NAD+는 혈관 건강 유지에 다양한 역할을 합니다.

NAD+ 대사와 심혈관 질환: 메커니즘과 치료 전략

2026년 2월 6일

인체 내 단일 분자가 심장 건강의 핵심 동인이 될 수 있을까요? 니코틴아미드 아데닌 다이뉴클레오티드(NAD+)가 과학 연구의 주요 초점으로 빠르게 부상하고 있습니다. 에너지 대사의 핵심 참여자로서 NAD+는 혈관 탄력성과 심근 활력을 유지할 뿐만 아니라, 산화환원 균형, 염증, 자가포식, 미토콘드리아 기능 조절을 포함한 여러 메커니즘을 통해 심혈관 건강에 영향을 미칩니다. 심혈관 질환(CVD)이 전 세계 사망 원인 중 하나가 된 시대에, NAD+의 중요성은 점점 더 과학적 증거로 뒷받침되고 있습니다.

그림 1. 심혈관 질환에서의 NAD+ 대사 및 치료 전략

I. NAD+ 대사 경로

NAD+ 항상성은 합성, 소비, 재생을 통해 여러 경로로 유지됩니다. 이러한 과정은 특정 NAD+ 소비 효소, 생합성 효소, 산화환원 반응에 의해 조절됩니다.
생물체에서 NAD+ 생합성은 세 가지 주요 경로에 의해 조절됩니다:de novo 생합성 경로, Preiss-Handler 경로, 회수 경로입니다. 회수 경로는 NAD+ 소비의 부산물인 니코틴아미드(NAM)를 재활용하는 주요 경로입니다. 이 경로에서 니코틴아미드 포스포리보실트랜스퍼라제(NAMPT)는 NAM을 니코틴아미드 모노뉴클레오티드(NMN)로 전환하고, 이후 니코틴아미드 모노뉴클레오티드 아데닐릴트랜스퍼라제(NMNAT)에 의해 NAD+로 전환됩니다. 심장과 같은 대사 활성 기관은 이 경로에 크게 의존합니다. Preiss-Handler 경로에서는 니코틴산(NA)이 니코틴산 포스포리보실트랜스퍼라제(NAPRT)에 의해 니코틴산 모노뉴클레오티드(NAMN)로 전환된 후 NAD+로 전환됩니다. 간과 신장이 이 경로를 주로 사용하는 기관이며, 심장에서의 기여는 상대적으로 제한적입니다.de novo 합성 경로에서는 트립토판(Trp)이 키누레닌 경로를 통해 퀴놀린산(QA)으로 전환되고 궁극적으로 NAD+로 전환됩니다. 이 경로는 심장에서 NAD+ 생성에 최소한으로 기여합니다.
NAD+ 소비는 산화환원 반응과 NAD+ 의존 효소를 통해 발생합니다:

산화환원 반응에서 NAD+는 해당과정과 미토콘드리아 호흡 중에 NADH로 환원됩니다. NAD+/NADH 산화환원 비율은 대사 경로 활성에 직접적인 영향을 미칩니다.

NAD+는 폴리(ADP-리보스) 중합효소(PARP), 시르투인, CD38/CD157, SARM1을 포함한 다양한 효소의 보조기질로 작용합니다. 이러한 효소는 NAD+를 사용하여 다양한 생물학적 과정을 조절합니다. 시르투인 계열(SIRT1-7)은 탈아세틸화에 관여하며 미토콘드리아 기능, 스트레스 반응, 노화를 조절합니다. PARP는 DNA 복구 중에 많은 양의 NAD+를 소비하며, 과활성화는 NAD+ 고갈로 이어질 수 있습니다. CD38/CD157은 NAD+를 가수분해하여 고리형 ADP-리보스(cADPR)와 니코틴산 아데닌 다이뉴클레오티드 인산(NAADP)을 생성합니다; 이들의 과발현은 노화 및 염증과 관련이 있습니다.

그림 2. NAD+ 대사 경로

II. NAD+ 결핍과 심혈관 질환을 연결하는 메커니즘

NAD+는 혈관 건강 유지에 다양한 역할을 합니다. 한편으로, NAD+ 수치 감소는 미토콘드리아 기능과 자가포식을 손상시켜 손상된 미토콘드리아, 세포사멸 세포, 손상된 DNA의 축적을 초래합니다. 다른 한편으로, NAD+ 결핍은 염증 반응, 산화 스트레스, 단백질 아세틸화를 강화하여 혈류를 감소시키고 내피세포 이동과 지질 항상성을 억제합니다. 이러한 요인들이 함께 심혈관 질환(CVD)의 유병률을 더욱 악화시킵니다.

그림 3. NAD+와 혈관 건강의 관계

1. 산화 스트레스와 미토콘드리아 기능 장애

심장은 인체에서 가장 대사 활성이 높은 기관 중 하나이며, 미토콘드리아 기능 장애는 심부전의 특징입니다. NAD+ 결핍은 다음 메커니즘을 통해 산화 스트레스를 악화시켜 내피 산화 손상을 유발하고 죽상동맥경화반 형성을 촉진합니다:

SIRT3 활성 억제: SIRT3는 미토콘드리아 단백질(SOD2, IDH2 등)의 NAD+ 의존적 탈아세틸화 효소입니다. SIRT3 활성 감소는 활성산소종(ROS) 제거 능력을 감소시킵니다.

NAD+/NADH 비율 불균형: 만성 스트레스 또는 허혈-재관류 손상 하에서 미토콘드리아 복합체 I 기능 장애는 NADH 축적을 초래하여 지방산 산화와 피루브산 탈수소효소 활성을 억제함으로써 에너지 위기를 악화시킵니다.

2. 염증 반응

만성 저등급 염증은 죽상동맥경화증, 고혈압 및 관련 질환의 병리학적 기반입니다. NAD+는 다음 메커니즘을 통해 염증을 조절합니다:
CD38 매개 NAD+ 고갈: 노화 또는 대사 장애 동안 CD38은 대식세포와 내피세포에서 고도로 발현되어 전염증성 사이토카인(IL-6, TNF-α 등)의 방출을 촉진하는 동시에 SIRT1의 항염증 효과를 억제합니다.
SIRT1 및 SIRT6의 항염증 경로: SIRT1은 NF-κB를 탈아세틸화하여 염증 신호를 억제하고, SIRT6는 포도당 대사와 게놈 안정성을 조절합니다. 이러한 경로의 기능 장애는 혈관 질환 진행을 가속화합니다.

3. 자가포식 손상

자가포식은 손상된 세포소기관과 단백질을 제거하는 데 필수적이며, 그 기능 장애는 심근 비대 및 혈관 경직과 밀접한 관련이 있습니다:
SIRT1-FOXO 경로: NAD+는 SIRT1을 활성화하여 자가포식 관련 유전자(Atg7 등)의 발현을 촉진함으로써 내피세포 항상성을 유지합니다.
NAM 유도 자가포식 억제: 과도한 NAM은 SIRT1을 억제하고 Atg7 아세틸화를 증가시키며 자가포식소체 형성을 차단합니다.

4. PARP 및 CD38 과활성화

허혈-재관류 손상 또는 당뇨병성 심근병증에서 DNA 손상과 산화 스트레스는 과도한 PARP1 활성화를 유도하여 다량의 NAD+를 소모합니다. 이는 해당과정과 미토콘드리아 호흡을 억제하고 세포 사멸을 촉진합니다. CD38의 과발현은 NAD+ 고갈을 더욱 악화시켜 악순환을 만듭니다.

III. NAD+ 보충을 위한 치료 전략

NAD+ 수치를 높일 수 있는 여러 전략이 있으며, 여기에는 NAD+ 전구체 보충과 NAD+ 소비 효소 억제가 포함됩니다. 연구에 따르면 병용 전략이 더 나은 심혈관 결과를 가져올 수 있습니다. 죽상동맥경화증에서 NAD+ 수치 상승은 만성 염증을 줄이고 LDL 콜레스테롤을 낮춥니다. NAD+는 또한 내피 기능과 혈관 확장을 향상시킵니다. 관상동맥 질환에서 NAD+ 수치 증가는 자가포식과 미토콘드리아 기능을 개선하면서 ROS 생성, 염증 및 조직 괴사를 줄입니다.

그림 4. NAD+ 보충 요법과 심혈관 질환에 미치는 영향

1. NAD+ 전구체 보충

NAD+ 전구체는 다양한 대사 경로를 통해 NAD+ 생합성에 직접 또는 간접적으로 참여하며 가장 광범위하게 연구된 중재 전략입니다. 트립토판, NA, NAM, 니코틴아미드 리보사이드(NR) 및 NMN과 같은 NAD+ 전구체의 식이 보충은 동물과 인간 모두에서 NAD+ 수치를 효과적으로 증가시킵니다.

2. NAD+ 소비 효소 억제

NAD+ 소비 효소의 과도한 활성화를 억제하면 불필요한 NAD+ 고갈을 줄이며, 산화 스트레스 또는 DNA 손상과 관련된 질환에서 특히 유익합니다.

IV. NAD+와 심혈관 질환: 메커니즘에서 임상 시험까지

심부전은 심혈관 질환의 말기 단계를 나타내며, NAD+ 대사의 조절 장애는 그 진행을 가속화합니다. 여러 임상 시험에서 NAD+ 전구체 보충이 심장 기능을 개선할 수 있음을 확인했습니다. 주요 임상 데이터는 아래에 요약되어 있습니다:

NAD+ 보충제	기간	참가자	표본 크기	결과	시험 ID
NMN	60일	40~65세 건강한 성인	66	혈청 NAD+/NADH 수치 및 혈압 변화	NCT04228640
NMN	28일	30~60세 건강한 지원자	20	동맥 혈압, 심박수 및 혈중 지질 변화	NCT04862338
NR	6주	건강한 중년 성인	30	혈압 변화	NCT02921659
NR	6주	고혈압 노인 환자	49	수축기 혈압 및 동맥 경직도 변화	NCT04112043
NR	3개월	중등도에서 중증 만성 신장 질환 환자	118	대동맥 경직도 및 동맥 혈압 변화	NCT04040959
NAM	48개월	조기 발병 전자간증 여성	25	평균 혈압 변화	NCT03419364

결론

요약하면, NAD+ 대사를 표적으로 하는 것은 노화 관련 심혈관 질환(CVD) 관리에서 상당한 치료 잠재력을 보여줍니다. CVD는 노인에서 이환율과 사망률의 주요 원인이며, 전 세계 사망의 약 30%를 차지합니다. 따라서 심혈관 건강을 개선하면 특히 노인 인구에서 CVD 발병률을 상당히 줄일 수 있습니다. 혈관 질환의 맥락에서 NAD+ 증진 전략은 혈관 건강을 유지하고 노화 개인의 심혈관 및 뇌혈관 결과를 개선하는 데 유망합니다.