NAD+: Kluczowy koenzym dla zdrowia człowieka

Czym jest NAD+?

Dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD+) to niezbędny nukleotyd pirydynowy, pełniący funkcję podstawowego koenzymu we wszystkich żywych komórkach. NAD+ występuje w dwóch formach: utlenionej (NAD+) i zredukowanej (NADH). Obie formy odgrywają kluczową rolę w metabolizmie komórkowym i produkcji energii. Ten istotny związek chemiczny uznawany jest za jeden z najważniejszych koenzymów reakcji energetycznych – obok ATP i jonów wapnia (Ca2+) – co czyni go potencjalnie jednym z czterech najbardziej fundamentalnych składników życia.

Główne funkcje biologiczne

Metabolizm energetyczny i produkcja ATP

NAD+ pełni kluczową rolę w produkcji energii w naszych komórkach. Działa jak kurier transportujący „ładunki energetyczne” do mitochondriów, które funkcjonują jako elektrownie komórkowe. To właśnie w mitochondriach wytwarzana jest główna forma energii – ATP, dlatego określa się je mianem „biologicznych baterii” napędzających wszystkie procesy życiowe organizmu.

Gdy NAD+ przyjmuje elektrony i wodór (czyli ładunek energetyczny), przekształca się w NADH i transportuje ten ładunek do specjalnego systemu w mitochondriach, nazywanego łańcuchem transportu elektronów. Tam, podobnie jak na taśmie produkcyjnej, energia z NADH zostaje przekształcona w ATP. Ten kluczowy proces nosi nazwę fosforylacji oksydacyjnej i jest głównym mechanizmem wytwarzania energii w komórce.

Równowaga między NAD+ i NADH jest kluczowa – działa jak balans między pustymi a naładowanymi bateriami. Gdy proporcje tych form są zaburzone, system energetyczny komórki traci wydajność. Ta równowaga reguluje aktywność specjalnych enzymów (dehydrogenaz), które funkcjonują niczym operatorzy w energetycznej fabryce komórki.

Skąd się bierze NADH?

NAD+ przekształca się w NADH w kluczowych procesach metabolicznych, czyli tam, gdzie organizm przetwarza pożywienie na energię:

Podczas glikolizy – pierwszego etapu metabolizmu, gdzie glukoza zostaje rozłożona na mniejsze cząsteczki. Jednym z enzymów uczestniczących w tym procesie jest dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego. W tym miejscu NAD+ pozyskuje pierwsze „ładunki energetyczne”.
W cyklu kwasu cytrynowego (cyklu Krebsa) – serii reakcji zachodzących w mitochondriach, gdzie z acetylo-CoA (cząsteczki powstającej z cukrów, tłuszczów i białek) komórka uzyskuje energię. Tutaj NAD+ ponownie „przechwytuje” elektrony i przekształca się w NADH.
W beta-oksydacji tłuszczów – procesie, w którym tłuszcze są wykorzystywane jako źródło energii. NAD+ gromadzi ładunki energetyczne i przekazuje je dalej do produkcji ATP.

Naprawa DNA i stabilność genomu

NAD+ funkcjonuje jako paliwo dla specjalistycznych enzymów zajmujących się naprawą DNA. Jednym z nich jest PARP – można go porównać do ekipy remontowej, która natychmiast reaguje, gdy DNA ulega uszkodzeniu na skutek stresu oksydacyjnego, promieniowania UV lub toksyn.

Gdy dochodzi do uszkodzenia naszego materiału genetycznego, PARP natychmiast się aktywuje i wykorzystuje NAD+ do naprawy tych uszkodzeń. Jednak w przypadku ciągłych ataków na DNA (spowodowanych np. przewlekłym stanem zapalnym, stresem czy procesami starzenia), ten system naprawczy pracuje nieustannie i zużywa ogromne ilości NAD+. Sytuację tę można porównać do ciągłych awarii, podczas których zapasy paliwa potrzebnego do napraw szybko się wyczerpują.

Gdy poziom NAD+ spada, komórki tracą zdolność do dalszych napraw, co prowadzi do narastających uszkodzeń, przyspieszonego starzenia się i zwiększonego ryzyka rozwoju chorób.

NAD+ wspiera również inny system naprawczy – BER (naprawa zasad azotowych). Jest to precyzyjna mikronaprawa, która dba o pojedyncze „literki” w naszym DNA. W tym procesie NAD+ pełni funkcję koordynatora, współpracując z enzymami SIRT i PARP w zarządzaniu całym procesem regeneracji.

Wyższy poziom NAD+ znacząco zwiększa zdolność komórek do naprawy uszkodzeń DNA. Jest to kluczowe dla spowolnienia procesów starzenia, redukcji ryzyka rozwoju chorób oraz utrzymania komórek w optymalnej kondycji.

Jak NAD+ wpływa na pracę genów i przekazywanie sygnałów w komórkach?

NAD+ aktywuje enzymy z rodziny sirtuin (SIRT1–SIRT7), które regulują ekspresję genów – nie modyfikując samej struktury DNA, ale wpływając na sposób jego wykorzystania przez komórkę. Sirtuiny pełnią istotne funkcje w:

procesach starzenia się organizmu (szczególnie SIRT1 i SIRT6),
kontroli metabolizmu glukozy i tłuszczów,
ochronie komórek przed stresem oksydacyjnym i uszkodzeniami DNA.

NAD+ wraz z pochodnymi uczestniczy również w regulacji poziomu wapnia w komórkach, który jest niezbędny dla prawidłowej komunikacji międzykomórkowej i funkcjonowania organizmu.

Sygnalizacja komórkowa i homeostaza wapniowa

NAD+ i jego pochodne uczestniczą w przekazywaniu sygnałów wewnątrzkomórkowych, szczególnie poprzez regulację poziomu wapnia. Wytwarzają związki, które aktywują uwalnianie wapnia w komórkach. Ten wapń funkcjonuje jako przekaźnik, wspomagając komunikację międzykomórkową i regulując liczne funkcje komórkowe. NAD+ oddziałuje na ten proces głównie poprzez receptory TRPM2 i rianodynowe, które zarządzają transportem wapnia w komórkach.

Szlaki biosyntezy NAD+

Poziomy NAD+ w organizmie są utrzymywane przez trzy niezależne szlaki biosyntetyczne:

Z tryptofanu (tzw. szlak de novo) – wieloetapowy proces rozpoczynający się od aminokwasu dostarczanego z dietą.
Z niacyny (szlak Preiss-Handlera) – powstający z przekształcenia witaminy B3.
Ze związków obecnych w komórkach (szlak ratunkowy) – to główny sposób produkcji NAD+ u ludzi. Kluczową rolę odgrywa tu enzym NAMPT, który przekształca nikotynamid (NAM) w NMN, a ten następnie w NAD+.

Spadek poziomu NAD+ związany z wiekiem

Poziom NAD+ istotnie spada z wiekiem w wielu tkankach – badania wskazują na spadek rzędu 4% rocznie u ludzi. Ten spadek zachodzi poprzez kilka głównych mechanizmów:

Zwiększone zużycie: Przewlekłe uszkodzenia DNA aktywują enzymy PARP, które zużywają zapasy NAD+. Komórki starzejące się dodatkowo wydzielają cytokiny zapalne aktywujące makrofagi CD38+. Te makrofagi wykazują zwiększoną aktywność NADazową, co prowadzi do dalszego spadku poziomu NAD+.

Zmniejszona synteza: Z wiekiem obniża się ekspresja i aktywność enzymu NAMPT, ograniczając produkcję NAD+ przez szlak ratunkowy. Powstaje błędne koło – spadek NAD+ przyspiesza procesy starzenia, które z kolei powodują dalszy spadek jego poziomu.

Aktywacja zapalna: Przewlekły stan zapalny, charakterystyczny dla starzenia się organizmu, zmniejsza ekspresję NAMPT i jednocześnie zwiększa zużycie NAD+ przez aktywowane komórki odpornościowe.

Konsekwencje zdrowotne

Spadek poziomu NAD+ wraz z wiekiem przyczynia się do licznych problemów zdrowotnych:

Dysfunkcje metaboliczne: Obniżona dostępność NAD+ zaburza funkcjonowanie mitochondriów, prowadząc do zmniejszonej produkcji ATP i zakłóceń metabolicznych.

Zwiększone ryzyko chorób: Niskie stężenie NAD+ wiąże się z chorobami układu krążenia, schorzeniami neurodegeneracyjnymi, zespołem metabolicznym i różnymi nowotworami. Wzrasta również ryzyko rozwoju miażdżycy, insulinooporności i nadciśnienia.

Starzenie komórkowe: Niedobór NAD+ przyspiesza starzenie się komórek i sprzyja ich kumulacji w organizmie, co dodatkowo intensyfikuje procesy starzenia.

Znaczenie kliniczne i objawy niedoboru

Wrodzony niedobór NAD+

Poważny niedobór NAD+ może objawiać się jako wrodzony zespół niedoboru NAD (CNDD) – rzadka choroba wieloukładowa spowodowana mutacjami w genach odpowiedzialnych za biosyntezę NAD+ (HAAO, KYNU, NADSYN1). Objawy obejmują wady serca, niski wzrost, nieprawidłowości kręgosłupa, zaburzenia funkcji nerek oraz opóźnienia rozwojowe.

Objawy nabytego niedoboru NAD+

Do najczęstszych objawów niedoboru NAD+ należą:

przewlekłe zmęczenie i osłabienie mięśni,
pogorszenie funkcji poznawczych – problemy z pamięcią, koncentracją, „mgła mózgowa”,
zaburzenia snu i rytmu dobowego,
osłabiona odporność,
zwiększona podatność na choroby związane z wiekiem.

Substancje wspierające produkcję NAD+

Prekursory NAD+

NMN (mononukleotyd nikotynamidu)

NMN jest bezpośrednim prekursorem NAD+ — w komórkach przekształca się w NAD+ dzięki enzymowi NMNAT. Suplementacja skutecznie podnosi poziom NAD+ w tkankach, wspierając produkcję ATP oraz funkcje naprawcze zależne od tego koenzymu.

Typowe dawkowanie wynosi 250–500 mg dziennie, choć w badaniach stosowano dawki sięgające nawet 1250 mg. Dawkę często dzieli się na 1–2 porcje, a forma podjęzykowa może zwiększać biodostępność preparatu.

Uwagi:

Dostępność: W UE uznany za novel food lub substancję farmaceutyczną — jest nielegalny w suplementach diety. W USA jest aktualnie dostępny w sprzedaży, a jego status prawny zostanie rozstrzygnięty 31 lipca 2025 roku.
Bezpieczeństwo: NMN jest dobrze tolerowany w krótkoterminowym stosowaniu (do 1250 mg/d), jednak jego długofalowe skutki pozostają nieznane.
Interakcje: Nadmiar NMN przekształca się w nikotynamid, którego metabolizm zużywa donory grup metylowych (takie jak folian czy betaina).

NR (rybozyd nikotynamidu)

NR to forma witaminy B3, która po wchłonięciu ulega fosforylacji do NMN, a następnie przekształca się w NAD+. Skutecznie zwiększa poziom NAD+ w komórkach, wspierając metabolizm mitochondrialny. U seniorów poprawia funkcjonowanie mięśni i parametry metaboliczne.

Rekomendowane dawkowanie wynosi 100–300 mg dziennie (około 3 mg/kg masy ciała). W badaniach klinicznych dawki sięgające 2000 mg/d były dobrze tolerowane.

Uwagi:

Dostępność: Legalny jako novel food w UE (np. chlorek rybozydu nikotynamidu od 2020 r.).
Bezpieczeństwo: Brak poważnych efektów ubocznych; wysokie dawki mogą zwiększać zapotrzebowanie na metylację (zużycie SAMe).
Cena: Wyższa niż klasycznych witamin B3. Nie wywołuje efektu flush.

Witaminy z grupy B jako prekursory NAD+

Kwas nikotynowy (niacyna, witamina B3, witamina PP)

Niacyna to klasyczny prekursor NAD+ działający poprzez szlak Preiss-Handlera. Oprócz zapobiegania pelagrze, wyższe dawki wspierają aktywność sirtuin i enzymów naprawczych DNA.

Zalecane dzienne spożycie (RDA) wynosi 16 mg. W suplementacji stosuje się dawki 50–250 mg dziennie, a w celach leczniczych nawet do 2000 mg dziennie (wyłącznie pod nadzorem lekarza).

Uwagi:

Skutki uboczne: Charakterystyczny efekt flush — zaczerwienienie skóry i uczucie gorąca (występuje przy dawkach powyżej 30–50 mg). Wysokie dawki mogą uszkadzać wątrobę.
Interakcje: Może nasilać działanie leków hipotensyjnych i statyn.
Bezpieczeństwo: Tolerowany górny poziom spożycia w UE wynosi 10 mg dziennie ze względu na efekt flush, jednak w praktyce klinicznej stosuje się większe dawki pod odpowiednim monitoringiem.

Nikotynamid (niacynamid, amid kwasu nikotynowego)

Funkcjonuje jako prekursor NAD+ w szlaku ratunkowym (za pośrednictwem enzymu NAMPT). Działa skutecznie, jednak w wysokich dawkach może hamować aktywność sirtuin (działając jako inhibitor sprzężenia zwrotnego).

Przeciętna dzienna podaż z dietą wynosi około 16 mg. W suplementacji przeciwstarzeniowej stosuje się zazwyczaj dawki 250–500 mg dziennie, a w badaniach klinicznych testowano dawki sięgające nawet 1000 mg dziennie.

Uwagi:

Bezpieczeństwo: Nie wywołuje efektu flush, charakteryzuje się mniejszą liczbą działań niepożądanych niż niacyna. Tolerowany górny poziom spożycia w UE wynosi 900 mg dziennie.
Interakcje: Może obniżać próg drgawkowy i zmniejszać skuteczność leków przeciwpadaczkowych.

Substancje wspierające szlaki metaboliczne NAD+

Witamina B6 (pirydoksyna)

B6 jest niezbędna w szlaku kynureninowym, który przekształca tryptofan do NAD+. Jej niedobór ogranicza wydajność tego szlaku i zwiększa toksyczność metabolitów kynureniny.

Dawkowanie: 2–10 mg dziennie (profilaktyka); 10–50 mg dziennie w suplementacji. Tolerowany górny poziom spożycia wynosi 100 mg dziennie.

Uwagi:

Skutki uboczne: Wysokie dawki mogą powodować neuropatię czuciową.
Interakcje: Osłabia działanie L-dopy i fenobarbitalu. Ułatwia wchłanianie magnezu.

Witamina B2 (ryboflawina)

Jest składnikiem FAD i FMN – kofaktorów enzymów syntetyzujących NAD+ z tryptofanu.

Zalecane dzienne spożycie: 1,1–1,3 mg dziennie; suplementacja: 5–10 mg.

Uwagi:

Bezpieczeństwo: Bardzo bezpieczna, nadmiar wydalany z moczem (powoduje żółte zabarwienie).
Interakcje: Może obniżać skuteczność leków przeciwmalarycznych.

Betaina (TMG)

Donor grup metylowych – wspiera remetylację homocysteiny do metioniny i zwiększa dostępność SAMe. Zapobiega wzrostowi homocysteiny przy dużym spożyciu NR/NMN.

Dawki 500–1500 mg dziennie; pod opieką lekarza nawet do 6 g dziennie.

Uwagi:

Skutki uboczne: Mdłości, dyskomfort żołądka, rybi zapach (TMAO).
Interakcje: Działa synergistycznie z witaminami B6, B12 i folianami; może poprawiać profil lipidowy.

Ekstrakt z pestek winogron (OPC)

Zawiera proantocyjanidyny, które wspierają ekspresję SIRT1 i zwiększają poziom NAD+ w wątrobie. Wykazują działanie przeciwzapalne, antyoksydacyjne, wspierają metabolizm i chronią wątrobę.

Zalecane spożycie: 150–300 mg dziennie.

Uwagi:

Bezpieczeństwo: Dobrze tolerowany; rzadko powoduje bóle głowy i nadkwaśność.
Interakcje: Może wzmacniać działanie leków przeciwzakrzepowych i wykazywać synergię z NR/NMN.

Inhibitory degradacji NAD+

Kwercetyna

Naturalny flawonoid, silny inhibitor CD38 — enzymu rozkładającego NAD+. Wspiera aktywność sirtuin, działa senolitycznie i przeciwzapalnie.

Typowo 500 mg/d.

Uwagi:

Interakcje: Może wpływać na enzymy CYP450 – należy zachować ostrożność przy stosowaniu statyn i cyklosporyny.
Skutki uboczne: Rzadko występujące bóle głowy, niestrawność, reakcje alergiczne.

Apigenina

Flawonoid hamujący CD38, zwiększający poziom NAD+, aktywujący sirtuiny i wykazujący działanie uspokajające.

Typowo 50–100 mg/d; naturalnie występuje w rumianku (ok. 5–10 mg na filiżankę).

Uwagi:

Interakcje: Działa synergistycznie z lekami uspokajającymi, może ograniczać wchłanianie żelaza.

Luteolina

Hamuje CD38 i cytokiny zapalne, wspiera sirtuiny, może chronić układ nerwowy (badana w leczeniu autyzmu i choroby Alzheimera).

100–200 mg/d.

Uwagi:

Interakcje: Działa synergistycznie z przeciwzapalnymi związkami; może zwiększać skuteczność chemioterapii.

Fizetyna

Flawonol o silnym działaniu senolitycznym – usuwa starzejące się komórki, co obniża aktywność CD38 i podnosi poziom NAD+.

100–300 mg/d w suplementacji.

Uwagi:

Interakcje: Może wzmacniać działanie senolityków (np. kwercetyny), wykazuje potencjalną synergię z terapiami przeciwnowotworowymi.

Stabilizatory NAD+

Bor

Stabilizuje NAD+ poprzez wiązanie i ochronę przed rozkładem przez enzym CD38. Dodatkowo wpływa na aktywność enzymów dehydrogenaz i wykazuje właściwości przeciwzapalne.

Zalecana dawka: 3–6 mg dziennie, nie należy przekraczać 20 mg/dzień.

Uwagi:

Bezpieczeństwo: W dawkach do 10 mg/dzień jest bezpieczny. Większe dawki mogą wykazywać toksyczność (dla nerek i OUN).
Interakcje: Wspomaga metabolizm witaminy D i wapnia, może podnosić poziom testosteronu i estrogenów u osób z niedoborem boru.