Nanopartículas carregadas com NAD(H) para terapia eficiente de sepse
A sepse, marcada pela resposta desregulada à infecção, carece de tratamento efetivo. O papel do NAD+ na inflamação ainda não está claro. Os desafios do transporte de NAD+ limitam seu impacto terapêutico. Novas nanopartículas (NPs) carregadas com NAD+ entregam diretamente NAD+ nas células, revelando seus potentes efeitos imunomoduladores. Esses NPs reduzem a inflamação, previnem danos celulares e se mostram promissores no tratamento da sepse grave, mantendo o equilíbrio imunológico e vascular.
1. NAD+ e NADH: Atores Vitais no Metabolismo Energético Celular
NAD+ e NADH, duas formas de nicotinamida adenina dinucleotídeo, desempenham papéis fundamentais em processos de energia celular. Essas moléculas atuam como cofatores em diversas reações metabólicas, transportando elétrons e facilitando a conversão de energia. No contexto da glicólise, a quebra da glicose no citoplasma, NAD+ serve como uma coenzima, aceitando elétrons e íons de hidrogênio para formar NADH. Esta etapa é fundamental na geração de energia na forma de ATP durante a produção de piruvato.
Nos estágios subsequentes da respiração celular, como o ciclo do ácido cítrico e a fosforilação oxidativa na mitocôndria, o NADH participa do transfixo errante de elétrons para a cadeia de transporte de elétrons (ETC), onde a energia é aproveitada para sintetizar ATP. Concomitantemente, o NAD+ é regenerado para continuar o ciclo glicolítico, completando a cascata energética.
Figura 1
A Figura 1 ilustra essas vias metabólicas mostrando as reações enzimáticas sequenciais envolvendo NAD+ e NADH. Eles retratam as conversões entre essas moléculas, elucidando seus papéis fundamentais na produção de energia e na interação dentro do metabolismo celular.
2. Funções Redox de NAD+ e NADH: Orquestrando Reações Celulares de Oxidação-Redução
Além de seus papéis relacionados à energia, NAD+ e NADH funcionam como coenzimas em reações redox, cruciais para a manutenção da homeostase celular. Nesses processos, o NAD+ atua como um agente oxidante, aceitando elétrons e íons de hidrogênio para se tornarem reduzidos a NADH. Por outro lado, o NADH, carregando elétrons de alta energia, serve como um agente redutor, doando esses elétrons para outras moléculas, regenerando o NAD+.
Figura 2
Essa interconversão redox é instrumental em vários processos celulares, incluindo a biossíntese de macromoléculas como ácidos graxos e nucleotídeos (Figura 2). Além disso, facilita a desintoxicação de espécies reativas de oxigênio (ROS) que podem causar danos celulares. Os pesquisadores descobriram que as reações redox envolvendo NAD+ e NADH ilustram a transferência de elétrons e a manutenção do equilíbrio redox celular.
3. Regulação Enzimática e Razão NAD+/NADH: Impacto na Função Celular
A proporção de NAD+ para NADH serve como um indicador crítico que influencia as funções celulares. Enzimas envolvidas em vias metabólicas são frequentemente sensíveis a essa relação, regulando sua atividade de acordo. Uma relação NAD+/NADH mais alta normalmente indica a capacidade de uma célula para produção de energia e processos anabólicos.
Por exemplo, uma proporção maior promove a atividade de enzimas envolvidas na fosforilação oxidativa, impulsionando a síntese de ATP. Por outro lado, uma proporção mais baixa geralmente corresponde a processos catabólicos, como a glicólise. Representações visuais, como gráficos ou tabelas, descrevendo a relação entre a razão NAD+/NADH e a atividade enzimática oferecem informações sobre como as funções celulares são moduladas por essas coenzimas.
Referência:
Ye M., Zhao Y., et. nanopartículas carregadas com NAD(H) para terapia eficiente da sepse via modulação da homeostase imune e vascular,Natureza, 2023.
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