Cercetătorii de la Universitatea din Texas au descoperit cum crearea și consumul de NAD + în celule este legat de metabolismul glucozei și de transformarea lor din preadipocite în adipocite sau, după cum știu majoritatea oamenilor, celulele grase.

celulelor

INTRODUCERE
Nicotinamida adenin dinucleotidă (NAD) este o moleculă mică esențială care este implicată într-o varietate de procese fiziologice și patologice. Forma oxidată, NAD +, servește ca cofactor în căile metabolice, precum și substrat pentru diferite enzime care o consumă, cum ar fi poli [adenozin difosfatul (ADP) –riboză] polimerazele (PARP) și sirtuinele (SIRT). PARP-urile și SIRT-urile scindează NAD + în nicotinamidă și ADP-riboză, rezultând defalcarea ireversibilă a NAD +. Prin urmare, resinteza NAD + este necesară pentru menținerea funcțiilor celulare normale. Dovezi din ce în ce mai mari au arătat că (i) nivelurile reduse de NAD + duc la alterarea metabolismului și susceptibilitatea crescută a bolii și (ii) restabilirea nivelurilor de NAD + poate preveni progresia bolii. Astfel, înțelegerea sintezei și catabolismului NAD + este importantă pentru înțelegerea proceselor fiziologice și patologice.

NAD + reglează adipogeneza

Adipogeneza este un proces de transformare celulară, numit diferențiere, prin care celulele preadipocite devin celule adipocite (grase). Noul studiu, publicat în revista Science, arată cum glucoza se transformă în grăsimi și cum NAD + joacă un rol cheie în acest proces. În timpul studiului, echipa de cercetare a analizat de ce consumul prea mult de glucoză face ca organismul să producă grăsime și are ca rezultat creșterea în greutate.

Studiile anterioare au demonstrat că NAD este o moleculă cheie care joacă un rol într-o multitudine de procese celulare și patologice. S-a demonstrat că forma oxidată, NAD +, acționează ca un cofactor în căile metabolice și este consumată de o serie de enzime implicate în reglarea genelor.

După consumul de NAD +, acesta este descompus în nicotinamide și ADP-riboză; cercetatorii au ajuns la concluzia ca acest lucru inseamna ca NAD + trebuie resintetizat dupa aceasta pentru ca functiile celulare normale sa continue. Acest lucru converge cu studiile anterioare, care sugerează că scăderea NAD + duce la modificări ale metabolismului și la un factor de risc crescut pentru unele boli; acest lucru se întâmplă de obicei ca urmare a îmbătrânirii, deoarece nivelurile de NAD + încep să scadă.

Având în vedere acest lucru, echipa de cercetare a crezut că metabolismul celular și reglarea genelor sunt potențial legate de sinteza NAD +. Au descoperit dovezi care sugerează că sinteza NAD + compartimentată și consumul ulterior sunt integrate cu metabolismul glucozei și transcripția adipogenă ca parte a procesului de diferențiere a adipocitelor.

Sinteza NAD + acționează ca un mediator al transcripției reglementate de PARP-1 în timpul diferențierii adipocitelor, legând metabolismul celular și procesul de transcripție adipogenă. În timpul adipogenezei, nivelurile nucleare de NAD + scad, provocând inducerea NMNAT-2, citoplasmatic NAD + sintază. Acest nivel crescut de NMNAT-2 reduce apoi disponibilitatea NMN și duce la o reducere a sintezei nucleare NAD + prin NMNAT-1. Scăderea nivelurilor de NAD + are ca rezultat o activitate scăzută a PARP-1, care apoi reduce nivelurile de inhibitor ADP-ribozilare a factorului de transcripție adipogenă C/EBPβ. Reducerea ADP-ribozilării C/EBPβ înseamnă că este capabilă să își lege genele țintă, promovând astfel diferențierea preadipocitelor în adipocite. Cu alte cuvinte, o scădere a NAD + încurajează o creștere a preadipocitelor transformându-se în celule adipocitare de grăsime.

Cercetătorii au descoperit că scăderea directă a sintezei NAD + a redus semnificativ activitatea PARP-1 și a crescut adipogeneza. De asemenea, au descoperit că blocarea declinului nivelurilor de NAD + a redus adipogeneza și crearea de celule adipoase. În cele din urmă, furnizarea de NMN exogenă către preadipocite a ocolit concurența de a consuma NMN între NMNAT-1 și NMNAT-2; acest lucru a condus la un nivel crescut de sinteză nucleară NAD + în timpul procesului de diferențiere, care a crescut activitatea PARP-1 și a blocat în cele din urmă diferențierea adipocitelor. Pe scurt, furnizarea unor cantități mai mari de NAD + precursor NMN a redus crearea de celule adipoase.

Concluzie

Acest studiu arată că sinteza compartimentată a NAD + reglează diferențierea adipocitelor, un proces critic pentru sănătatea metabolică, prin controlul transcripțional. De asemenea, explică de ce o scădere a NAD + duce la o creștere a cantității de celule grase și la creșterea în greutate.

Literatură

[1] Ryu, K. W., Nandu, T., Kim, J., Challa, S., DeBerardinis, R. J. și Kraus, W. L. (2018). Reglarea metabolică a transcripției prin biosinteză NAD + compartimentată. Știință, 360 (6389), eaan5780.