NAD+, obezita a diabetes

NAD+ a obezita

Obezita způsobuje zánět tukové tkáně. Jak se zvyšuje množství tuku v organismu, narůstá i zánět, zvyšuje se inzulinová rezistence v periferních tkáních, dochází ke zhoršení funkce mitochondrií (mj. klesá hladina NAD+) a zhoršuje se metabolismus přijatých živin. Celkově dochází ke zhoršení chodu metabolických drah. (1) Předpokládá se, že NAD+ a související prekurzory mohou tyto dráhy významně ovlivnit a pomoci tak předejít vzniku větších komplikací. Obecně platí, že NAD+ může při obezitě pomoci obnovit metabolické zdraví. (2)

Klinická studie se 13 zdravými dospělými osobami s nadváhou nebo obezitou zkoumala účinek nikotinamid ribosidu (NR). Účastníci užívali po dobu 6 týdnů buď 1 000 mg NR denně nebo placebo. Výsledky ukázaly významné zvýšení hladin metabolitů NAD+ v kosterním svalstvu, změny metabolismu acetylkarnitinů v kosterním svalstvu a menší změny ve složení těla a klidovém metabolismu během spánku. (3)

NAD+ a diabetes

Diabetes vytváří souhru nepříznivých faktorů, které narušují rovnováhu NAD+ v organismu. Vysoká hladina glukózy v krvi spouští řetězec procesů, které vyčerpávají zásoby NAD+. (4)  

Pokud hladina glukózy zůstává dlouhodobě vysoká, buňky produkují nadměrné množství NADH.(5) Vzniká tak stav, který vědci označují jako pseudohypoxie – buňky se chovají, jako by trpěly nedostatkem kyslíku, přestože ho mají dostatek. Tato nerovnováha ovlivňuje způsob, jakým organismus zpracovává cukry i tuky. Buněčné metabolické mechanismy začínají fungovat méně efektivně, což může zhoršovat projevy diabetu.

Diabetes také zvyšuje oxidační stres v celém organismu. Toto poškození aktivuje opravné enzymy označované jako PARP, (6) které při opravě poškozené DNA spotřebovávají velké množství NAD.

Výsledek? Buňkám dochází NAD právě ve chvíli, kdy ho nejvíce potřebují. Vzniká tak začarovaný kruh, v němž buněčné poškození vede k dalšímu vyčerpávání zásob NAD+.

Diabetes typ 1 a 2

Diabetes typu 1 vyčerpává zásoby NAD+ tak, že oxidativní stres, který při něm narůstá, aktivuje PARP enzymy, které nadměrně využívají NAD+ pro opravu DNA. To vede k energetickému selhání v buňkách slinivky a dalších tkáních. Při diabetu typu 2 se aktivují signální cesty, které snižují produkci NAD+, tělo ztrácí schopnost jej vytvářet, což zvyšuje inzulínovou rezistenci a vede ke zhoršení kontroly krevního cukru.

Diabetická neuropatie

Nedostatek NAD+ v nervových buňkách pak vede k diabetické neuropatii (dysfunkce mitochondrií a následně smrt nervu). (7) Když hladina NAD+ klesá, snižuje se aktivita ochranných proteinů nazývaných sirtuiny. Nervová vlákna jsou pak náchylnější k poškození způsobenému vysokou hladinou glukózy.

Výzkumy ukazují, že mezi projevy nedostatku NAD+ často patří nervové obtíže, únava a zhoršení kognitivních funkcí. Studie na experimentálních modelech naznačují, že prekurzory NAD+ mohou pomoci diabetickou neuropatii zvrátit. (8)

Diabetická nefropatie

Diabetická nefropatie zahrnuje komplexní změny metabolismu NAD+ v ledvinách. (9) Výzkumy ukazují, že v ledvinách postižených diabetem dochází ke snížení hladiny NAD+, což přispívá k rozvoji zánětu a poškození tkání. Současně se zhoršuje schopnost ledvin vytvářet nový NAD+. Vzniká tak začarovaný kruh, v němž s klesající hladinou NAD+ postupně slábne i funkce ledvin.

Srdeční problémy

Diabetická kardiomyopatie úzce souvisí s nerovnováhou NAD+ v srdečním svalu. (10) Dochází k narušení poměru NAD+/NADH, což zhoršuje tvorbu energie v buňkách srdečního svalu. To může vést k postupnému zhoršování srdeční funkce a ke zvýšenému riziku srdečního selhání. Obnovení rovnováhy NAD+ by proto mohlo přispět k ochraně srdce u pacientů s diabetem.

Srdeční komplikace při diabetu často zahrnují také mitochondriální dysfunkci, kterou NAD+ pomáhá ovlivňovat na buněčné úrovni.

Závěr - jak zvýšit hladiny NAD+

Pro suplementaci je nejvhodnější prekurzor NR (nikotinamid ribosid), hladce proniká buněčnou stěnou a lze jej volně prodávat jako doplněk stravy. Jeho účinek mohou podpořit vitamín B3, koenzym Q10 a vitamín E. Hladinu NAD+ lze samozřejmě podpořit i přirozeně – snížením kalorického příjmu a pravidelnou fyzickou aktivitou.

Autor článku: Tomáš Kouřil

Zdroje:

1. Baichuan Y, Reis MG, Tavakoli S, Khodadadi N, Sohouli MH, & Guimarães NS. The effects of NAD+ precursor (nicotinic acid and nicotinamide) supplementation on weight loss and related hormones: a systematic review and meta-regression analysis of randomised controlled trials. Frontiers of Nutrition. 2023; 1208734
2. Ruskovska T, & Bernlohr DA. The Role of NAD+ in Metabolic Regulation of Adipose Tissue: Implications for Obesity-Induced Insulin Resistance. Biomedicines. 2023; 11 (9) 2560
3. Remie CME, Roumans KHM, Moonen MPB, Connell NJ, Havekes B, Mevenkamp J, Lindemoon L, de Wit VHW, van de Weijer T, Aarts SABM, Lutgen E, Schomakers BV, Elfrink HL, Zapata-Pérez R, Houtkooper RH, Auwerx J, Hoeks J, Schrauwen-Hinderling VB, Phielix E, & Schrauwen P. Nicotinamided riboside supplementation alters body composition and skeletal muscle acetylcarnitine concentrations in healthy obese humans. The American Journal of Clinical Nutrition. 2020; 112 (2) 413-426
4. Fan L, Cacicedo JM, Ido Y. Impaired nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+ ) metabolism in diabetes and diabetic tissues: Implications for nicotinamide-related compound treatment. J Diabetes Investig. 2020 Nov;11(6):1403-1419. doi: 10.1111/jdi.13303. Epub 2020 Jul 7. PMID: 32428995; PMCID: PMC7610120.
5. Wu J, Jin Z, Zheng H, Yan L. Sources and implications of NADH/NAD+ redox imbalance in diabetes and its complications. Diabetes Metab Syndr Obes. 2016;9:145-153 https://doi.org/10.2147/DMSO.S106087.
6. Pacher P, Szabó C. Role of poly(ADP-ribose) polymerase-1 activation in the pathogenesis of diabetic complications: endothelial dysfunction, as a common underlying theme. Antioxid Redox Signal. 2005 Nov-Dec;7(11-12):1568-80. doi: 10.1089/ars.2005.7.1568. PMID: 16356120; PMCID: PMC2228261.
7. NAD+ Redox Imbalance in the Heart Exacerbates Diabetic Cardiomyopathy, Ying Ann Chiao, PhD, Akash Deep Chakraborty, PhD Christine M. Light, BS, Rong Tian, MD, PhD, Junichi Sadoshima, MD, PhD, Xiaojian Shi, PhD, Haiwei Gu, PhD, and Chi Fung Lee, PhD. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCHEARTFAILURE.120.008170
8. Chandrasekaran, K.; Najimi, N.; Sagi, A.R.; Yarlagadda, S.; Salimian, M.; Arvas, M.I.; Hedayat, A.F.; Kevas, Y.; Kadakia, A.; Kristian, T.; et al. NAD+ Precursors Reverse Experimental Diabetic Neuropathy in Mice. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 1102. https://doi.org/10.3390/ijms25021102
9. Xu J, Kitada M, Koya D. NAD+ Homeostasis in Diabetic Kidney Disease. Front Med (Lausanne). 2021 Jul 21;8:703076. doi: 10.3389/fmed.2021.703076. PMID: 34368195; PMCID: PMC8333862.
10. NAD+ Redox Imbalance in the Heart Exacerbates Diabetic Cardiomyopathy, Ying Ann Chiao, PhD, Akash Deep Chakraborty, PhD, Christine M. Light, BS, Rong Tian, MD, PhD, Junichi Sadoshima, MD, PhD, Xiaojian Shi, PhD, Haiwei Gu, PhD, and Chi Fung Lee, PhD. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCHEARTFAILURE.120.008170