火爆全球的NMN,背后的作用原理究竟是什么?

NMN可以提升体内的NAD+水平,并帮助细胞产生能量(ATP),还能激活一系列消耗NAD+的蛋白质,实现修复DNA、维持细胞健康等效果

在任何活细胞中,NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)都作为能量代谢的关键辅酶发挥着无可替代的作用。近年来,越来越多的研究证实提高生物体内的NAD+水平具有延长寿命、改善衰老症状等多种健康效应。而NMN(烟酰胺单核苷酸)是NAD+的直接前体,也就是说在细胞内只需一步反应就能将其转变为NAD+。因此,补充NMN是提升NAD+的一种生物利用率较高的方式,市面上也出现了各种品牌和剂量的NMN补充剂。接下来,本文将详细介绍NMN的作用原理,让大家对这种火爆全球的化合物有一个更加清晰的认识。

1.NMN究竟是什么?

NMN是英文Nicotinamide Mononucleotide的简称,它的中文名是“烟酰胺单核苷酸”。从化学结构来看,NMN由一个磷酸基团、一个核糖和一个烟酰胺碱构成。

图表 1 NMN分子式

2.NMN如何在体内发挥作用?

随着年龄的增长,人体内的NAD+水平逐渐下降1,于是人们希望通过补充NMN来提高NAD+的水平。

图表 2 人体内NAD+水平随年龄增长而下降1

2016年,华盛顿大学今井真一郎教授的研究团队给小鼠喂食了NMN(300mg/kg)后,发现它们血浆中的NMN水平在10分钟内快速升高,之后又迅速回落;与此同时血浆中NAD+的水平也逐渐升高,证明NMN可以被生物体快速吸收并转化成NAD+2。而在2019年今井真一郎团队又进一步发现,NMN的吸收主要在小肠进行,小肠细胞中一种名为“S1c12a8”的蛋白负责将NMN“运送”到血液中3

图表 3 小鼠服用NMN后半小时内体内NMN和NAD+水平的变化2

在生物体内,NAD+的关键作用之一就是帮助生产ATP(三磷酸腺苷)。作为所有生物共用的“能量货币”,ATP有很多种合成路径,其中最重要的就是将葡萄糖氧化分解的“三羧酸循环”,而NAD+和它的还原态NADH正是在其中起到了电子运输的关键作用。

图表 4 NAD+和NADH在ATP的生产中起到关键作用

NAD+不仅是能量代谢过程中的关键辅酶,还与超过400种蛋白质发生各种生物化学作用3其中一类被称为Sirtuins的蛋白质家族在细胞代谢、炎症、损伤修复等多个方面发挥着关键的调控作用。Sirtuins的全称是“沉默信息调节因子(Silence Information Regulator)”,由Sirt1-Sirt7共7种酶组成。它们在发挥作用时都需要NAD+作为辅酶参与。早在2011年科学家就发现,激活小鼠体内的Sirt1蛋白能逆转高脂肪饮食导致的胰岛素抵抗,而这正是通过口服补充NMN提升NAD+来实现的5

图表 5 Sirtuin蛋白在催化反应的过程中消耗NAD+并生成NAM4

除了Sirtuins之外,控制DNA修复的关键蛋白PARPs(Poly(ADP-ribose) polymerase, 聚(ADP-核糖)聚合酶)也受到NAD+的调控。当化学物质、辐射等外部作用导致细胞DNA断裂后,PARPs便会与DNA结合,并在其他DNA修复酶的帮助下开始合成新的DNA链。

3.如何摄取NMN?

很多生活中的常见食物都含有NMN,只不过其中的含量都比较低。

食物种类名称mg/100g食物
蔬菜毛豆0.47-1.88
蔬菜西蓝花0.25-1.12
蔬菜黄瓜籽0.56
 黄瓜皮0.65
蔬菜甘蓝0.0-0.90
水果鳄梨0.36-1.60
水果番茄0.26-0.30
其它蘑菇0.0-1.01
肉类牛肉(生)0.06-0.42
海产类0.22
图表 6 常见食物中NMN的含量,提取后经HPLC测量2

显然,我们从日常饮食中直接吃下的NMN并不足以影响它在人体中的水平。事实上,人体中的NMN主要由两种物质合成,一种是NAM(烟酰胺),另一种则是NR(烟酰胺核糖苷)。

图表 7 由NAM或NR合成NMN

NMN被合成后,只需再经过一步反应就能变成NAD+并发挥其生物功效。“用完”了的NAD+并不会被人体“扔掉”,而是会降解成NAM并回收利用。这个由NAM、NMN和NAD+构成的三角循环也被称为NAD+合成的“再利用(salvage)”途径,是维持人体内NAD+水平的最重要的途径。

图表 8 NAD+的补救合成途径

总结来说,NMN是一种天然存在于人体中的物质,是NAD+的直接前体。补充NMN可以提升体内的NAD+水平,并帮助细胞产生能量(ATP),还能激活一系列消耗NAD+的蛋白质,实现修复DNA、维持细胞健康等效果。目前,学界针对补充NMN的具体效果已经进行了大量的研究,详见【研究数据】;同时人体临床试验的数据也在逐步积累,详见【功效及安全性】。在全球各地科学家的不断努力下,我们将越来越深入地了解NMN,也将更加科学有效地利用它改善人类的健康。

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