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Eine Kombinationstherapie aus NMN und Melatonin verringert Gewebeschäden nach Herzinfarkten

herz und Stethoskop; Eine Kombinationstherapie aus NMN und Melatonin verringert Gewebeschäden nach Herzinfarkten

Die meisten Myokardinfarkte, umgangssprachlich auch Herzinfarkte genannt, ereignen sich bei Menschen, wenn sie älter werden, und das Alter macht es schwieriger, sich von dieser Art von Verletzung zu erholen. Noch wichtiger ist, dass das Alter die Wirksamkeit der derzeit verfügbaren Behandlung von Herzerkrankungen beeinflussen kann (1). Daher versuchen Forscher zu verstehen, wie sich das Alter auf das Herz auswirkt, und herauszufinden, welche Behandlungen angesichts des Alters einer Person am besten für Herzschäden geeignet sind. A studie die von Hosseini und Kollegen veröffentlichte Studie bringt uns der Bekämpfung dieser schädlichen Krankheit einen Schritt näher, indem wir zwei Verbindungen testen, die bei älteren Menschen möglicherweise eine schützende Wirkung gegen Herzschäden haben.

Was passiert bei einem Herzinfarkt und einer Reperfusionsverletzung?

Bei Ereignissen wie Herzinfarkt oder Schlaganfall wird der Blutfluss unterbrochen und das von diesem Blutmangel betroffene Gewebe wird geschädigt. Wenn der Blutfluss wiederhergestellt ist, kann dieses Gewebe durch das in den verletzten Bereich strömende Blut weitere Schäden erleiden. Dies wird als Reperfusionsschädigung bezeichnet. Wissenschaftler haben die Ereignisse nach einem Herzinfarkt untersucht, um nach Möglichkeiten zu suchen, den Erholungsprozess des geschädigten Gewebes zu verbessern.

Bei einer Myokardischämie (mangelnder Blutfluss zum Muskelgewebe des Herzens, allgemein als „Herzinfarkt“ bezeichnet) wird der Blutfluss aufgrund einer Schädigung eines oder mehrerer der Herzkranzgefäße, die das Herz versorgen, unterbrochen. Wenn der Blutfluss wiederhergestellt ist (Reperfusion), kommt es zu einer Reihe von Entzündungsreaktionen aufgrund der Schädigung der Gewebe, die durch den vorherigen Blutmangel betroffen waren.

Das betroffene Gewebe setzt außerdem übermäßig viele reaktive Sauerstoffspezies (ROS) frei, die die Schäden durch oxidativen Stress verstärken. Herzzellen, die diese erste Verletzungswelle überleben, sind häufig in ihren mitochondrialen Funktionen beeinträchtigt, was zu weiteren Funktionsstörungen und sogar zum Zelltod führen kann.

Eine Reperfusionsverletzung erhöht den Schaden, der nach Ereignissen wie Herzinfarkten entsteht. In vielen Fällen ist die Schädigung des Herzgewebes durch eine Reperfusionsschädigung größer als der Schaden, der durch die Unterbrechung des Blutflusses verursacht wird.

Bei einer Myokardischämie (mangelnder Blutfluss zum Muskelgewebe des Herzens, allgemein als „Herzinfarkt“ bezeichnet) wird der Blutfluss aufgrund einer Schädigung eines oder mehrerer der Herzkranzgefäße, die das Herz versorgen, unterbrochen.

Die Erhaltung der Mitochondrienfunktion hält das Herz gesund

Aufgrund seiner gut dokumentierten entzündungshemmenden Eigenschaften und antioxidativen Wirkung wurde Melatonin umfassend auf seinen Einsatz als Herzschutzmittel untersucht. Forscher haben außerdem einen Zusammenhang zwischen einem niedrigen Melatoninspiegel und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Alter festgestellt (2).

Nicotinamidadenindinukleotid (NAD+) ist aufgrund seiner Bedeutung als Cofaktor für mehrere zelluläre Stoffwechselreaktionen und aufgrund seiner Wirkung auf die Aufrechterhaltung der ordnungsgemäßen Funktion der Mitochondrien, der energieerzeugenden Strukturen der Zelle, ein Ziel der kardioprotektiven Forschung. Der NAD+-Spiegel nimmt mit zunehmendem Alter ab, was zu verschiedenen Arten von physiologischen Funktionsstörungen führt. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler versucht, Wege zu finden, die Verfügbarkeit von NAD+ auf zellulärer Ebene zu steigern.

Eine Strategie, die in Tiermodellen zu erfolgreichen Ergebnissen geführt hat, ist die Wiederherstellung von zellulärem NAD+ durch Ergänzung mit dem NAD+-Vorläufer NMN (Nikotinamidmononukleotid) (3). Tierversuche zeigen, dass die Behandlung mit NAD+-Vorläufern wie NMN kardioprotektive Wirkungen gegen Ischämie/Reperfusionsschäden hat (4). Allerdings konzentrierten sich Linderungsstrategien zur Erhaltung der Herzfunktion nach einem ischämischen Ereignis oft nur auf einzelne therapeutische Wirkstoffe, und die Ergebnisse waren nicht ideal.

Die Kombination aus NMN und Melatonin verstärkt die kardioprotektive Wirkung

Forscher glauben, dass der beste Ansatz darin bestünde, zwei oder mehr Wirkstoffe zu kombinieren, die unterschiedliche kardioprotektive Wirkungen haben, wie etwa Melatonin und einen NAD+-Vorläufer wie NMN. Eine neue Studie veröffentlicht in der Zeitschrift für kardiovaskuläre Pharmakologie und Therapeutik zeigt die Vorteile dieses kombinierten Therapieansatzes (5). 

Die Autoren führten Tests an einem Tiermodell durch, um die individuellen und kombinierten Auswirkungen von Melatonin und NMN auf die Myokardfunktion, die mitochondriale Aktivität und den oxidativen Stressstatus nach einer Ischämie-/Reperfusionsverletzung in gealterten Rattenherzen zu untersuchen. Für die Studie führten die Forscher Tests durch, um den Zustand des Herzgewebes vor und nach einem ischämischen Ereignis und nach Wiederherstellung der Durchblutung zu messen.

Wie erwartet verringerte die individuelle Behandlung mit Melatonin oder NMN die Größe der Infarktstelle – Gewebe, das durch mangelnde Durchblutung geschädigt wurde – und verbesserte die Funktion des Muskelgewebes vom Herzen. Beide Therapeutika füllten auch den NAD+-Spiegel wieder auf, aber die wirkliche Bedeutung der Studienergebnisse liegt darin, dass die kombinierte Therapie einen stärkeren Herzschutz bot als jede der beiden Therapien allein.

NMN allein konservierte das Herzgewebe, indem es die Infarktstelle verkleinerte, die Schädigung des Muskelgewebes verringerte und die Herzfunktion aufrechterhielt. NMN verhinderte auch den Abbau von NAD+ auf zellulärer Ebene, was die Erhaltung der Mitochondrienfunktion ermöglichte. Auch die Konzentration von Enzymen, die oxidativen Stress verursachen können, war in den mit NMN behandelten Herzen viel niedriger, was die Wirkung des NAD+-Vorläufers als starkes Antioxidans bestätigt.

Ebenso bewahrte Melatonin die Fähigkeit des Herzens, Blut zu pumpen, indem es die Mitochondrienfunktion auf zellulärer Ebene aufrechterhielt. Melatonin fungierte auch als Fänger freier Radikale und bindet diese schädlichen Stoffe, bevor sie das Herzgewebe weiter schädigen können.

Die kombinierte Therapie von NMN und Melatonin schützt das Herz

Wichtige Erkenntnisse zum Schutz alter Herzen

Diese Ergebnisse sind für die Herz-Kreislauf-Prävention beim Menschen aufgrund der Auswirkungen, die bei diesen gealterten Herzen beobachtet werden, besonders bedeutsam. Insbesondere erhöht die Vorbehandlung mit NMN das Vorhandensein von verfügbarem NAD+, wodurch die mitochondriale Funktion in gealterten Herzen auch nach einer ischämischen/Reperfusionsschädigung auf nahezu optimalem Niveau bleibt.

Daher ist die NMN-Behandlung allein und auch mit Melatonin eine vielversprechende Strategie zur Linderung von Herzschäden nach Herzinfarkten. Dieser Ansatz stärkte den Herzschutz, indem er oxidativen Stress verhinderte, die Mitochondrienfunktion schützte und die Pumpfunktion des Herzens aufrechterhielt. Weitere Studien sind erforderlich, um die Wirksamkeit dieser Art von Therapie beim Menschen zu verstehen. 

Verweise:

  1. D'Annunzio V, Perez V, Boveris A, Gelpi RJ, Poderoso JJ. Rolle von Thioredoxin-1 bei der ischämischen Vorkonditionierung, Nachkonditionierung und bei gealterten ischämischen Herzen. Pharmacol Res. 2016;109:24-31. doi:10.1016/j.phrs.2016.03.009
  2. Dominguez-Rodriguez A, Abreu-Gonzalez P, Arroyo-Ucar E, Reiter RJ. Ein verringerter Melatoninspiegel im Serum lässt auf eine Umgestaltung des linken Ventrikels nach einem akuten Myokardinfarkt schließen. J Zirbeldrüse res. 2012;53(3):319-323. doi:10.1111/j.1600-079X.2012.01001.x
  3. Yoshino J, Baur JA, Imai SI. NAD+-Zwischenprodukte: Die Biologie und das therapeutische Potenzial von NMN und NR. Zellmetabolismus 2018;27(3):513-528. doi:10.1016/j.cmet.2017.11.002
  4. Sukhodub A, Du Q, Jovanović S, Jovanović A. Eine nikotinamidreiche Ernährung schützt das Herz vor Ischämie-Reperfusion bei Mäusen: eine entscheidende Rolle für kardiales SUR2A. Pharmacol Res. 2010;61(6):564-570. doi:10.1016/j.phrs.2010.01.008
  5. Hosseini L, Vafaee MS, Badalzadeh R. Melatonin und Nicotinamid-Mononukleotid schwächen Myokardischämie/Reperfusionsverletzung durch Modulation der Mitochondrienfunktion und hämodynamischer Parameter bei gealterten Ratten ab. J Herz-Kreislauf-Pharmacol ther. 2020;25(3):240-250. doi:10.1177/1074248419882002


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