長壽文章

十年強勁:2011 年研究顯示 nmn 可保護飲食和年齡引起的糖尿病小鼠的健康

2011 年研究顯示 nmn 可以保護飲食和年齡引起的糖尿病小鼠的健康

2 型糖尿病已成為我們現代生活方式的流行病。 由於高熱量和高脂肪的飲食(更不用說快餐、含糖飲料和按需送貨選項),這種使人衰弱的疾病的病例急劇增加,這壓倒了我們的身體如何適應代謝我們所攝入的食物。

我們新陳代謝的核心——我們如何將消耗的物質轉化為能量——是由一種稱為菸鹼醯胺磷酸核糖基轉移酶(nampt)的酵素介導的途徑。 此途徑對於我們的細胞合成煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(nad+) 至關重要,煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(nad+) 是我們的每個細胞以及世界上每個活細胞用來代謝和產生能量的重要化合物。 這條途徑很古老,可以追溯到大多數生物還只是單細胞的時候。

但這途徑又如何對抗現代不良飲食呢? 大約十年前, 吉野和同事發表了一項研究 顯示高脂肪飲食會損害 NAMPT 介導的 NAD+ 細胞合成,從而導致第 2 型糖尿病的破壞性影響。 重要的是,當他們使用菸鹼醯胺單核苷酸 (NMN)(NAMPT 反應的產物和關鍵的 NAD+ 前體)促進細胞合成 NAD+ 時,他們能夠控制飲食和 2 型糖尿病的有害影響。

這篇開創性的論文為針對第 2 型糖尿病的潛在補充劑幹預措施提供了重要見解。 重要的是,本文是研究的起點,透過在不同飲食條件下進行長期 nmn 補充實驗,更全面地評估 nmn 的有益和可能的副作用。

搖動新陳代謝的船

不久前有一段時間,食物並不那麼容易取得。 數百萬年來,我們和我們的祖先在沒有超市和得來速的情況下生存下來,導致人類進化出各種機制來調節我們的新陳代謝如何適應營養稀缺的條件,例如飢荒和乾旱。 那麼,這些適應性代謝方式是否會被我們現代久坐的生活方式和高熱量飲食所嚴重壓垮,從而導致全球肥胖和 2 型糖尿病的流行?

為了找到問題的關鍵,我們必須詳細了解我們的細胞如何進行代謝適應。 這些適應性機制的核心是細胞透過 nampt 合成 nad+ 的途徑以及蛋白質 sirt1 的活性,sirt1 因其與長壽的聯繫而成為過去幾年的頭條新聞。 nad+ 和 sirt1 在調節各種生物過程中發揮關鍵作用,包括新陳代謝、壓力反應和晝夜節律(我們的生理時鐘)。 我們現在知道,正是這個系統也介導了對有限能量攝取的適應性反應,例如禁食和飲食限制。

例如,在骨骼肌(我們用來移動身體的肌肉)中,缺乏營養和運動都會增加 nampt 水平,從而增強 nad+ 的細胞合成,從而增強 sirt1 活性。 在胰臟中,胰臟在將我們吃的食物轉化為身體細胞的燃料方面發揮著重要作用,細胞透過 nampt 合成 nad+ 和 sirt1 的活性都會調節葡萄糖刺激的胰島素分泌,以響應葡萄糖的可用性。 此外,在我們的肝臟和能量儲存脂肪(白色脂肪組織)中,nampt 和 sirt1 調節晝夜節律,這對我們的新陳代謝有很大的控制。

此外,由脂肪肝疾病或老化引起的發炎和氧化壓力(當有害的含氧化合物和抗氧化劑的平衡出現問題時)似乎會引發nampt 介導的nad+ 細胞合成減少,並導致2 型糖尿病的負面影響在身體上。 這讓科學家想知道,當我們攝取富含熱量、高脂肪的飲食時,nampt、nad+ 和 sirt1 的調節會發生什麼變化,以及這與第 2 型糖尿病有何關係。

我們新陳代謝的核心——我們如何將消耗的物質轉化為能量——是由一種稱為菸鹼醯胺磷酸核糖基轉移酶(nampt)的酵素介導的途徑。

糖尿病小鼠的靈丹妙藥

在 2011 年的論文中,yoshino 及其同事深入研究了這個問題,研究了高脂飲食如何透過 nampt 和 sirt1 活性影響小鼠 nad+ 的細胞合成。 引人注目的是,他們發現高脂飲食會嚴重損害在代謝中起關鍵作用的器官(如胰腺、肝臟和白色脂肪組織)中,nampt 介導的nad+ 生物合成,從而導致2 型糖尿病的有害影響。 

這就引出了一個問題:nampt 產生的 nad+ 前體 nmn 能否挽救糖尿病小鼠的代謝缺陷? 他們發現,糖尿病小鼠補充 nmn 可以改善胰臟的葡萄糖耐受不良並增強肝臟的胰島素敏感性。 補充 nmn 還可以恢復與管理氧化壓力、發炎反應和晝夜節律相關的基因活性,部分是透過提高 nad+ 水平來增強 sirt1 活化。

除了高熱量飲食之外,老化也是罹患第 2 型糖尿病的最大風險因素之一,近幾十年來,隨著人類壽命的延長,2 型糖尿病變得更加普遍。 因此,yoshino 和同事研究了患有年齡誘發糖尿病的小鼠是否經歷了與患有高脂飲食誘發糖尿病的小鼠類似的變化,以及 nmn 是否可以幫助緩解代謝缺陷。 他們發現,老化過程中多個器官的 nad+ 和 nampt 水平顯著下降,且 nmn 改善了年齡誘發的 2 型糖尿病小鼠的葡萄糖耐受不良和血脂狀況。

Nmn 能否終結糖尿病流行?

這些結果提供了一個有趣的暗示,即如果人類 2 型糖尿病患者的 nampt 介導的 nad+ 細胞合成存在缺陷(無論是由高脂肪飲食還是衰老引起),補充 nmn 可能會有效。 yoshino 及其同事提出,關鍵的 nad+ 中間體 nmn 的充足且持續的供應對於維持肝臟正常的胰島素敏感性和胰腺中葡萄糖刺激的胰島素分泌至關重要,這是預防糖尿病的關鍵。 “我們預計,長期給予 nmn 可能是一種非常有效的方法,可以在 nampt 介導的 nad+ 生物合成受到損害的組織和器官中維持增強的 sirt1 活性,並對抗令人不安的 2 型糖尿病流行。”

參考:

Yoshino J、Mills KF、Yoon MJ、Imai S. 菸鹼醯胺單核苷酸是一種關鍵的 NAD(+) 中間體,可治療小鼠飲食和年齡誘發的糖尿病的病理生理學。 細胞代謝。 2011;14(4):528-536。 doi:10.1016/j.cmet.2011.08.014



較舊的帖子 較新的帖子