Artikel zur Langlebigkeit

Die Steigerung von nad+ begünstigt den altersbedingten Muskelschwund, indem es die Bildung schlechter Proteinbündel blockiert

Die Steigerung von nad+ begünstigt den altersbedingten Muskelschwund, indem es die Bildung schlechter Proteinbündel blockiert

Bereits ab dem 30. Lebensjahr nehmen unsere Muskelmasse und unsere Muskelkraft Jahr für Jahr zunehmend ab, wobei 80-Jährige möglicherweise einen Verlust von 50 % oder mehr der Muskeln erleiden, die sie in jungen Jahren hatten. Diese drastische Verringerung der Muskelmenge und -fähigkeit, auch Sarkopenie genannt, führt bei älteren Erwachsenen zu einer Verschlechterung der Lebensqualität und Unabhängigkeit mit einem erhöhten Risiko für Gebrechlichkeit, Stürze, Frakturen und Mortalität. Während Sarkopenie früher als ein natürlicher Teil des Alterns galt, glauben viele Forscher heute, dass dieser altersbedingte Muskelschwund nicht unvermeidlich ist – und im späteren Leben sogar rückgängig gemacht werden kann.

Parallel zu diesem Rückgang der Muskelgesundheit geht ein altersbedingter Rückgang der NAD+-Spiegel (Nicotinamidadenindinukleotid) einher. Eine Verringerung dieses lebenswichtigen Coenzyms ist mit vorzeitiger Alterung, Organfunktionsstörungen und vielen chronischen Krankheiten verbunden. Aufgrund dieser mit dem Alter einhergehenden Abnahmen untersuchten Romani und Kollegen die Auswirkungen der Wiederherstellung des NAD+-Spiegels auf den altersbedingten Muskelabbau. Veröffentlicht in Zellberichte, dieses gemeinsame Forschungsteam aus der Schweiz und Südkorea hat mehrere neue Mechanismen entdeckt, die hinter der Alterung unserer Muskeln stehen – und was wir dagegen tun können.

Beeinflusst den Rückgang und die Verschlechterung der alternden Muskulatur

Eine Vielzahl komplexer Gründe beschleunigen das Altern, aber zwei bekannte Faktoren sind mitochondriale Dysfunktion und ein Verlust der Proteostase. Bei der ersten Störung kommt es zu einem Zusammenbruch der ordnungsgemäßen Funktion der Energiekraftwerke unserer Zellen – der Mitochondrien. Dies führt zu einer verringerten ATP-(Energie)-Produktion und einer erhöhten Zellschädigung durch die Ansammlung von entzündlichen Verbindungen, die als reaktive Sauerstoffspezies und freie Radikale bezeichnet werden. Zweitens kann das Altern durch einen Verlust der Proteostase – der normalen Synthese, Faltung und Funktion von Proteinen – gekennzeichnet sein. Mit einem Verlust der Proteostase kommt es zu einer Ansammlung fehlgefalteter Proteine, die sich ansammeln, toxische Klumpen bilden und Zellstörungen und Zelltod auslösen können. 

Forscher glauben nun, dass ein Verlust der Proteostase nicht nur mit kognitiven Verlustkrankheiten, sondern auch mit Muskelerkrankungen wie der Einschlusskörperchenmyositis (IBM) verbunden ist. Obwohl relativ selten, handelt es sich bei IBM um eine schwächende und degenerative Muskelerkrankung, die am häufigsten bei Menschen über 50 Jahren auftritt. Trotz einer neurodegenerativen Erkrankung, die das Gehirn betrifft, und einer IBM, die die Muskeln betrifft, haben beide Erkrankungen einen überraschenden Faktor gemeinsam: Amyloidproteinaggregate. 

Während des natürlichen Alterungsprozesses kommt es bei Menschen zu einem ähnlichen Muskelabbau wie bei IBM-Patienten, einschließlich eines Verlusts an Skelettmuskelmasse und -funktion sowie einer verminderten mitochondrialen Aktivität. Es ist zwar dokumentiert, dass die Ansammlung von Amyloidprotein zu Muskelschwund bei IBM führt, es wurde jedoch noch nicht untersucht, ob bei natürlich gealterten Muskeln auch die gleichen schädlichen Proteinaggregate auftreten – bis jetzt. 

Von der Erfassung der genetischen Aktivität bis zur Beurteilung von Amyloidaggregaten

Mithilfe von IBM-Muskelzellen als Vergleichsmodell wollten Romani und Kollegen herausfinden, ob die Sarkopenie, die in natürlich gealterten Muskeln auftritt, auch auf die Ansammlung von Amyloidproteinen zurückzuführen ist. Das Forschungsteam verglich die Proteinfaltung, den Amyloidaufbau und die mitochondriale Aktivität bei alten Mäusen, Würmern und menschlichen Muskelzellen.

Zunächst untersuchten sie die Aktivität von Genen, die mit diesen Alterungsfaktoren in Zusammenhang stehen, und verglichen die Gene aus gealterten menschlichen Muskelzellen mit Genen von Menschen mit IBM und anderen muskelbedingten Erkrankungen wie Muskeldystrophie und amyotropher Lateralsklerose (ALS oder Lou-Gehrig-Krankheit). ). Sie fanden heraus, dass Gene, die mit der Mitochondrienfunktion zusammenhängen, sowohl in den gealterten als auch in den erkrankten Muskeln deutlich reduziert waren, während Gene, die mit Proteinabbau und Proteinfehlfaltung zusammenhängen, erhöht waren. Diese Unterschiede in der Genaktivität weisen auf große Ähnlichkeiten zwischen altersbedingter Sarkopenie und degenerativen Muskelerkrankungen hin.

Als nächstes verglichen Romani und Kollegen die Amyloidproteinspiegel in jungen und alten menschlichen Muskelzellen (Myoblasten) sowie in Zellen von IBM-Patienten. Mithilfe eines Farbstoffs, der auf Amyloid-Proteinaggregate in Zellen reagiert, stellten die Forscher einen erheblichen Anstieg der Proteinklumpen in den Muskelzellen älterer Spender und IBM-Patienten sowie in den Muskeln älterer Mäuse fest. Im Gegensatz dazu zeigten junge Myoblasten und junge Mäuse keine Amyloidaggregate. Das Forschungsteam untersuchte auch die Amyloid-Aggregataktivität im Spulwurm Caenorhabditis elegans (C. elegans)dabei wurde festgestellt, dass bei gealterten Würmern auch eine stärkere Amyloidansammlung, eine verminderte Mitochondrienfunktion und eine Verschlechterung der Muskelintegrität auftraten. 

Durch die Wiederherstellung von NAD+ werden Muskelbeschwerden behoben

Nachdem Romani und Kollegen zu der Erkenntnis gelangt waren, dass die Ansammlung von Amyloidprotein tatsächlich mit dem Muskelabbau zusammenhängt – sowohl bei alternden als auch bei degenerativen Muskelerkrankungen –, versuchten sie als Nächstes, den NAD+-Spiegel zu erhöhen, um die Muskeldysfunktion umzukehren. Die Versorgung der gealterten Spulwürmer mit Nicotinamid-Ribosid (NR), einem Vorläufer von NAD+, milderte die Ansammlung von Amyloidprotein, selbst als die NR-Behandlung erst im späteren Leben begann. Olaparib, ein weiterer Wirkstoff, der NAD+ steigert, verringerte ebenfalls deutlich die Amyloidablagerungen. Diese Spätbehandlung stellte auch die mitochondriale Funktion wieder her und verbesserte die Muskelfitness der Würmer, gemessen an ihrer Muskelintegrität und spontanen Bewegung. 

Die NR-Behandlung führte zu ähnlichen Ergebnissen bei den Muskelzellen älterer Menschen und IBM-Patienten sowie bei alten Mäusen. Bei diesen Gruppen kam es zu einem deutlichen Rückgang der Anzahl und Größe der Amyloidaggregate, was eine Verbesserung der Mitochondrienfunktion widerspiegelte. Im Wesentlichen repariert die Erhöhung des NAD+-Spiegels in Würmern, Mäusen und menschlichen Zellen die Proteostase, ermöglicht eine ordnungsgemäße Proteinfaltung und schwächt die Amyloidbildung ab. 

die Steigerung von NAD unterstützt das Muskelwachstum mit zunehmendem Alter

Nächste Schritte: Festigung der wissenschaftlichen Erkenntnisse über Sarkopenie

Die Forscher vermuten, dass eine Erhöhung der NAD+-Speicher das Fortschreiten muskelbezogener Erkrankungen wirksam verzögern könnte. Angesichts der Ähnlichkeiten zwischen Amyloid-Proteinaggregaten in der alternden Muskulatur und im Gehirn könnte sich die Erhöhung von NAD+ ebenfalls als wertvolles Instrument erweisen.

Obwohl diese Forschung mehrere Arten umfasst, wissen wir immer noch nicht, ob eine Erhöhung von NAD+ Sarkopenie bei älteren Menschen verhindern, verlangsamen oder umkehren kann. Obwohl dies wahrscheinlich ist, wissen wir nicht sicher, ob andere Vorläufer von NAD+, wie Nicotinamidmononukleotid (NMN), die gleichen positiven Ergebnisse erzielen würden wie NR in dieser Studie. Vorerst müssen wir auf die klinischen Studien am Menschen warten, um zu wissen, ob die Steigerung von NAD+ es Oma ermöglichen wird, vom Gehen zum Gewichtheben zu wechseln.

Verweise: 

Romani M, Sorrentino V, Oh CM, et al. NAD+-Boosting reduziert altersbedingte Amyloidose und stellt die mitochondriale Homöostase im Muskel wieder her. Zellvertreter. 2021;34(3):108660. doi:10.1016/j.celrep.2020.108660



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