Artikel zur Langlebigkeit

Ein Jahrzehnt stark: Studie aus dem Jahr 2011 zeigt, dass NMN die Gesundheit von Mäusen mit ernährungs- und altersbedingtem Diabetes erhält

studie aus dem Jahr 2011 zeigt, dass NMN die Gesundheit von Mäusen mit ernährungs- und altersbedingtem Diabetes erhält

Typ-2-Diabetes ist in unserem modernen Lebensstil zu einer Epidemie geworden. Die Fälle dieser schwächenden Krankheit sind aufgrund einer kalorienreichen und fettreichen Ernährung – ganz zu schweigen von Fast Food, zuckerhaltigen Getränken und On-Demand-Lieferoptionen – sprunghaft angestiegen und haben die Anpassung unseres Körpers an die Verstoffwechselung dessen, was wir konsumieren, überfordert.

Das Herzstück unseres Stoffwechsels – wie wir das, was wir verbrauchen, in Energie umwandeln – ist ein Stoffwechselweg, der durch ein Enzym namens Nicotinamid-Phosphoribosyltransferase (NAMPT) vermittelt wird. Dieser Weg ist für unsere Zellen unerlässlich, um Nicotinamidadenindinukleotid (NAD+) zu synthetisieren, eine lebenswichtige Verbindung, die jede unserer Zellen und jede lebende Zelle auf der Welt zum Stoffwechsel und zur Energieerzeugung nutzt. Dieser Weg ist uralt und reicht bis in die Zeit zurück, als die meisten Lebewesen nur einzelne Zellen waren.

Aber wie hält sich dieser Weg gegen die moderne schlechte Ernährung? Vor etwa einem Jahrzehnt Yoshino und Kollegen veröffentlichten eine Studie dies zeigt, dass eine fettreiche Ernährung die NAMPT-vermittelte NAD+-Zellsynthese beeinträchtigt und so zu den schädlichen Auswirkungen von Typ-2-Diabetes beiträgt. Wichtig ist, dass sie durch die Förderung der Zellsynthese von NAD+ mithilfe von Nicotinamidmononukleotid (NMN), einem Produkt der NAMPT-Reaktion und einem wichtigen NAD+-Vorläufer, in der Lage waren, die schädlichen Auswirkungen von Ernährung und Typ-2-Diabetes zu bewältigen.

Dieses bahnbrechende Papier lieferte wichtige Einblicke in eine mögliche, auf Nahrungsergänzungsmitteln basierende Intervention gegen Typ-2-Diabetes. Wichtig ist, dass dieses Papier den Ausgangspunkt für die Forschung bildete, die die vorteilhaften und möglichen nachteiligen Auswirkungen von NMN anhand von Langzeitexperimenten zur NMN-Supplementierung unter verschiedenen Ernährungsbedingungen umfassender bewertete.

Den Stoffwechsel in Schwung bringen

Vor nicht allzu langer Zeit war es nicht so einfach, an Essen zu kommen. Äonen lang haben wir und unsere Vorfahren ohne Supermärkte und Durchfahrtsstraßen überlebt, was dazu geführt hat, dass der Mensch verschiedene Mechanismen entwickelt hat, die bestimmen, wie sich unser Stoffwechsel als Reaktion auf nährstoffarme Bedingungen wie Hungersnot und Dürre anpasst. Können diese adaptiven Stoffwechselfunktionen durch unseren modernen, sitzenden Lebensstil mit kalorienreicher Ernährung ernsthaft überfordert werden, was weltweit zu einer Epidemie von Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes führt?

Um der Sache auf den Grund zu gehen, müssen wir im Detail verstehen, wie sich unsere Zellen metabolisch anpassen. Im Zentrum dieser adaptiven Mechanismen stehen der Signalweg, den Zellen nutzen, um NAD+ über NAMPT zu synthetisieren, und die Aktivität des Proteins SIRT1, das in den letzten Jahren wegen seiner Verbindung zur Langlebigkeit für Schlagzeilen gesorgt hat. Zusammen spielen NAD+ und SIRT1 eine entscheidende Rolle bei der Regulierung verschiedener biologischer Prozesse, darunter Stoffwechsel, Stressreaktionen und zirkadianer Rhythmus – die Uhr unseres Körpers. Wir wissen jetzt, dass es dieses System ist, das auch adaptive Reaktionen auf eine begrenzte Energieaufnahme, wie etwa Fasten und Diätbeschränkungen, vermittelt.

In der Skelettmuskulatur beispielsweise, also dem Muskel, mit dem wir unseren Körper bewegen, erhöhen sowohl Nährstoffmangel als auch körperliche Betätigung den NAMPT-Spiegel, was die Zellsynthese von NAD+ und damit die SIRT1-Aktivität steigert. In der Bauchspeicheldrüse, die eine wesentliche Rolle bei der Umwandlung der Nahrung, die wir zu uns nehmen, in Treibstoff für die Körperzellen spielt, regulieren sowohl die Zellsynthese von NAD+ durch NAMPT als auch die Aktivität von SIRT1 die durch Glukose stimulierte Insulinsekretion als Reaktion auf die Glukoseverfügbarkeit. Darüber hinaus regulieren NAMPT und SIRT1 in unserer Leber und im energiespeichernden Fett (weißes Fettgewebe) den zirkadianen Rhythmus, der einen großen Einfluss auf unseren Stoffwechsel hat.

Auch Entzündungen und oxidativer Stress – wenn das Gleichgewicht schädlicher sauerstoffhaltiger Verbindungen und Antioxidantien aus dem Gleichgewicht gerät –, die durch eine Fettlebererkrankung oder Alterung verursacht werden, scheinen die Verringerung der NAMPT-vermittelten NAD+-Zellsynthese auszulösen und zu den negativen Auswirkungen von Typ-2-Diabetes beizutragen auf dem Körper. Dies veranlasste Wissenschaftler zu der Frage, was mit der Regulierung von NAMPT, NAD+ und SIRT1 passiert, wenn wir eine kalorienreiche, fettreiche Ernährung zu uns nehmen, und wie dies mit Typ-2-Diabetes zusammenhängt.

Das Herzstück unseres Stoffwechsels – wie wir das, was wir verbrauchen, in Energie umwandeln – ist ein Stoffwechselweg, der durch ein Enzym namens Nicotinamid-Phosphoribosyltransferase (NAMPT) vermittelt wird.

Ein Allheilmittel für diabetische Mäuse

In ihrer Arbeit aus dem Jahr 2011 gingen Yoshino und Kollegen dieser Frage nach und untersuchten, wie fettreiche Ernährung die Zellsynthese von NAD+ durch NAMPT- und SIRT1-Aktivität bei Mäusen beeinflusste. Bemerkenswerterweise zeigten sie, dass die NAMPT-vermittelte NAD+-Biosynthese in Organen mit Schlüsselfunktionen im Stoffwechsel – wie der Bauchspeicheldrüse, der Leber und dem weißen Fettgewebe – durch fettreiche Ernährung stark beeinträchtigt wird, was zu den schädlichen Auswirkungen von Typ-2-Diabetes beiträgt. 

Dies warf die Frage auf: Kann NMN, der von NAMPT produzierte NAD+-Vorläufer, die Stoffwechseldefekte bei diabetischen Mäusen beheben? Sie fanden heraus, dass die Ergänzung diabetischer Mäuse mit NMN die Glukoseintoleranz der Bauchspeicheldrüse linderte und die Insulinsensitivität der Leber erhöhte. Die NMN-Supplementierung stellte auch die Genaktivität im Zusammenhang mit der Bewältigung von oxidativem Stress, Entzündungsreaktionen und dem zirkadianen Rhythmus wieder her, teilweise durch die Verbesserung der SIRT1-Aktivierung bei erhöhten NAD+-Spiegeln.

Neben einer kalorienreichen Ernährung ist das Alter einer der größten Risikofaktoren für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes, der mit der zunehmenden Lebenserwartung des Menschen in den letzten Jahrzehnten immer häufiger auftritt. Deshalb untersuchten Yoshino und Kollegen, ob bei Mäusen mit altersbedingtem Diabetes ähnliche Veränderungen auftraten wie bei Mäusen mit Diabetes, der durch fettreiche Ernährung verursacht wurde, und ob NMN dabei helfen könnte, die Stoffwechseldefizite zu lindern. Sie fanden heraus, dass die NAD+- und NAMPT-Spiegel im Laufe des Alterns in mehreren Organen deutlich abnehmen und dass NMN die Glukoseintoleranz und Lipidprofile bei Mäusen mit altersbedingtem Typ-2-Diabetes verbessert.

Kann NMN die Diabetes-Epidemie beenden?

Diese Ergebnisse liefern eine interessante Schlussfolgerung, dass eine NMN-Supplementierung bei menschlichen Typ-2-Diabetes-Patienten wirksam sein könnte, wenn sie Defekte in der NAMPT-vermittelten NAD+-Zellsynthese haben – unabhängig davon, ob diese durch fettreiche Ernährung oder Alterung verursacht werden. Yoshino und Kollegen schlagen vor, dass eine ausreichende und konsistente Versorgung mit dem wichtigen NAD+-Zwischenprodukt NMN von entscheidender Bedeutung ist, um eine normale Insulinsensitivität der Leber und eine durch Glukose stimulierte Insulinsekretion in der Bauchspeicheldrüse aufrechtzuerhalten, was für die Eindämmung von Diabetes von entscheidender Bedeutung ist. „Wir gehen davon aus, dass die langfristige NMN-Verabreichung ein äußerst wirksamer Weg sein könnte, um die erhöhte SIRT1-Aktivität in Geweben und Organen aufrechtzuerhalten, in denen die NAMPT-vermittelte NAD+-Biosynthese beeinträchtigt ist, und um die beunruhigende Epidemie von Typ-2-Diabetes zu bekämpfen.“

Verweise:

Yoshino J, Mills KF, Yoon MJ, Imai S. Nicotinamidmononukleotid, ein wichtiges NAD(+)-Zwischenprodukt, behandelt die Pathophysiologie von ernährungs- und altersbedingtem Diabetes bei Mäusen. Zellmetabolismus 2011;14(4):528-536. doi:10.1016/j.cmet.2011.08.014



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