Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: NADH, NAMPT, nikotynamid, trigonelina, masa i siła mięśni.
NADH jest koenzymem. Koenzymy to molekuły współpracujące z enzymami w ich aktywności katalitycznej. Enzymy bez koenzymów nie są w stanie wypełniać swoich funkcji życiowych. NADH jest jednym z najważniejszych koenzymów naszego organizmu, przy czym jego znaczenie jest szczególnie ważne dla mięśni.
Mięśnie szkieletowe są niezwykle kosztowne energetycznie, w związku z czym są też głównym konsumentem energetycznych składników pokarmowych – węglowodanów i kwasów tłuszczowych. Dostarczający mięśniom energii biologicznej metabolizm kwasów tłuszczowych i glukozy, do której przekształcane są w organizmie węglowodany, wymaga funkcji NADH jako cząsteczki przenoszącej jony wodoru i elektrony. Dlatego właśnie NADH odgrywa kluczową rolę w produkcji energii, w komórkach tkanki mięśniowej. Ponadto NADH działa jako kosubstrat w tzw. modyfikacjach potranslacyjnych białek, takich jak deacetylacja i ADP-rybozylacja, również istotnych z punktu widzenia funkcji życiowych mięśni. NADH jest też koenzym enzymów nazwanych sirtuinami a okrzykniętych „enzymami młodości”, z uwagi na ich właściwości hamujące proces starzenia się organizmu. Na przykład w jednym z niedawno przeprowadzonych badań dowiedziono, że aktywacja sirtuin, wydłużając czas życia myszom, poprawia jednocześnie masę kostną i mięśniową gryzoni (Mercken, 2014). A to zapewne z tego powodu, że – jak dowiedziono z kolei w przeprowadzonym trzy lata później eksperymencie – sirtuiny odgrywają kluczową rolę w procesie hipertrofii mięśni indukowanej przeciążeniem, który obserwujemy np. u trenujących siłowo atletów (Koltai, 2017).
Właśnie dlatego zasoby NADH wpływają na niezliczoną liczbę procesów komórkowych, w tym na biogenezę mitochondriów, transkrypcję genów, syntezę białek i organizację macierzy zewnątrzkomórkowej. W związku z tym NADH jest oczywiście też głównym rozgrywającym w procesach związanych z rozwojem, regeneracją, starzeniem się i patologią mięśni szkieletowych. Zdecydowana większość badań wskazuje na to, że niższe zasoby komórkowe NADH są bardzo szkodliwe dla zdrowia mięśni, podczas gdy wyższe spektakularnie poprawiają ich zdrowotność.
Na przykład we flagowym eksperymencie badającym te zależności (Frederick, 2016), naukowcy zablokowali myszom gen enzymu produkującego NADH w mięśniach (NAMPT), co doprowadziło do spadku poziomu ich mięśniowego NADH o 85%. Wprawdzie myszy takie były tylko nieco mniejsze od swojego normalnego rodzeństwa, to jednak mięśnie ich były niezdolne do właściwego wytwarzania siły i charakteryzowały się znacznie mniejszą średnicą włókien mięśniowych (dla porównania masa i siła mięśni normalnych myszy były mniej więcej odpowiednio większe o 50 i 100%). Przy czym wykazywały też inne liczne patologie, tak więc naukowcy scharakteryzowali ich fenotyp jako miopatię niewydolnościową NADH.
W badaniu tym doprowadzono też do sytuacji odwrotnej – wyhodowano myszy z nadekspresją enzymu NAMPT, których mięśnie wytwarzały nadmierne ilości NADH. U myszy takich nie tylko wzrosły zdolności wysiłkowe mięśni i utrzymywały się do późnego wieku na podwyższonym poziomie, ale wydłużyła się też znamiennie średnia długość ich życia. Natomiast w innym badaniu dowiedziono, że enzym NAMPT wytwarzający NADH jest żywo zaangażowany w hipertrofię przeciążeniową ludzkich muskułów, albowiem jego poziom wzrastał w mięśniach ochotników o 16% pod wpływem treningów siłowych (Brandauer, 2013).
Ponieważ oczywiście podobne manipulacje genetyczne byłby kłopotliwe do przeprowadzenia u ludzi, dlatego autorzy tego samego badania eksperymentowali również z innymi sposobami na podniesienie poziomu NADH w tkance mięśniowej. Otóż naukowcy podawali w wodzie pitnej normalnym i zmutowanym (z zablokowanym genem enzymu NAMPT) myszom rybozyd nikotynamidu uznawany za najefektywniejszy prekursor NADH, pojąc jednocześnie część normalnych gryzoni czystą wodą pitną. A po 6 tygodniach podobnego postępowania okazało się, że zmutowane myszy niemal dogoniły pod względem masy i siły mięśni swoje zdrowe krewniaczki pojone samą wodą. Co jednak najciekawsze, mięśnie normalnych myszy otrzymujących rybozyd nikotynamidu w wodzie pitnej, w porównaniu z pojonymi samą wodą, były większe o ok. 10%.
W innym badaniu wykorzystano też inny prekursor NADH – trigonelinę – naturalny składnik pokarmowy, występujący m.in. w ziarnach kozieradki (Friedel, 2013). Naukowcy prowadzili tu swoje doświadczenia zarówno na izolowanych, młodych komórkach mięśniowych, jak też na żywych gryzoniach – myszach. Dodatek trigoneliny do podłoża hodowli komórkowej zwiększał o 36% tempo dojrzewania młodych komórek do dorosłych włókien mięśniowych. U myszy, u których doprowadzono do przeciążenia mięśnia brzuchatego łydki, co miało naśladować efekty treningu siłowego, masa mięśniowa w grupie zwierząt otrzymujących dożołądkowo przez trzy tygodnie trigonelinę była o 7% większa, w porównaniu z gryzoniami pojonymi jedynie nieaktywnym podłożem. Badacze unieruchomili również kończyny myszy, aby uzyskać efekt analogiczny do unieruchomienia chorego lub postępów sarkopenii – utraty masy mięśni w efekcie procesów starzenia się organizmu, podając im przez sondę dożołądkową – albo trigonelinę, albo nieaktywne podłoże. Po trzech tygodniach obserwacji okazało się, że masa mięśniowa zwierząt z grupy trigoneliny była o 9% większa.
W najnowszym badaniu wykonanym w omawianym tutaj zakresie (Guo, 2019) udowodniono, że nikotynamid, prekursor NADH, zwiększał poziom NADH, ratował masę mięśniową i powstrzymywał utratę siły oraz zwiększał pole przekroju poprzecznego włókien mięśniowych u myszy z wywołaną eksperymentalnie, cukrzycową atrofią mięśni szkieletowych, poprzez przywrócenie równowagi na szlakach degradacji i produkcji białek.
Jednak wyniki pierwszego eksperymentu z użyciem samego NADH pojawił się już jakiś czas temu… Otóż podawanie przez 4 tygodnie 30 mg aktywnej postaci koenzymu NADH poprawiło znacząco, w porównaniu z placebo, parametry siłowe mięśni sportowców, mierzone testem skocznościowym (Mero, 2008).
Na dzień dzisiejszy nie mamy więc najmniejszych wątpliwości – NADH jest kluczem do muskulatury! W tej sytuacji więc każdy, kto dba o swoje umięśnienie, powinien włączyć ten koenzym do swojej rutynowej suplementacji.
