老齡化人口加劇是日趨嚴重的社會問題。據(jù)未來35年人口發(fā)展趨勢顯示,2050年全球65歲以上人口總數(shù)將接近15億人,。《2014年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示,2014年末,,我國60歲及以上人口為2.12億,,占總?cè)丝诘?span>15.5%,其中65歲及以上人口為1.37億,,占總?cè)丝诘?span>10.1%,。2030~2050年將是我國人口老齡化最快的時期,到2050年,,我國老年人口總量將超過4億,,老齡化水平將達到30%以上。流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn),,我國老年人群中慢性病患病率為76%~89%,,且隨年齡增大而升高,其患病率是全人群的3倍以上,。隨著社會的老齡化,,老年疾病如心血管疾病、腦部功能退化疾病,、腫瘤等將呈爆發(fā)式增長,。
細胞損傷累積是老齡化疾病最顯著的基礎(chǔ)病理特征。隨著年齡增長,,一方面,,創(chuàng)傷、炎癥,、缺氧,、輻射、化學毒物等因素對人體功能細胞造成的損害逐漸累積,,組織細胞功能紊亂,。另一方面,人體細胞修復(fù)能力降低,對組織細胞損傷修復(fù)能力減弱,。隨著分子生物學技術(shù)和細胞生物學的快速發(fā)展,,對細胞損傷有了更深層次的了解,發(fā)現(xiàn)老齡化疾病發(fā)生和進展過程中,,體內(nèi)的一些重要物質(zhì)在細胞損傷修復(fù)過程中具有重要作用,。其中,輔酶Ⅰ(簡稱NAD+)的細胞損傷修復(fù)功能越來越多受到科學家關(guān)注。
細胞損傷累積與輔酶Ⅰ含量降低有關(guān)
2012年,,澳大利亞科學家發(fā)現(xiàn)人體組織中輔酶Ⅰ的含量隨年齡增長顯著降低(圖1),,并伴隨細胞抗氧化能力衰退。此項研究發(fā)現(xiàn),,DNA氧化損傷會隨著年齡增長而積累,,DNA修復(fù)酶PARP過量表達,加劇細胞內(nèi)輔酶Ⅰ消耗,,造成輔酶Ⅰ缺乏,。直接后果引起能量合成抑制、DNA修復(fù)和基因信號傳導(dǎo)等過程受阻,,促進疾病發(fā)生和進展,。多項研究發(fā)現(xiàn)輔酶Ⅰ含量變化在心臟和腦組織中尤為明顯。在缺血情況下,,心臟代謝抑制的顯著特點是輔酶Ⅰ含量降低,,會加重缺血心肌損傷。大腦中輔酶Ⅰ含量也會隨年齡增長顯著降低,。2015年《美國科學院院報》一項研究報道人體下丘腦中輔酶Ⅰ含量隨年齡增長顯著下降,,腦部細胞線粒體中的氧代謝和氧化磷酸化過程受到抑制,導(dǎo)致腦部能量供給不足,,老齡化神經(jīng)退化疾病與輔酶Ⅰ含量降低密切相關(guān),。
作為氧化還原過程中的必需輔酶和NAD+依賴性二磷酸腺苷(ADP)核糖基轉(zhuǎn)移酶【主要為ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶或聚ADP核糖基聚合酶(PARP)、環(huán)ADP核糖聚合酶(cADP合酶),、Ⅲ型組蛋白去乙?;福?span>Sirtuins)】唯一能利用的物質(zhì),輔酶Ⅰ參與細胞物質(zhì)代謝,、能量合成,、細胞DNA修復(fù)等多種生理活動。在健康狀態(tài)下,,體內(nèi)輔酶Ⅰ濃度穩(wěn)定,維持各項細胞功能,。但隨著年齡增長,,創(chuàng)傷、炎癥、缺氧,、輻射,、化學毒物等因素會造成細胞DNA嚴重受損,細胞內(nèi)DNA修復(fù)酶PARP被大量激活,,持續(xù)消耗大量的輔酶Ⅰ來進行受損DNA修復(fù),,造成細胞內(nèi)輔酶Ⅰ匱乏。直接后果是線粒體功能受到抑制,,ATP產(chǎn)生減少,,細胞能量不足,凋亡信號被激活并釋放,,最終細胞凋亡,。同時其它NAD+依賴性ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶受到抑制,信號通路受阻,,細胞活力減弱,,細胞正常生理功能受阻,最終加速疾病發(fā)生或進展(圖2),。
輔酶Ⅰ具有老齡化疾病防治的臨床應(yīng)用價值
作為細胞修復(fù)過程中的“引擎”和“燃料”,,輔酶Ⅰ一方面被NAD+依賴性ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶用來啟動修復(fù)細胞損傷的程序,促進細胞DNA修復(fù),,抑制細胞凋亡信號產(chǎn)生,;另一方面被用于促進營養(yǎng)物質(zhì)代謝和ATP合成,為受損細胞提供充足的物質(zhì)和能量,,促進細胞恢復(fù),。
大量醫(yī)學研究表明,體外補充輔酶Ⅰ可有效恢復(fù)體內(nèi)輔酶Ⅰ水平,,增強組織細胞抗氧化能力,,抑制凋亡信號傳導(dǎo),恢復(fù)細胞正常功能,,預(yù)防疾病發(fā)生或抑制疾病進展,。在神經(jīng)纖維損傷過程中伴隨著輔酶Ⅰ含量降低。外源性補充輔酶Ⅰ可以恢復(fù)細胞內(nèi)輔酶Ⅰ含量,,進而保護因功能退化和缺血引起的神經(jīng)纖維凋亡,,發(fā)揮保護神經(jīng)元的作用。國內(nèi)外大量研究已充分證實輔酶Ⅰ可以減少氧化應(yīng)激引起的神經(jīng)元死亡和星形膠質(zhì)細胞死亡,。上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師劉建榮表示:“在一項研究中,我們使用了老鼠的腦缺血模型來測試我們的假設(shè)——輔酶Ⅰ可降低缺血性腦部損害,,最終發(fā)現(xiàn),輔酶Ⅰ可以通過抑制細胞自噬等途徑減少小鼠模型中的缺血性腦損傷,。”在心臟疾病方面,,輔酶Ⅰ可通過調(diào)節(jié)心肌能量代謝和調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路降低心肌損傷。德克薩斯大學醫(yī)學部麻醉科Domokos Ger和Csaba Szabo在最新一期的《英國藥理學雜志》發(fā)表了一項研究,表明輔酶Ⅰ再利用途徑在缺氧后心肌細胞生物能量恢復(fù)中起著關(guān)鍵作用,。研究發(fā)現(xiàn),,在心肌氧糖剝奪損傷情況下,恢復(fù)輔酶Ⅰ含量是ATP再生的先決條件,,并且觀察到輔酶Ⅰ代謝途徑在生物能恢復(fù)中具有重要作用,。
CFDA藥品數(shù)據(jù)庫顯示,以輔酶Ⅰ為單獨成分的制劑只有注射用輔酶Ⅰ一種,?;谒诩毎麚p傷修復(fù)方面的獨特機制,其在修復(fù)缺血性損傷,、抑制免疫細胞凋亡,、抵抗和修復(fù)輻射或化學藥物毒性損害等方面具有不可替代的作用。在臨床上可以用于促營養(yǎng)物質(zhì)吸收和能量合成,,如增強營養(yǎng)支持治療效果和增加心肌能量供應(yīng),、治療缺血狀態(tài)下代謝異常等。同時可以減少術(shù)后并發(fā)癥,,如減輕因手術(shù)引起的心肌缺血再灌注損傷,,減少術(shù)后心律失常、炎癥反應(yīng)及應(yīng)激性心肌炎等并發(fā)癥的發(fā)生,。
焦作市人民醫(yī)院腫瘤外科李曉輝曾在發(fā)表的論文中指出,,注射用輔酶Ⅰ聯(lián)合術(shù)后早期的腸內(nèi)營養(yǎng)應(yīng)用,對老年食管癌患者能促進白蛋白合成,,減少手術(shù)后炎癥反應(yīng),,有一定的臨床意義。他介紹,,“所有患者均于術(shù)前,、術(shù)后第1天、術(shù)后第8天監(jiān)測靜脈血IL-6,、腫瘤壞死因子-α(TNF-α),、白蛋白及前白蛋白指標。術(shù)后第1天兩組患者IL-6,、TNF-α水平均較術(shù)前顯著升高(P<0.01),,而使用輔酶Ⅰ的患者組升高幅度明顯低于對照組(P<0.05);各組相應(yīng)指標在術(shù)后第8天均明顯下降,,且使用輔酶Ⅰ的患者組IL-6水平明顯低于對照組(P<0.05),;兩組患者術(shù)后第1天白蛋白及前白蛋白均下降,術(shù)后第8天升高,,較前無顯著差異,,使用輔酶Ⅰ的患者組前白蛋白明顯高于對照組(P<0.01),。”
隨著社會老齡化,各種因素造成的細胞損傷累積將引發(fā)大量老齡化疾病,。輔酶Ⅰ以其清晰的細胞損傷修復(fù)機制和極高的安全性,將在老齡化疾病預(yù)防和治療中具有明顯優(yōu)勢,,發(fā)揮重要的臨床應(yīng)用價值,,為患者帶來福音。