NAD+前体：烟酰胺单核苷酸（NMN）的饮食与健康潜力

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是维持细胞健康的关键分子，除了作为多种代谢反应中的氧化还原辅酶外，还在能量、基因毒性和感染压力调节途径中作为重要底物发挥作用。2023年6月Gabriela Fabiana Soares Alegre和Glaucia Maria Pastore发表在期刊《Current Nutrition Reports》的一项系统综述，全面探讨了NAD+前体——烟酰胺单核苷酸（NMN）和烟酰胺核糖（NR）的生物化学、代谢途径、最新的生理益处发现、与肠道微生物群的相互作用，以及在营养和食品科学领域的未来研究前景。

 

图1：NAD+前体NMN和NR的化学结构及健康益处示意图（来源：Current Nutrition Reports, 2023）

 

这篇综述强调，NMN可以通过饮食获得（存在于蔬菜、肉类和牛奶中），微生物（如发酵饮料中的）也能产生它们。研究表明，NMN对糖尿病、阿尔茨海默病、内皮功能障碍和炎症具有保护作用，还能逆转肠道菌群失调，在肠道和肠道外水平产生有益效果。理解这些作用机制，有助于开发基于饮食的营养干预策略，为预防和治疗与年龄相关的慢性疾病开辟新途径。

 

一、NAD+与NMN的代谢机制

 

NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）是一种对生命至关重要的分子，在真核生物中执行两项重要功能：能量传递和细胞信号传导。根据Alegre和Pastore（2023）在《Current Nutrition Reports》的综述指出，NAD+最初被确立为ATP合成的关键氧化还原辅酶，随后，其降解过程被揭示，它被CD38/CD157/SARM1、ADP-核糖转移酶（ARTs）、聚ADP聚合酶（PARPs）和sirtuins等酶作为底物使用。这些依赖NAD的酶介导了对机体稳态至关重要的细胞过程，如DNA修复、细胞凋亡、细胞存活、寿命调节、代谢调整、炎症和感染。

 

 

图2：人体（A）和植物（B）中的NAD生物合成途径示意图（来源：Current Nutrition Reports, 2023）

研究表明，在哺乳动物中，NAD+可以通过不同方式产生：从氨基酸色氨酸从头生成，通过来自消耗反应释放的烟酰胺（NAM）在补救途径中回收，或通过烟酸/烟酸（NA）在Preiss-Handler途径中。前体烟酰胺（NAM）、NMN和NR是补救途径中的主要底物。研究还发现，NR和NMN的还原形式——二氢烟酰胺核糖（NRH）和二氢烟酰胺单核苷酸（NMNH）——也已被证明可以促进NAD+合成。

二、NMN的食物来源

 

NMN和NR的生物合成可以通过饮食或补充剂获得。根据Alegre和Pastore（2023）的综述，色氨酸、NAM、NA、NMN和NR等前体可以通过饮食以游离形式或作为NAD+消化产生的代谢物衍生物获得。

 

✅ NMN在食物中的发现：

Mills等人（2016）发表在《Cell Metabolism》的研究首次在食物中发现了NMN，包括毛豆、鳄梨、西兰花、黄瓜、卷心菜和番茄等。在被调查的来源中，毛豆中的含量最高，范围为0.47–1.88（mg/100 g），鳄梨为0.36–1.60（mg/100 g），而海鲜和生肉中的含量较低（0.06–0.42 mg/100 g）。此外，Trammell等人（2016）发表在《Journal of Nutrition》的研究表明，NMN也在不同物种的牛奶和啤酒中被检测到。

三、NMN的抗衰老作用

 

衰老被归类为疾病还是自然和普遍的过程存在争议；然而，细胞功能下降是衰老过程的一部分已得到公认。Massudi等人（2012）发表在《PLoS One》的研究证实，衰老过程中各种组织中NAD+水平的下降已在研究中得到证实，这在与年龄相关的代谢疾病、神经退行性疾病和精神障碍的病理生理学中发挥关键作用。

✅ NMN的抗衰老效果：

Mills等人（2016）发表在《Cell Metabolism》的开创性研究显示，长期NMN给药（100或300 mg/kg/天，持续12个月）增加了骨骼肌的线粒体呼吸能力，并以组织特异性方式逆转了与年龄相关的基因表达变化。此外，口服给药的NMN被快速吸收，转运到血液循环，并立即在肝脏和比目鱼肌等主要代谢组织中转化为NAD+，改善能量消耗、氧气消耗、胰岛素敏感性、血脂谱、眼功能、骨密度和老年小鼠的髓样-淋巴细胞组成。

 

Amano等人（2019）发表在《Cell Metabolism》的研究还发现，NMN能促进端粒延长。用NMN处理（在5 mM饮用水中溶解8周）促进了第4代（G4）小鼠的端粒延长，减轻了DNA损伤反应和p53，功能性拯救了肝纤维化，并改善了部分以SIRT1依赖方式进行的线粒体生物发生和功能。

 

四、NMN的抗炎与免疫调节作用

 

提升NAD+水平可以减少炎症。Liu等人（2021）发表在《Frontiers in Molecular Biosciences》的研究表明，NMN治疗（500 μM）减少了LPS激活的小鼠和人巨噬细胞细胞系（THP-1、RAW264.7）中促炎细胞因子的产生。NMN通过COX-2-PGE2轴有效缓解了LPS诱导的炎症和氧化应激，并抑制了炎症相关途径。蛋白质组学分析确定NMN下调了环氧化酶-2（COX-2）的表达，并显著降低了IL-6和IL-1β的mRNA表达和细胞外分泌，以及细胞内前列腺素E2（PGE2）水平。

五、NMN对代谢性疾病的改善作用

 

NMN在改善糖尿病及相关代谢疾病方面显示出显著潜力。根据Alegre和Pastore（2023）的综述，糖尿病的标志性高血糖导致NAD+与NADH比例的氧化还原失衡，这可能导致氧化应激和多种代谢综合征。

 

✅ 对糖尿病的改善效果：

Yoshino等人（2011）发表在《Cell Metabolism》的研究表明，在饮食和年龄诱导的糖尿病模型中，通过腹膜内注射（500 mg/kg体重/天，持续11天）给予NMN，显著改善了受损的葡萄糖耐量并增强了肝脏胰岛素敏感性。所指示的与氧化应激、炎症反应和昼夜节律相关的基因表达逆转变化部分是由于SIRT1激活的结果。

 

Yoshino等人（2021）发表在《Science》的临床研究显示，在患有超重或肥胖和糖尿病前期的绝经后妇女中，口服NMN补充（250 mg/天，持续10周）增加了外周血单核细胞（PBMCs）中的NAD+含量，并改善了骨骼肌中的胰岛素信号传导和敏感性。

 

六、NMN与肠道微生物群的相互作用

 

肠道微生物群在宿主的代谢稳态、激素分泌和大脑功能中发挥重要生理作用。根据Alegre和Pastore（2023）的综述，同样，肠道微生物与NAD+代谢物之间的联系表明了有益生理效应的重要轴。

 

✅ NMN对肠道菌群的调节：

文献指出，NMN和NR可以选择性刺激有益菌的生长。这些细菌与改善肠道健康有关，包括预防腹泻、改善肠道屏障功能、减少炎症和免疫系统支持。此外，NAD+前体激活sirtuins也可能有助于对肠道微生物群和肠道健康的有益作用。

 

Huang等人（2021）发表在《Frontiers in Nutrition》的研究表明，NMN治疗（0.1至0.6 mg/mL在饮用水中，持续12周）调节了肠道微生物群多样性和组成，对小鼠肠道产生保护作用。虽然NMN减少了肠道物种的多样性，但增加了丁酸产生菌和其他益生菌的丰度，而几种有害细菌的丰度降低。

 

八、NMN的安全性与剂量考虑

 

✅ 临床试验中的安全性：

Irie等人（2020）发表在《Endocrine Journal》的首次临床试验报告表明，单次口服NMN（100至500 mg）在健康受试者中安全有效地代谢。它显示血浆中代谢物水平呈剂量依赖性显著增加，未引起不良反应或任何显著的临床症状，或心率、血压、血氧饱和度和体温的变化。

 

✅ 长期补充的考量：

尽管综述指出，NMN补充的临床前和临床试验结果很有前景，但仍需要确定长期补充和高剂量是否可能显示副作用。例如，文献提到，由于NAMPT抑制导致的NAD合成抑制会减少细胞生长并增加对氧化应激的敏感性，这成为癌症治疗的治疗概念。

 

九、科学使用NMN补充剂的实操指南

 

✅ 必须优先咨询专业医疗人员：

文献强调，NMN补充剂的使用应当谨慎，特别是对于特殊人群。若您处于孕期、哺乳期，或患有慢性病（如糖尿病、心血管疾病）、正在服药，请务必在开始使用前预约医生或临床营养师进行专业评估。

 

✅ 健康生活方式是NMN效果的前提：

• 睡眠管理：研究显示，NAD+水平在睡眠不足时会显著下降。每晚固定7-8小时规律作息，有助于维持NAD+的昼夜节律平衡。建议在晚上10-11点入睡，保证深度睡眠时间不少于5小时

• 运动干预：Elhassan等人（2019）的研究表明，运动能够增加骨骼肌中的NAD+水平，与NMN补充产生协同效应。每周≥150分钟中等强度运动（如快走、游泳、骑行），其中应包括至少2次的力量训练，以刺激线粒体生物发生

• 饮食优化：Mills等人（2016）的研究发现，NMN天然存在于毛豆、鳄梨、西兰花等食物中。每日摄入≥5种天然蔬果，减少加工食品和精制糖的摄入，有助于维持肠道微生物群平衡，这与NMN的效果密切相关

• 压力管理：文献指出，慢性压力会导致皮质醇升高，消耗NAD+水平。每日10分钟正念呼吸或轻度拉伸，有助于降低应激反应，保护NAD+储备

 

✅ 选择产品：聚焦可验证的科学标准：

根据Alegre和Pastore（2023）的综述强调，NMN补充剂的质量直接影响其安全性和有效性。若决定使用NMN，严格筛选以下要素：

• 纯度标准：Irie等人（2020）的研究指出，高纯度NMN的代谢效果更稳定。要求纯度≥99%，并附有第三方权威检测报告（如SGS、Eurofins等国际认证机构）

• 生产认证：确保产品具备完整的生产认证，包括FDA（美国食品药品监督管理局）注册、GMP（良好生产规范）认证、ISO（国际标准化组织）质量体系认证

• 研发团队背景：优先选择由具备临床背景的科研团队研发的产品，如拥有诺贝尔奖得主、知名医学院校教授等权威背书的品牌

• 吸收技术：根据综述指出，NMN的吸收效率是影响其效果的关键因素。研究表明，小肠Slc12a8转运蛋白是NMN吸收的重要载体。

✅ 剂量与使用时机：

临床试验数据表明，NMN的安全剂量范围相对宽泛，但最佳剂量仍需个体化确定。

 

• 剂量选择：Irie等人（2020）的研究测试了100-500 mg的单次剂量，发现剂量依赖性的NAD+代谢物增加。对于一般健康人群，建议从250-300 mg/天开始，根据效果和耐受性逐步调整

• 使用时机：研究显示，空腹服用NMN的吸收率相对较高。建议在早餐前30分钟或睡前1-2小时服用，以减少食物对吸收的干扰

• 长期使用：动物实验显示，长期（12个月）NMN补充是安全的，但人类长期使用的安全性数据仍在积累中。建议每3-6个月进行一次医学评估，监测相关生化指标

十、总结与未来展望

 

简单来说，随着年龄增长，人体内NAD+水平逐渐下降，这会导致线粒体功能障碍、氧化应激增加、炎症反应加剧等一系列问题。研究证实，NMN和NR可以通过饮食摄入或补充剂形式补充，帮助恢复NAD+水平，从而改善细胞的能量代谢、DNA修复能力和炎症调节功能。研究表明，NMN在改善糖尿病、阿尔茨海默病、心血管功能、肥胖等方面都显示出显著效果，同时对肠道微生物群也有积极调节作用。

 

总的来说，这篇综述指出，NMN作为一种NAD+前体，具有广泛的健康促进潜力，包括抗衰老、改善代谢、保护神经、调节免疫和肠道菌群等多个方面。而理解这些机制，不仅帮助我们更好地认识衰老和疾病的本质，也为开发基于饮食和补充剂的健康干预策略打开了大门。未来，通过寻找富含NMN的食物来源、优化提取和生物技术生产工艺、确定最佳剂量和给药方式，有望显著改善人类的生活质量和健康寿命。

 

参考文献：

1. Alegre, G.F.S.; Pastore, G.M. NAD+ Precursors Nicotinamide Mononucleotide (NMN) and Nicotinamide Riboside (NR): Potential Dietary Contribution to Health. Curr Nutr Rep 12, 445–464 (2023). DOI: 10.1007/s13668-023-00475-y

2. Mills, K.F. et al. Long-term administration of nicotinamide mononucleotide mitigates age-associated physiological decline in mice. Cell Metab. 24, 795–806 (2016).

3. Yoshino, J. et al. Nicotinamide mononucleotide, a key NAD+ intermediate, treats the pathophysiology of diet- and age-induced diabetes in mice. Cell Metab. 14, 528–536 (2011).

4. Amano, H. et al. Telomere dysfunction induces sirtuin repression that drives telomere-dependent disease. Cell Metab. 29, 1274–1290.e9 (2019).

5. Elhassan, Y.S. et al. Nicotinamide riboside augments the aged human skeletal muscle NAD+ metabolome and induces transcriptomic and anti-inflammatory signatures. Cell Rep. 28, 1717–1728.e6 (2019).

6. Liu, J. et al. Nicotinamide mononucleotide alleviates LPS-induced inflammation and oxidative stress via decreasing COX-2 expression in macrophages. Front Mol Biosci. 6, 8 (2021).

7. Gariani, K. et al. Eliciting the mitochondrial unfolded protein response by nicotinamide adenine dinucleotide repletion reverses fatty liver disease in mice. Hepatology. 63, 1190–1204 (2016).

8. Huang, P. et al. NMN maintains intestinal homeostasis by regulating the gut microbiota. Front Nutr. 8, 8 (2021).

9. Huizenga, R. Dramatic clinical improvement in nine consecutive acutely ill elderly COVID-19 patients treated with a nicotinamide mononucleotide cocktail: a case series. SSRN Electron J (2020).

10. Irie, J. et al. Effect of oral administration of nicotinamide mononucleotide on clinical parameters and nicotinamide metabolite levels in healthy Japanese men. Endocr J. 67, 153–160 (2020).

 

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