NAD

¿Qué es el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD)?

NAD es el dinucleótido de nicotinamida y adenina, abreviado como coenzima I. Es un tipo de enzima de transferencia de electrones, coenzima de muchas deshidrogenasas del organismo, que conecta el ciclo del ácido tricarboxílico y la cadena respiratoria. Su función es transferir el hidrógeno eliminado durante el metabolismo a la flavoproteína. El NADH, o más precisamente, NADH e H+, son sus formas reducidas.

La eficacia del NAD

Los efectos sobre el metabolismo energético

Papel clave en las reacciones REDOX: El NAD (nicotinamida adenina dinucleótido) desempeña un papel fundamental en vías metabólicas como la glucólisis y el ciclo del ácido tricarboxílico dentro de las células. En el proceso de glucólisis, la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa cataliza la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato a ácido 1,3-difosfoglicérico, mientras que el NAD+ recibe electrones y protones que se reducen a NADH. Por ejemplo, en el proceso de producción de energía de las células humanas, cada molécula de glucosa pasa por la glucólisis para producir 2 moléculas de NADH.
Un eslabón importante en la producción de ATP: el NADH transporta electrones a la cadena de transporte de electrones de las mitocondrias. Los electrones se transfieren secuencialmente en la cadena de transporte de electrones y la energía liberada se utiliza para bombear protones desde la matriz mitocondrial hasta el espacio intermembrana, formando un gradiente electroquímico de protones. Cuando los protones regresan a la matriz a través de la ATP sintasa, impulsan la síntesis de ATP. Se estima que se pueden producir entre 2,5 y 3 moléculas de ATP por cada par de electrones que pasan por la cadena respiratoria del NADH. Este proceso actúa como una fábrica de conversión de energía, siendo el NADH el “transportador de energía” que convierte eficientemente la energía química producida durante el metabolismo en una forma de ATP que las células pueden utilizar directamente.

Eficacia en la señalización celular y la expresión génica

Regulación de la expresión génica relacionada con el metabolismo: El NAD+ participa en la regulación de la actividad de diversos factores de transcripción clave en las células. Por ejemplo, regula la actividad de SIRT1, una desacetilasa dependiente de NAD+. SIRT1 afecta la expresión génica mediante la desacetilación de histonas y algunos factores de transcripción (como PPAR-γ). Este efecto regulador puede alterar el programa metabólico celular, como el aumento de la expresión de genes relacionados con la oxidación de ácidos grasos y la promoción del uso de la grasa como fuente de energía por parte de la célula.
Participación en la respuesta al estrés celular: Cuando las células se exponen a factores de estrés, como el estrés oxidativo o la deficiencia nutricional, se produce un cambio en el nivel de NAD+, que a su vez protege a la célula activando diversas vías de respuesta al estrés. En caso de estrés oxidativo, donde las especies reactivas de oxígeno (ERO) producidas por la NADPH oxidasa alteran el estado REDOX intracelular, el NAD+ actúa como una molécula de señalización que regula la expresión y la actividad de enzimas antioxidantes (p. ej., superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa, etc.), ayudando a las células a eliminar las ERO y a mantener el equilibrio REDOX intracelular.

En la reparación del NAD

Participa en la reparación como sustrato de PARP: En el proceso de reparación del daño en el ADN, la poli(ADP-ribosa) polimerasa (PARP) desempeña un papel importante, y el NAD+ es un sustrato de PARP. Cuando se produce un daño en el ADN, como una rotura de cadena simple, la PARP se activa, aprovechando la poli(ADP-ribosa) sintética (PAR) de NAD+. Las PAR pueden utilizarse como moléculas de señalización para reclutar proteínas reparadoras del ADN (como XRCC1) al lugar del daño y promover la reparación de roturas de cadena simple del ADN. Si el nivel de NAD+ es insuficiente, la actividad de PARP se ve afectada, lo que provoca una disminución de la capacidad de reparación del ADN y una mayor inestabilidad en el genoma celular.
Mantenimiento de la estabilidad genómica: Al participar en la reparación del ADN, el NAD+ contribuye al mantenimiento de la integridad genómica. En todas las etapas del ciclo celular, especialmente durante la fase S (síntesis del ADN) y la fase G2 (síntesis tardía del ADN), el NAD+ es esencial para la reparación oportuna del daño producido durante la replicación del ADN. Esto previene la acumulación de daño en el ADN y reduce el riesgo de que las células muten y se vuelvan cancerosas.