NAD+代謝與衰老及其運(yùn)動(dòng)適應(yīng)研究進(jìn)展

蔣 智，田子林，胡 帥，羅 麗

煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide Adenine Dinucleotide，NAD＋）是細(xì)胞內(nèi)參與能量代謝的重要輔酶，作為代謝底物和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，參與細(xì)胞物質(zhì)代謝、能量合成、DNA修復(fù)等多種生理活動(dòng)[1-3]。近年來(lái)，衰老過(guò)程中NAD＋代謝的改變及其調(diào)控備受關(guān)注。有學(xué)者[4]提出：哺乳動(dòng)物衰老過(guò)程中存在一個(gè)“NAD World”的系統(tǒng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；細(xì)胞和生物體的NAD＋水平?jīng)Q定了衰老的過(guò)程和程度；某些特定環(huán)節(jié)的薄弱造成NAD＋水平下降，最終導(dǎo)致全身NAD＋水平的下降，加速衰老。白藜蘆醇、熱量限制、運(yùn)動(dòng)等抗衰老措施的效應(yīng)被證實(shí)與其對(duì)NAD＋代謝通路的調(diào)控有關(guān)。因此，NAD＋被認(rèn)為可能是抗衰老的潛在靶標(biāo)。本文主要綜述NAD＋代謝與衰老的關(guān)系及其運(yùn)動(dòng)適應(yīng)研究進(jìn)展，為通過(guò)藥物、飲食、運(yùn)動(dòng)等措施調(diào)控NAD＋代謝，防治衰老相關(guān)退行性疾病提供思路。

1 NAD＋可能是抗衰老的潛在靶標(biāo)

研究證實(shí)，多個(gè)物種的不同組織存在隨衰老發(fā)生的NAD＋降低，這種下降被認(rèn)為是導(dǎo)致多種衰老相關(guān)疾病的重要因素，因此維持NAD＋水平在衰老過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[5]。有研究證實(shí)NAD＋前體物質(zhì)煙酰胺單核苷酸 （Nicotinamide Mononucleotide，NMN）在細(xì)胞和整體水平上顯著逆轉(zhuǎn)了衰老[6]。與此相似，補(bǔ)充另一NAD＋前體物質(zhì)煙酰胺核糖（Nicotinamide Riboside，NR）能上調(diào)NAD＋水平，逆轉(zhuǎn)蠕蟲(chóng)和小鼠的衰老進(jìn)程[7]。

Sirtuins是一組NAD＋依賴性去乙?；?，在哺乳動(dòng)物內(nèi)有7種不同的亞型（SIRT1-SIRT7），在氧化應(yīng)激、能量代謝、細(xì)胞凋亡和衰老過(guò)程中具有重要作用。最近的研究表明，NAD＋產(chǎn)生的有益效應(yīng)可能與激活Sirtuins及其相關(guān)通路有關(guān)，提示NAD＋依賴性酶的再活化可能是改善代謝、延緩衰老的靶點(diǎn)之一[8-11]。例如，Wang等[11]發(fā)現(xiàn)CD38基因敲除可通過(guò)NAD＋/SIRT1信號(hào)通路減輕D-半乳糖誘導(dǎo)的細(xì)胞衰老和氧化應(yīng)激。

白藜蘆醇是具有很強(qiáng)生物活性的天然多酚類化合物，主要來(lái)源于花生、葡萄、桑椹等植物。它是腫瘤的化學(xué)預(yù)防劑，也能降低血小板聚集，預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化、心腦血管疾病等。熱量限制是公認(rèn)的具有延緩衰老效應(yīng)的措施。對(duì)酵母細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇在SIR2（Sirtuins家族最早發(fā)現(xiàn)的成員，哺乳動(dòng)物內(nèi)的SIRT1-SIRT7是其同源基因）的刺激下能模擬熱量限制的抗衰老效應(yīng)，增強(qiáng)DNA穩(wěn)定性，減少DNA損傷，延長(zhǎng)酵母細(xì)胞壽命[12]。SIRT1是在哺乳動(dòng)物新陳代謝和衰老方面起關(guān)鍵作用的酶。白藜蘆醇的生物學(xué)作用與SIRT1密切相關(guān)，能激活SIRT1基因的表達(dá)，上調(diào)SIRT1活性，繼而增強(qiáng)過(guò)氧化物酶體增殖物受體γ共激活因子1α（Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γCoactivator-1α，PGC-1α）以及人叉頭框蛋白O活性。此外，自噬可以保護(hù)細(xì)胞器、細(xì)胞和生物體抵抗多種應(yīng)激樁體，而白藜蘆醇可以通過(guò)激活SIRT1誘導(dǎo)自噬[13]。這些結(jié)果表明，白藜蘆醇通過(guò)調(diào)控NAD＋代謝通路發(fā)揮抗衰老效應(yīng)；同時(shí)也提示，NAD＋可能是抗衰老的潛在靶標(biāo)。

對(duì)神經(jīng)退行性疾病等衰老相關(guān)疾病的研究進(jìn)一步提示NAD＋可能是抗衰老的潛在靶標(biāo)。衰老是導(dǎo)致帕金森?。≒arkinson's Disease，PD）、阿爾茨海默病（Alzheimer's Disease，AD）和衰老相關(guān)性聽(tīng)力損失（Age-Related Hearing Loss，ARHL）等常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的重要因素。研究證明，補(bǔ)充NAD＋或其前體物質(zhì)可能是治療神經(jīng)退行性疾病的潛在策略。PD的發(fā)病機(jī)制可能與多巴胺能神經(jīng)元線粒體損傷及線粒體復(fù)合物I功能障礙有關(guān)[14]。紋狀體預(yù)注射NAD＋可改善PD小鼠運(yùn)動(dòng)障礙和多巴胺能神經(jīng)元損傷[15]。利用果蠅或細(xì)胞模型的研究表明，補(bǔ)充NMN和煙酰胺（Nicotinamide，NAM）能改善PD表型[16-17]。例如，膳食補(bǔ)充NAM有助于維持健康線粒體池，改善線粒體形態(tài)和呼吸功能，減輕PTEN誘導(dǎo)的假定激酶1（PTEN-induced kinas 1，PINK1）突變體果蠅中多巴胺能神經(jīng)元的功能障礙[11]。AD以β淀粉樣斑塊和細(xì)胞內(nèi)磷酸化Tau蛋白的積聚及進(jìn)行性認(rèn)知障礙為特征，最終導(dǎo)致癡呆。在早期AD小鼠模型（APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠）中，NAD＋治療可改善小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力，減少其皮質(zhì)和海馬的淀粉樣斑塊沉積[18]。Hou等[8]開(kāi)發(fā)了一種DNA修復(fù)缺陷3xTgAD/Polβ+/-小鼠，它加劇了人類AD的主要特征。NR可改善3xTgAD和3xTgAD/Polβ+/-小鼠的Tau病理學(xué)癥狀及認(rèn)知功能，NR處理后3xTgAD/Polβ+/-小鼠DNA損傷減少，腦內(nèi)SIRT3活性提高。ARHL是導(dǎo)致老年人交流障礙的主要原因，Kim等[9]證明通過(guò)藥物調(diào)節(jié)NAD＋水平是治療ARHL的可行選擇。

除此之外，還有研究揭示了NAD＋對(duì)衰老相關(guān)疾病的潛在治療價(jià)值。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)，煙堿是NAD＋合成的主要前體物質(zhì)。在煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（Nicotinamide Phosphoribosyl Transferase，NAMPT）的作用下，煙堿被轉(zhuǎn)化為NMN，然后在NAMPT的作用下，NMN進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為NAD＋[19]。NAMPT是這一反應(yīng)的限速酶，其含量和活性決定了細(xì)胞生成NAD＋的量和速率。肌肉特異性NAMPT敲除小鼠出現(xiàn)NAD＋水平下降，肌細(xì)胞壞死、肌肉功能進(jìn)行性喪失，以及糖代謝異常，而口服補(bǔ)充NR能逆轉(zhuǎn)其肌肉質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)能力的下降[20]。Yang等[21]發(fā)現(xiàn)服用NR可預(yù)防小鼠衰老相關(guān)的卵巢NAD＋含量下降，改善衰老小鼠卵巢線粒體功能，逆轉(zhuǎn)卵巢衰老。此外，隨著年齡的增長(zhǎng)，氧化應(yīng)激和腦微血管內(nèi)皮功能障礙損害神經(jīng)血管耦合，導(dǎo)致認(rèn)知能力下降。NMN補(bǔ)充能減輕老年腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞線粒體氧化應(yīng)激，改善線粒體生物能，恢復(fù)腦微血管功能，改善認(rèn)知[22]。

2 補(bǔ)充NAD+及其前體物質(zhì)延緩衰老的機(jī)制

2.1 促進(jìn)DNA修復(fù)

衰老時(shí)常發(fā)生DNA損傷的積累，這可能與DNA修復(fù)機(jī)制受損有關(guān)[23]。因此，維持有效的DNA修復(fù)機(jī)制可能會(huì)延緩衰老及相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展[24-25]。研究發(fā)現(xiàn)，NAD＋代謝對(duì)關(guān)鍵的DNA修復(fù)過(guò)程發(fā)生影響[26]。補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)已被證明在衰老相關(guān)疾病中對(duì)DNA修復(fù)有積極影響[8,27]。例如，NAD＋缺乏與皮膚老化和癌癥有關(guān)。NAM可防止紫外線誘導(dǎo)的ATP耗竭，增強(qiáng)細(xì)胞能量，增強(qiáng)DNA修復(fù)活性；局部使用NAM可減少皮膚老化[27]。此外，NAD＋補(bǔ)充也能通過(guò)促進(jìn)DNA修復(fù)和線粒體自噬，改善某些DNA修復(fù)缺陷型疾病，如著色性干皮病、共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張癥和科凱恩綜合征等疾病的衰老表型[28-30]。DNA同源重組修復(fù)是電離輻射引起的雙鏈斷裂修復(fù)（Double-Strand Break Repair，DSBR）的主要方式。在人類患者的成纖維細(xì)胞以及DSBR蛋白共濟(jì)失調(diào)-毛細(xì)血管擴(kuò)張癥突變（Ataxia-Telangiectasia Mutated，ATM）缺陷小鼠的腦組織中，細(xì)胞核和線粒體基因組發(fā)生了DNA損傷累積，補(bǔ)充NR可部分通過(guò)SIRT1/SIRT6依賴的DSBR改善ATM缺陷神經(jīng)元的基因組穩(wěn)定性，增強(qiáng)對(duì)電離輻射的耐受性[29]。

2.2 改善線粒體功能

多項(xiàng)研究表明，在一系列與衰老相關(guān)疾病中均存在線粒體功能障礙[9,17,21-22]，改善線粒體功能是補(bǔ)充NAD＋及其前體物質(zhì)延緩衰老的重要機(jī)制之一。通過(guò)藥物直接調(diào)節(jié)細(xì)胞NAD＋水平可以抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激、維持線粒體功能和促進(jìn)線粒體生物發(fā)生，預(yù)防ARHL及其伴隨的有害影響[9]。線粒體功能障礙是肌肉衰老的一個(gè)生物標(biāo)志，而NR通過(guò)改善線粒體功能防止肌肉衰老[31]。在PD模型中，通過(guò)補(bǔ)充NAD＋前體NR，上調(diào)NAD＋顯著改善了患者神經(jīng)元的線粒體功能[32]。Sirtuins的激活被認(rèn)為對(duì)代謝和衰老相關(guān)疾?。ㄈ绺咧嬍痴T導(dǎo)的肥胖、神經(jīng)退行性疾病等）有益[9-11,17]，這在一定程度上是因?yàn)镾irtuins通過(guò)去乙?；€粒體相關(guān)蛋白來(lái)調(diào)節(jié)線粒體的活動(dòng)[33]。

2.3 誘導(dǎo)自噬

自噬是細(xì)胞凈化自身多余或受損細(xì)胞器，維持蛋白質(zhì)代謝平衡，清除細(xì)胞內(nèi)廢物和結(jié)構(gòu)重建的重要機(jī)制。衰老時(shí)細(xì)胞自噬能力明顯降低，導(dǎo)致線粒體等細(xì)胞器更新緩慢，引發(fā)炎癥和細(xì)胞死亡，加速衰老。許多研究表明，衰老及相關(guān)疾病的發(fā)生與自噬功能減退關(guān)系密切。

補(bǔ)充NAD＋通過(guò)誘導(dǎo)自噬對(duì)老年性疾病產(chǎn)生積極影響，從而延緩衰老。利用NAD＋的前體（如NMN和NR）補(bǔ)充NAD＋可以通過(guò)激活Sirtuins（包括SIRT1和SIRT3）、增加細(xì)胞核和線粒體中的蛋白質(zhì)脫乙?；せ钭允蓙?lái)抑制心臟衰老[34]。氧化應(yīng)激是老年性黃斑變性（Age-related Macular Degeneration，AMD）的一個(gè)重要病理改變,外源性NAD＋通過(guò)上調(diào)自噬作用抑制H2O2誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，保護(hù)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞免受聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1介導(dǎo)的壞死性死亡，提示外源性NAD＋可能有治療AMD的潛在價(jià)值[35]。

NAD＋可通過(guò)SIRT1激活自噬。首先，NAD＋/SIRT1通路可能通過(guò)自噬蛋白去乙酰化，上調(diào)自噬相關(guān)蛋白表達(dá)[36]；其次，NAD＋還可能通過(guò)激活A(yù)MP蛋白激酶（Adenosine 5'-Monophosphate-Activated Protein Kinase，AMPK）誘導(dǎo)自噬[37-39]。NAD＋/SIRT1能激活大鼠原代皮層神經(jīng)元AMPK，繼而磷酸化結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物2的Ser387位點(diǎn)，從而通過(guò)抑制雷帕霉素靶蛋白激活自噬[40]。NR、NAM等NAD＋前體物質(zhì)也可誘導(dǎo)人成纖維細(xì)胞、鼠皮層神經(jīng)元和3xTg AD小鼠發(fā)生自噬/線粒體自噬[41]。

3 運(yùn)動(dòng)對(duì)體內(nèi)NAD＋水平的調(diào)控

細(xì)胞內(nèi)NAD＋水平不僅受到許多細(xì)胞活動(dòng)的影響，而且還受到運(yùn)動(dòng)的調(diào)控。例如，在高脂飲食（High Fat Diet，HFD）誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中，6周的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以改善其葡萄糖耐量并提高肌肉NAD＋水平[42]。Caldwell等[43]將13～15月齡的CAG140敲入小鼠分為運(yùn)動(dòng)組和靜坐組，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)組的NAD＋值比靜坐組增加了6倍。對(duì)小鼠和人類的研究還表明，運(yùn)動(dòng)可以以雙相方式改變循環(huán)中的NAD＋，即中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)增加NAD＋水平，而劇烈運(yùn)動(dòng)減少NAD＋水平。這表明運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是影響人體NAD＋水平和NAD＋/NADH比率的一個(gè)重要因素[44]。

有學(xué)者研究了運(yùn)動(dòng)對(duì)NAD＋合成限速酶NAMPT的影響。有氧運(yùn)動(dòng)分別使年輕人（35歲以下）和老年人（55歲以上）的骨骼肌NAMPT水平增加約12%和28%，而抗阻訓(xùn)練使年輕人和老年人的骨骼肌NAMPT水平分別增加約25%和30%，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以逆轉(zhuǎn)骨骼肌NAMPT水平隨年齡增長(zhǎng)而下降的趨勢(shì)[45]。另一項(xiàng)研究證明人體骨骼肌NAMPT因運(yùn)動(dòng)而上調(diào)，運(yùn)動(dòng)員骨骼肌中NAMPT蛋白表達(dá)是久坐肥胖者、非肥胖者和2型糖尿病患者的2倍。久坐的非肥胖受試者在經(jīng)過(guò)3周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后NAMPT蛋白增加了127%。此外，骨骼肌NAMPT蛋白與線粒體含量、最大攝氧量等密切相關(guān)。用5-氨基咪唑-4-甲酰胺-核糖核苷激活A(yù)MPK，引起NAMPTmRNA水平上升了3.4倍，同時(shí)NAMPT蛋白和線粒體含量都增加。運(yùn)動(dòng)能誘導(dǎo)人骨骼肌NAMPT表達(dá)，可能在運(yùn)動(dòng)對(duì)線粒體生物發(fā)生的調(diào)節(jié)中起作用，然而這一聯(lián)系有待進(jìn)一步研究證實(shí)[46]。

還有研究試圖解析NAMPT表達(dá)與運(yùn)動(dòng)之間是否存在交互作用。肌組織過(guò)表達(dá)NAMPT能保護(hù)小鼠免于HFD誘導(dǎo)的肥胖，但無(wú)法改善胰島素抵抗；運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能誘導(dǎo)肌組織過(guò)表達(dá)NAMPT的小鼠產(chǎn)生3倍于野生型小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力，同時(shí)線粒體基因表達(dá)水平也顯著上升。這表明，骨骼肌NAMPT活性的升高與運(yùn)動(dòng)之間存在交互作用，而這種作用表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)耐力的提高[47]。

從上述研究可以看出，運(yùn)動(dòng)方案，包括運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間以及個(gè)體NAD＋基礎(chǔ)水平都是影響研究結(jié)果的因素。目前在這一領(lǐng)域成果不多，運(yùn)動(dòng)調(diào)控不同人群NAD＋代謝的作用與機(jī)制仍有待于更為深入細(xì)致的研究。

4 運(yùn)動(dòng)對(duì)NAD＋依賴性酶Sirtuins的調(diào)控

近年來(lái)，運(yùn)動(dòng)與Sirtuins之間的關(guān)系也倍受關(guān)注，其中研究較多的是SIRT1和SIRT3。激活SIRT1和SIRT3可以避免與衰老相關(guān)的肌肉減少癥，并進(jìn)一步幫助個(gè)體運(yùn)動(dòng)，而體力活動(dòng)又可以提高SIRT1和SIRT3的表達(dá)水平，從而引發(fā)一個(gè)有益的循環(huán)，可以對(duì)抗衰老及其相關(guān)疾病[48]。運(yùn)動(dòng)對(duì)人體骨骼肌SIRT1和SIRT3的影響很大程度上取決于運(yùn)動(dòng)類型。急性運(yùn)動(dòng)激活SIRT1，進(jìn)而激活線粒體氧化能力；而經(jīng)過(guò)幾次有氧訓(xùn)練后，久坐個(gè)體的SIRT3和PGC-1α升高。雖然運(yùn)動(dòng)以不同的方式激活Sirtuins途徑，但都能起到改善線粒體健康的作用[49]。Vargas-Ortiz等[50]先前的一項(xiàng)研究也證實(shí)了這一點(diǎn)，即SIRT3通過(guò)激活PGC-1α，參與調(diào)節(jié)線粒體能量穩(wěn)態(tài)。有氧訓(xùn)練增加了久坐、超重或肥胖青少年的SIRT3和PGC-1α表達(dá)水平。Radak等[51]則提到：有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)會(huì)使神經(jīng)退行性疾病患者的腎臟、肝臟和大腦中的SIRT1水平恢復(fù)到系統(tǒng)適應(yīng)狀態(tài)，從而使細(xì)胞代謝過(guò)程正?；纳粕窠?jīng)退行性疾病。此外，對(duì)果蠅的研究提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以激活NAD＋/dSIR2/PGC-1α途徑，改善老年果蠅由于HFD或心臟dSIR2基因敲除引起的脂肪中毒性心肌病[52]。

運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體代謝的調(diào)控與AMPK/SIRT1信號(hào)通路有關(guān)。AMPK/SIRT1信號(hào)通路參與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞自噬、能量代謝和衰老等過(guò)程[53]。運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)激活A(yù)MPK/SIRT1信號(hào)通路抑制細(xì)胞凋亡，改善肌肉質(zhì)量，預(yù)防肌少癥[54]。姜黃素（一種天然抗氧化劑）聯(lián)合耐力訓(xùn)練能激活A(yù)MPK，提高骨骼肌NAD＋/NADH比值，誘導(dǎo)SIRT1激活，促進(jìn)PGC-1α脫乙酰化[55]。運(yùn)動(dòng)也能調(diào)節(jié)腦組織AMPK/SIRT1信號(hào)通路。有報(bào)道游泳運(yùn)動(dòng)可以激活衰老大鼠海馬組織AMPK/SIRT1/PGC-1α等信號(hào)通路，抑制凋亡和炎癥反應(yīng)[56]。在另一項(xiàng)有關(guān)糖尿病模型大鼠的研究中，有氧運(yùn)動(dòng)激活了海馬組織AMPK/SIRT1信號(hào)通路，促進(jìn)了海馬突觸可塑性相關(guān)蛋白的表達(dá)[57]。

除了SIRT1和SIRT3，還有部分研究報(bào)道運(yùn)動(dòng)可調(diào)節(jié)SIRT4水平。12周跑步訓(xùn)練降低了大鼠腓腸肌SIRT4的含量[58-59]。SIRT4在不同類型的細(xì)胞中表達(dá)不同，關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)SIRT4的調(diào)控仍知之甚少，未來(lái)針對(duì)SIRT4的研究可能需要更多的關(guān)注[60-61]。

5 補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響

運(yùn)動(dòng)時(shí)需要更高的能量消耗，ATP的周轉(zhuǎn)率也更高，這很大程度上取決于NAD＋維持的氧化還原平衡，因此良好的NAD＋代謝對(duì)肌肉的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)至關(guān)重要[62]。NAM、NR和NMN等作為NAD＋主要的前體物質(zhì)，對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響近年來(lái)也受到研究者們的關(guān)注。Frederick等[20]研究發(fā)現(xiàn)肌肉特異性NAMPT基因敲除小鼠肌肉內(nèi)NAD＋水平顯著下降，出現(xiàn)肌細(xì)胞壞死、肌肉功能進(jìn)行性喪失，對(duì)其進(jìn)行NR干預(yù)，連續(xù)給藥6周（400 mg/kg/d）。結(jié)果顯示NR治療恢復(fù)了其運(yùn)動(dòng)能力，防止了在7個(gè)月大的基因敲除小鼠中觀察到的運(yùn)動(dòng)不耐受的發(fā)展，并在疲勞時(shí)逆轉(zhuǎn)了乳酸酸中毒。對(duì)人體的一項(xiàng)研究證明，補(bǔ)充NR提高還原型NAD＋水平，降低氧化應(yīng)激，并改善老年人的身體機(jī)能[63]。內(nèi)皮細(xì)胞中的SIRT1是肌細(xì)胞分泌的促血管生成信號(hào)的關(guān)鍵介質(zhì)。用NMN治療小鼠，可以促進(jìn)SIRT1依賴性的毛細(xì)血管密度增加，從而改善老年小鼠的血流量并提高耐力，且這一效果可通過(guò)運(yùn)動(dòng)或增加硫化氫（可模擬熱量限制，調(diào)節(jié)內(nèi)皮NAD＋水平）水平來(lái)增強(qiáng)。然而敲除內(nèi)皮細(xì)胞中的SIRT1基因，則達(dá)不到上述效果，表明SIRT1介導(dǎo)了NMN和運(yùn)動(dòng)的積極作用[64]。

從動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)的一些結(jié)果來(lái)看，補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)似乎對(duì)老年個(gè)體或者NAD＋缺乏的個(gè)體起到更大的作用。對(duì)年輕或健康的個(gè)體來(lái)說(shuō)，單獨(dú)補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)可能不足以改善身體機(jī)能，甚至有潛在負(fù)面影響。例如，Kourtzidis等[65]將18只健康的幼年大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和NR組（300 mg/kg/d，連續(xù)21 d），干預(yù)結(jié)束時(shí)，兩組均進(jìn)行遞增游泳性能測(cè)試。發(fā)現(xiàn)在最后10%負(fù)荷時(shí)，NR組相比對(duì)照組運(yùn)動(dòng)能力有下降的趨勢(shì)，表明NR補(bǔ)充可能對(duì)身體機(jī)能有潛在負(fù)面影響。

還有研究采用了補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的方案。Crisol等[66]證明，NR補(bǔ)充增加了骨骼肌中NAD＋的含量，但是NR的補(bǔ)充本身并沒(méi)有提高骨骼肌的有氧運(yùn)動(dòng)能力。接受NR補(bǔ)充（400 mg/kg/d）和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練（60 min/d，每周5 d）聯(lián)合治療的小鼠與接受NR或單獨(dú)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練治療的小鼠相比，其跑步距離和最大功率更佳，即運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)更好。NR補(bǔ)充和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)合增加了骨骼肌中煙酰胺單核苷酸腺苷轉(zhuǎn)移酶3和線粒體復(fù)合物蛋白含量，促進(jìn)了氧化代謝，導(dǎo)致小鼠運(yùn)動(dòng)能力的提高。另外，Das等[64]的研究還探索了NMN聯(lián)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的效果。與單獨(dú)使用NMN或運(yùn)動(dòng)相比，NMN聯(lián)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練顯著增加了幼鼠四頭肌的毛細(xì)血管數(shù)量。

年輕骨骼肌和老年骨骼肌對(duì)運(yùn)動(dòng)和NAM治療的反應(yīng)似乎存在差異[67]，這可能與不同年齡動(dòng)物對(duì)運(yùn)動(dòng)的耐受性和體內(nèi)NAD＋的基礎(chǔ)水平等因素有關(guān)。給予5月齡及28月齡的大鼠飲水補(bǔ)充NAM 5周，運(yùn)動(dòng)組大鼠在干預(yù)的后4周同時(shí)進(jìn)行中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)補(bǔ)充NAM沒(méi)有改變青年和老年大鼠腓腸肌SIRT1含量，但增強(qiáng)了SIRT1活性，表明外源性補(bǔ)充NAM對(duì)衰老骨骼肌可能是有益的。然而，有趣的是，老年大鼠腓腸肌中PGC-1α升高，但年輕大鼠并非如此。此外，NAM聯(lián)合運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致老年大鼠腓腸肌SIRT1水平下降。

一項(xiàng)有趣的研究比較了跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)和NMN注射對(duì)肥胖母鼠孕育的子代小鼠代謝功能的影響。該小鼠在離乳后給予高脂飲食，出現(xiàn)肥胖和肝組織甘油三酯蓄積，同時(shí)糖耐量下降，肝NAD＋水平和檸檬酸合酶功能降低；分別給予9周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)或18 d NMN注射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2種干預(yù)方式都減輕了肥胖，改善了糖耐量，增強(qiáng)了線粒體功能；而NMN在改善肝脂肪分解代謝和合成代謝方面作用更強(qiáng)[68]。這一研究證實(shí)了補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)對(duì)代謝機(jī)能的有益影響，同時(shí)也表明NAD＋前體物質(zhì)作為運(yùn)動(dòng)模擬劑的潛在價(jià)值。

目前關(guān)于補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)對(duì)個(gè)體運(yùn)動(dòng)能力影響的研究大多以動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究結(jié)果也并不完全一致，這可能與體內(nèi)NAD＋基礎(chǔ)水平，NAD＋前體補(bǔ)充形式、劑量等一系列因素有關(guān)。鑒于體內(nèi)NAD＋穩(wěn)態(tài)對(duì)人體機(jī)能的重要作用及補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)的便捷和安全性，未來(lái)更多針對(duì)人體的研究也應(yīng)該納入考慮，以尋找補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)的最佳方式。

6 總結(jié)與展望

人口老齡化已成為一個(gè)全球性社會(huì)問(wèn)題。研究證實(shí)，生活方式干預(yù)，包括運(yùn)動(dòng)、健康飲食、熱量限制等，是改善老年人健康、提高生活質(zhì)量的有效手段。然而，由于疾病等原因，一些群體可能無(wú)法通過(guò)生活方式干預(yù)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。因此，研究藥物防治措施具有特殊意義。許多證據(jù)表明，補(bǔ)充NAD＋及其前體在許多疾病條件下，對(duì)多個(gè)器官功能代謝都是有益的，能延緩或預(yù)防多種衰老相關(guān)疾病，改善個(gè)體運(yùn)動(dòng)能力。NAD＋前體物質(zhì)，例如NMN、NR等，使用也是相對(duì)方便（可口服）、安全的。目前在補(bǔ)充NAD＋及其前體的抗衰老效應(yīng)及運(yùn)動(dòng)適應(yīng)研究方面，仍存在一些問(wèn)題值得探究：例如，在正常衰老和衰老相關(guān)疾病條件下，組織細(xì)胞的NAD＋水平如何？細(xì)胞內(nèi)NAD＋水平是否能作為衰老的生物學(xué)標(biāo)志物？關(guān)于NAD＋及其前體物質(zhì)抗衰老效應(yīng)的機(jī)制，也有待更深入的研究。此外，運(yùn)動(dòng)作為一種行之有效的抗衰老措施，是如何調(diào)控NAD＋信號(hào)通路的？運(yùn)動(dòng)對(duì)不同年齡段人群的NAD＋代謝通路影響有何不同？補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)改善運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)制如何？補(bǔ)充NAD＋前體物質(zhì)改善運(yùn)動(dòng)能力的最佳劑量、治療時(shí)間、補(bǔ)充形式等是怎樣的？這些問(wèn)題的解決將為通過(guò)藥物學(xué)或營(yíng)養(yǎng)學(xué)方法及運(yùn)動(dòng)等手段調(diào)控NAD＋水平，從而延緩、防治衰老相關(guān)疾病提供思路。