NAD+ и NADH: каква е разликата и какво знаем за NADH като добавка?

NADH и NAD+ са двете форми на една молекула — никотинамид-аденин-динуклеотид. Едната приема електрони, другата ги отдава: този обмен захранва производството на енергия във всяка клетка. NADH се продава и като хранителна добавка, често с обещания, надхвърлящи доказателствата. Ето какво отличава NAD+ от NADH, какво показва съотношението им и какво наистина установяват проучванията на NADH като добавка.

NAD+ и NADH: две форми на една молекула

NAD+ е окислената форма: готов е да приеме електрони. Като получи два електрона и един протон, се превръща в NADH — редуцираната форма. После NADH отдава тези електрони на друга молекула и отново става NAD+.

Двете форми съществуват едновременно и постоянно преминават една в друга: заедно образуват клетъчния пул от NAD. Другите роли на молекулата, синтезът ѝ и промените с възрастта са обяснени в статията ни за това какво е NAD+ и защо намалява с възрастта.

Какво означава „NADH + H+“?

При реакцията разгражданата молекула (захар, мастна киселина…) губи два електрона и два протона. NAD+ приема двата електрона и само един протон, а другият остава свободен в средата. Затова учебниците често пишат „NADH + H+“: става дума за същата молекула NADH.

А NADPH?

Около 10 % от NAD+ се превръща в NADP+, чиято редуцирана форма NADPH има други задачи. Тя осигурява електроните за синтези и антиоксидантна защита, особено за възстановяването на глутатиона, чийто прекурсор е NAC . NADH и NADPH не са взаимозаменяеми.

Каква е ролята на NADH в производството на енергия?

NADH пренася електроните, освободени при разграждането на храната, до системата, която произвежда ATP. За една молекула глюкоза гликолизата произвежда 2 NADH в цитоплазмата. Превръщането на пирувата и цикълът на Кребс произвеждат след това 8 в митохондриите, тоест общо 10.

NADH доставя електроните си на комплекс I на дихателната верига. Преминаването им от комплекс към комплекс изпомпва протони през митохондриалната мембрана, а протонният поток задвижва ATP синтазата. Така всеки NADH позволява производството на около 2,5 молекули ATP.

Два специални случая: совалките и лактатът

Образуваният в цитоплазмата NADH не преминава през вътрешната митохондриална мембрана. Преминават само електроните му чрез две совалки: малат-аспартатната позволява образуването на митохондриален NADH, а глицерол-3-фосфатната — на FADH2, което дава по-малко ATP.

Когато гликолизата протича по-бързо от митохондриалните процеси, ензимът лактатдехидрогеназа отново окислява NADH до NAD+, превръщайки пирувата в лактат. Именно това позволява гликолизата да продължи.

Съотношението NAD+/NADH — показател за състоянието на клетката

Съотношението между NAD+ и NADH показва дали клетката клони към окислено или редуцирано състояние. То варира според клетъчния компартимент. В черния дроб на добре хранен плъх има около 725 свободни NAD+ на един свободен NADH в цитоплазмата, срещу около 8 към 1 в митохондриите.

Тези числа се отнасят за свободните форми: голяма част от NADH е свързана с белтъци, което затруднява измерването. Съотношението се променя с метаболитното състояние. То спада при гладуване в черния дроб на плъх и при разграждане на алкохол, чиито ензими превръщат NAD+ в NADH. В човешкия мозък намалява с възрастта, докато нивото на NADH се увеличава.

NADH като добавка: доколко са обосновани обещаните ползи?

Нестабилна молекула

NADH не понася добре киселинността. Лабораторните измервания показват ускорено разграждане при по-кисела и по-топла среда. Затова преминаването през стомаха е препятствие, откъдето идва интересът към форми, ограничаващи контакта с киселината — стомашно-устойчиви или със забавено освобождаване. Сравняваме технологиите им в статията ни за капсулите и техните обвивки. NADH 25mg на Hexagon® се предлага в капсули със забавено освобождаване.

Остава въпросът за усвояването, много слабо документирано при хора. Знае се, че NAD и NADP от храната се превръщат в никотинамид в червата преди усвояването. Част от погълнатия NADH вероятно има същата съдба, но според наличните ни сведения никога не е измерено какъв дял достига клетките непроменен.

Изпитвания при хора

Няколко изпитвания тестват от 10 до 20mg NADH дневно, почти всички при болни. Таблицата обобщава основните.

Тези изпитвания имат общи ограничения: малки групи, кратка продължителност, понякога въпросник, създаден от самите изследователи, и резултати, които не се потвърждават от едно изпитване в друго. В най-голямото само 144 от 207 участници завършват. Таблетките са произведени и предоставени от фирма, плащаща възнаграждение на водещия автор, а плацебото съдържа витамин C и фосфатидилсерин, което според авторите може да е затруднило сравнението.

Систематичен преглед от 2017 г. заключава, че доказателствата остават недостатъчни за използване на добавки, включително NADH, срещу симптомите на хронична умора. При болестта на Паркинсон малки серии от случаи предизвикват интерес, но изпитване с плацебо не показва ясна полза, а преглед смята всяка препоръка за преждевременна.

NADH няма разрешена здравна претенция в Европейския съюз; само ниацинът (витамин B3), от който произлиза, има такива, например „Ниацинът допринася за нормалното протичане на метаболизма и производството на енергия“. Горните резултати, получени при болни с 10 до 20mg дневно, не се пренасят нито върху конкретна добавка, нито върху здрав човек.

NADH или прекурсори на NAD+: две различни логики

Приемът на NADH означава пряко доставяне на редуцираната форма с надежда да достигне клетките. Прекурсорите на NAD+, като никотинамид рибозид, следват друг подход: осигуряват на клетките материал за синтез на собствен NAD+, който те редуцират до NADH според нуждите си.

Според наличните ни сведения никое изпитване не е сравнило пряко двата подхода. По-многобройните данни за прекурсорите са представени в ръководството ни за проучените начини за повишаване на NAD+.

Често задавани въпроси

NADH окислител ли е, или редуктор?

Редуктор. Редукторът е молекула, отдаваща електрони, и това е ролята на NADH. В двойката NAD+/NADH NAD+ е окислителят, защото ги приема: говорим за окислително-редукционен процес.

Защо понякога се казва, че един NADH дава 3 ATP?

Това е стара, закръглена стойност, която още се среща в някои учебници. Най-надеждните измервания дават около 2,5 ATP на NADH, защото производството на един ATP изисква нецял брой протони. Възможна е дори малко по-ниска стойност — около 2,3.

Каква е разликата между NADH и FADH2?

Това са два електронни преносителя, образувани при разграждането на храната. NADH доставя електроните си на комплекс I на дихателната верига, FADH2 — на комплекс II, заобикаляйки комплекс I. Затова електроните му водят до изпомпване на по-малко протони: около 1,5 ATP на FADH2 срещу 2,5 на NADH.

Кога е приеман NADH в изпитванията?

В изпитването от 1999 г. 10mg са приемани на гладно, с вода, 45 минути преди закуска. Според наличните ни сведения никое проучване не е сравнило различни моменти на прием: следването на етикета остава правилото.

Опасен ли е NADH?

Изпитванията не установяват опасност при изследваните дози, но са малки. Това от 1999 г. не отчита сериозни нежелани ефекти с 10mg дневно. В това от 2021 г. отпаданията заради нежелани ефекти, главно стомашни болки и световъртеж, са малко повече при плацебо (11), отколкото при NADH с коензим Q10 (8). Данните за дългосрочната безопасност остават много ограничени.

Трябва ли да се комбинират NADH и коензим Q10?

Няколко изпитвания при хронична умора са тествали този дует, без да могат да посочат кой от двата компонента действа, защото са давани заедно. Комбинацията е логична на теория, тъй като и двата участват в дихателната верига, но не е доказала ясна полза.

Повишава ли NADH NAD+?

Не се знае добре. В изпитването от 2015 г. съотношението NAD+/NADH в кръвните клетки е по-високо след 8 седмици NADH и коензим Q10, отколкото с плацебо. Но според наличните ни сведения никое проучване не е показало, че погълнатият NADH повишава NAD+ в тъканите.

Заключение

NAD+ и NADH са двете страни на една система: NAD+ приема електроните, освободени от разграждането на храната, а NADH ги доставя на митохондриите за производство на ATP. Съотношението им отразява състоянието на клетката и варира според клетъчния компартимент, гладуването, алкохола или възрастта. Като добавка NADH остава нестабилна молекула с малко познато усвояване, а малките изпитвания, главно при хронична умора, дават непоследователни резултати.

Източници

1. Xie N et al. (2020). NAD+ metabolism: pathophysiologic mechanisms and therapeutic potential. Signal Transduction and Targeted Therapy, 5(1), 227. doi:10.1038/s41392-020-00311-7
2. Hinkle PC (2005). P/O ratios of mitochondrial oxidative phosphorylation. Biochimica et Biophysica Acta, 1706(1-2), 1-11. doi:10.1016/j.bbabio.2004.09.004
3. Williamson DH, Lund P, Krebs HA (1967). The redox state of free nicotinamide-adenine dinucleotide in the cytoplasm and mitochondria of rat liver. Biochemical Journal, 103(2), 514-527. doi:10.1042/bj1030514
4. Zhu XH et al. (2015). In vivo NAD assay reveals the intracellular NAD contents and redox state in healthy human brain and their age dependences. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(9), 2876-2881. doi:10.1073/pnas.1417921112
5. Wu JT, Wu LH, Knight JA (1986). Stability of NADPH: effect of various factors on the kinetics of degradation. Clinical Chemistry, 32(2), 314-319. doi:10.1093/clinchem/32.2.314
6. NIH Office of Dietary Supplements (2022). Niacin – Fact Sheet for Health Professionals. ods.od.nih.gov
7. Règlement (UE) n° 432/2012 établissant une liste des allégations de santé autorisées portant sur les denrées alimentaires. eur-lex.europa.eu
8. Forsyth LM et al. (1999). Therapeutic effects of oral NADH on the symptoms of patients with chronic fatigue syndrome. Annals of Allergy, Asthma & Immunology, 82(2), 185-191. doi:10.1016/S1081-1206(10)62595-1
9. Alegre J et al. (2010). Nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) in patients with chronic fatigue syndrome (статия на испански). Revista Clínica Española, 210(6), 284-288. doi:10.1016/j.rce.2009.09.015
10. Castro-Marrero J et al. (2015). Does oral coenzyme Q10 plus NADH supplementation improve fatigue and biochemical parameters in chronic fatigue syndrome? Antioxidants & Redox Signaling, 22(8), 679-685. doi:10.1089/ars.2014.6181
11. Castro-Marrero J et al. (2021). Effect of Dietary Coenzyme Q10 Plus NADH Supplementation on Fatigue Perception and Health-Related Quality of Life in Individuals with Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome: A Prospective, Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Trial. Nutrients, 13(8), 2658. doi:10.3390/nu13082658
12. Campagnolo N et al. (2017). Dietary and nutrition interventions for the therapeutic treatment of chronic fatigue syndrome/myalgic encephalomyelitis: a systematic review. Journal of Human Nutrition and Dietetics, 30(3), 247-259. doi:10.1111/jhn.12435
13. Demarin V et al. (2004). Treatment of Alzheimer's disease with stabilized oral nicotinamide adenine dinucleotide: a randomized, double-blind study. Drugs under Experimental and Clinical Research, 30(1), 27-33. PubMed 15134388
14. Swerdlow RH (1998). Is NADH effective in the treatment of Parkinson's disease? Drugs & Aging, 13(4), 263-268. doi:10.2165/00002512-199813040-00002

Хранителните добавки не заместват разнообразното и балансирано хранене или здравословния начин на живот. Консултирай се със здравен специалист при лечение, бременност или кърмене.