟีนอล(Polyphenol) ซึ่งเป็นโมเลกุลจากพืชซึ่งมีสรรพคุณในการเพิ่มอายุ จะเป็นตัวจำกัดแคลอรี่ซึ่งหมายความว่า การบริโภคแคลอรี่ที่ลดลงโดยไม่ทำให้เกิดภาวะขาดสารอาหารจะช่วยเพิ่มระดับ NAD+ และช่วยกระตุ้นให้เกิดเซอร์ทูอิน(Sirtuin)นอกจากจะเพิ่มอัตราการอยู่รอดของเซลล์และช่วยคุ้มกัน DNA เซอร์ทูอิน(Sirtuin) มีคุณประโยชน์มากมาย ได้แก่

ป้องกันไม่ให้เกิดโรคเบาหวาน
ภาวะไขมันพอกตับโดยการเพิ่มระดับการหลั่งอินซูลินจากตับอ่อน
เพิ่มระดับการเผาผลาญไขมันในตับ
เพิ่มการผลิตกลูโคสในตับมากขึ้น
ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการสลายตัวของกล้ามเนื้อ ระบบประสาท หรือการสะสมเนื้อเยื่อไขมัน

อาหารเสริม NAD ในรูปของ NMN

ความเข้มข้นภายในเซลล์ของ NAD+ จะลดลงเมื่ออายุมากขึ้นเพราะว่าการทำงานของเซลล์ปกติจะดูดเอา NAD+ ไปใช้อยู่แล้ว โดยเชื่อกันว่าหากบริโภคอาหารเสริมที่มีสารตั้งต้น NAD+ ก็จะทำให้มีระดับ NAD+ ที่เหมาะสม งานวิจัยพบว่า สารตั้งต้นดังเช่น NMN และ nicotinamide riboside (NR) จะเป็นอาหารเสริมที่ช่วยสร้าง NAD+ ช่วยเสริมความเข้มข้นของ NAD+ ด้วย

นักวิจัยด้าน NAD+ อย่างเดวิด ซินแคลร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ระบุว่า “การให้ NAD+ โดยตรงกับร่างกายนั้นไม่ใช่ทางเลือกที่ดี เพราะว่าโมเลกุล NAD+ ไม่สามารถซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ เพราะฉะนั้นก็อาจจะไม่ส่งผลต่อระบบเผาผลาญมากนัก ฉะนั้นจึงต้องใช้โมเลกุลตั้งต้นสำหรับ NAD+ เพื่อเพิ่มระดับ NAD+ แทน หมายความว่าไม่สามารถใช้ NAD+ เป็นอาหารเสริมโดยตรงได้เพราะว่าร่างกายไม่สามารถดูดซึมได้ง่ายนัก จึงต้องใช้สารตั้งต้นที่สามารถดูดซึมได้ง่ายกว่า

นอกจากนี้การฉีด NMN ทำให้มีระดับ NAD+ ที่สูงมากขึ้นในร่างกายหลายส่วนรวมถึงตับอ่อน เนื้อเยื่อไขมัน หัวใจ กล้ามเนื้อกระดูก ไต อัณฑะดวงตาและเส้นเลือด การบริโภคทางปากจะช่วยเพิ่มระดับ NAD+ ในตับภายใน 15 นาที

การตรวจทางห้องปฏิบัติการ

ตรวจหาระดับ NAD+ โดยการเจาะเลือดตรวจ

เอกสารอ้างอิง

Clement J, Wong M, Poljak A, Sachdev P, Braidy N. The plasma NAD+ metabolome is dysregulated in “normal” aging. Rejuvenation Res. 2019;22:121–130.
Lamb DA, Moore JH, Mesquita PHC, et al. Resistance training increases muscle NAD+ and NADH concentrations as well as NAMPT protein levels and global sirtuin activity in middle-aged, overweight, untrained individuals. Aging (Albany NY). 2020;12:9447–9460.
Verdin E. NAD+ in aging, metabolism, and neurodegeneration. Science. 2015;350:1208–1213
Elhassan YS, Kluckova K, Fletcher RS, et al. Nicotinamide riboside augments the aged human skeletal muscle NAD+ metabolome and induces transcriptomic and anti-inflammatory signatures. Cell Rep. 2019;28:1717–1728.e6.