How to Maintain NAD+ Homeostasis to Regulate Mitochondrial and Cardiac Function

01 Ene

Cómo mantener la homeostasis del NAD+ para regular la función mitocondrial y cardíaca

1. Introducción

Las mitocondrias son el centro del metabolismo energético de los cardiomiocitos, que son necesarios para mantener la contractilidad miocárdica y la función cardíaca normales. Normalmente, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares suele ir acompañado de disfunción mitocondrial. Se sabe que el deterioro de la autofagia causa disfunción mitocondrial e insuficiencia cardíaca, en parte debido a la alteración de la mitofagia y el control de la calidad de las proteínas. En particular, la reposición externa de nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) Los precursores pueden mejorar la autofagia y el control de calidad mitocondrial para mantener la salud metabólica y, por lo tanto, regular la función mitocondrial y cardíaca.

2. Metabolismo del NAD+ en la función mitocondrial y cardíaca

Los cardiomiocitos acumulan NAD+ principalmente dentro de sus mitocondrias, donde ocurren la mayor parte de las reacciones de oxidación-reducción celular. Sin embargo, el NAD+ también está presente en el citosol y el núcleo, en los que los metabolitos derivados del NAD+ y las enzimas dependientes del NAD+ contribuyen a diversas funciones celulares.

3. Disfunción mitocondrial y cardíaca inducida por la deficiencia de NAD+

La disfunción mitocondrial y cardíaca desencadenada por la deficiencia de NAD+ se alivia en los corazones de ratón cAtg3-KO después de la administración de mononucleótido de β-nicotinamida (NMN), como lo demuestra la restauración de la actividad de la citrato sintasa (CS), la normalización parcial del nivel de ATP y la expresión de ARNm de NPPB en ratones cAtg3-KO, así como la regulación positiva del nivel de ADP en corazones de ratones WT. Además, la inhibición de NNMT puede rescatar la disfunción mitocondrial y cardíaca en ratones cAtg3-KO al restaurar el nivel de NAD+.

4. El impacto del flujo autofágico sobre la función cardíaca y mitocondrial

La autofagia es una vía de degradación intracelular que recicla los componentes subcelulares, desempeñando un papel fundamental en la modulación de la homeostasis metabólica. El flujo autofágico, un mecanismo homeostático central que degrada los materiales tóxicos para los cardiomiocitos, puede mediar en la transducción de señales de SQSTM1-NF-κB-NNMT para controlar el nivel celular de NAD+, manteniendo así la función mitocondrial y cardíaca.

5. Conclusión

El flujo autofágico puede ser una forma potencial de mantener el nivel celular de NAD para regular la fiuncción mitocondrial y cardíaca.
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Referencia

[1] Abdellatif M, Sedej S, Kroemer G. Metabolismo de NAD+ en la salud cardíaca, el envejecimiento y la enfermedad. Circulación. 2021; 144(22):1795-1817. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056589

[2] Zhang Q, Li Z, Li Q, et al. El control de la homeostasis de NAD+ mediante flujo autofágico modula la función mitocondrial y cardíaca. EMBO J. Publicado en línea el 11 de enero de 2024. doi:10.1038/s44318-023-00009-w

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