Artikel zur Langlebigkeit

Übung fördert die Kommunikation von Zelle zu Zelle, um den NAD+-Spiegel zu steigern

Übung fördert die Kommunikation von Zelle zu Zelle, um den NAD+-Spiegel zu steigern

Mit zunehmendem Alter bewegen wir uns weniger und unsere Muskeln werden schwächer. Wir verdauen Nahrung und scheiden Abfall weniger effizient aus und unsere Fähigkeit, Kalorien zu verbrennen, wird träge. Diese Eigenschaften sind Teil der Abwärtsspirale in der Geschwindigkeit unseres Stoffwechsels. Und im Zentrum der Stoffwechselprozesse steht NAD+ (Nikotinamidadenindinukleotid), ein Cofaktor für unzählige enzymatische Reaktionen, die für die Zellgesundheit entscheidend sind und mit zunehmendem Alter ebenfalls nachlassen.  

Das zeigen Untersuchungen der Swinburne University of Technology in Australien sport löst die Freisetzung winziger Bläschen – extrazellulärer Vesikel (EVs) – in den Blutkreislauf aus, die ein Enzym enthalten, das für die Synthese von NAD+ entscheidend ist. Diese extrazellulären Vesikel breiten sich dann in anderen Geweben aus und setzen ein Enzym namens eNAMPT frei, das den NAD+-Spiegel fördert. Dieser Mechanismus der extrazellulären Vesikelsignalisierung scheint in gewissem Zusammenhang sowohl mit dem Alter als auch mit dem körperlichen Aktivitätsniveau einer Person zu stehen. Auf diese Weise erhöht körperliche Betätigung die Freisetzung extrazellulärer Vesikel und die Freisetzung des für die NAD+-Synthese entscheidenden Enzyms, vor allem bei jungen Menschen mit höherer aerober Fitness. Im Vergleich dazu zeigten reife Personen mit geringerer aerober Fitness keine erhöhte Freisetzung extrazellulärer Vesikel und des Enzyms als Reaktion auf körperliche Betätigung.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Beginn und die Fortsetzung körperlicher Betätigung im Erwachsenenalter das gesunde Altern unterstützen kann, indem die extrazelluläre Vesikelfreisetzung für die NAD+-Produktion in bestimmten Geweben im gesamten Körper gesteigert wird. „Unsere Ergebnisse deuten auf einen Mechanismus zur Begrenzung des altersbedingten NAD+-Rückgangs durch die systemische Abgabe von eNAMPT über während des Trainings freigesetzte Elektrofahrzeuge hin“, schrieb der leitende Autor und Neurobiologe Jason Howitt, Ph.D.

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Der Rückgang der NAD+-Produktion wurde mit dem altersbedingten Verlust der zirkulierenden eNAMPT (extrazelluläre Nicotinamid-Phosphoribosyltransferase) in Verbindung gebracht, dem geschwindigkeitsbestimmenden Enzym im NAD+-Biosyntheseweg. Dieses Enzym produziert NMN, den direkten Vorläufer von NAD+, und kommt fast ausschließlich in kleinen Bläschen vor, die als extrazelluläre Vesikel bezeichnet werden und das Enzym zwischen Zellen im gleichen oder in verschiedenen Geweben transportieren. Es ist jedoch unklar, was die Freisetzung von eNAMPT reguliert und ob dieser Prozess möglicherweise durch Alter und körperliche Betätigung beeinflusst wird.

Übung fördert die Kommunikation von Zelle zu Zelle, um den NAD+-Spiegel zu steigern

Übung steigert NAD+ durch extrazelluläre Vesikel

Bewegung bleibt eine vielversprechende Maßnahme zur Verbesserung der Gesundheit und körperlichen Funktion älterer Erwachsener. Auf zellulärer Ebene ist unser Verständnis der multisystemischen Auswirkungen von Bewegung jedoch noch nicht ausreichend verstanden. Diese offene Frage veranlasste die australische Forschungsgruppe, die Freisetzung von eNAMPT in extrazellulären Vesikeln nach mittelintensivem Training sowohl bei jungen als auch bei erwachsenen Personen zu untersuchen, um den Einfluss von Alterung und Training auf extrazelluläre Signalwege zu bestimmen, die an der NAD+-Biosynthese beteiligt sind.

Howitt und Kollegen zeigen, dass die Freisetzung kleiner extrazellulärer Vesikel in den Blutkreislauf nach mäßig intensiver körperlicher Betätigung beim Menschen stimuliert wird. Durch sportliche Betätigung erhöhte sich auch der eNAMPT-Gehalt in extrazellulären Vesikeln, insbesondere bei jungen Personen mit höherer aerober Fitness. Sowohl reife, fitte als auch junge, nicht fitte Personen zeigten einen begrenzten Anstieg der Freisetzung eNAMPT-gefüllter extrazellulärer Vesikel nach dem Training, was darauf hindeutet, dass dieser Mechanismus mit dem Alter und der körperlichen Fitness einer Person zusammenhängt. Insbesondere konnten untrainierte reife Personen die Freisetzung von eNAMPT in extrazellulären Vesikeln nach dem Training nicht steigern, was darauf hindeutet, dass geringere Fitnessniveaus und Alterung diesen entscheidenden Signalmechanismus im Körper abschwächen.

Während die Anzahl der freigesetzten eNAMPT-gefüllten extrazellulären Vesikel und die Menge an eNAMPT in den Vesikeln durch körperliche Betätigung zunahmen, mussten Howitt und Kollegen noch zeigen, ob dies Auswirkungen auf die NAD+-Spiegel und die damit verbundene Signalübertragung hatte. Die australischen Forscher zeigten weiterhin, dass die extrazellulären Vesikel, die von trainierenden Menschen isoliert wurden und eNAMPT enthielten, in der Lage waren, die Häufigkeit von NAD+ in Empfängerzellen im Vergleich zu extrazellulären Vesikel vor dem Training zu verändern, was auf einen Signalweg zwischen den Geweben hinweist, der durch Training gefördert wird. Darüber hinaus stiegen die Aktivitätsniveaus von SIRT1, einem Enzym, das mit der Lebensdauer und dem gesunden Altern verbunden ist und dessen Funktion von NAD+ abhängt, im Zusammenhang mit den Veränderungen in der eNAMPT-Signalübertragung.

Diese Ergebnisse legen einen Mechanismus zur Begrenzung des altersbedingten NAD+-Rückgangs durch die systemische Abgabe von eNAMPT über extrazelluläre Vesikel nahe, die während des Trainings freigesetzt werden. „Unsere Ergebnisse verdeutlichen die wichtige Rolle, die Bewegung bei der Förderung des zellulären Crosstalks über extrazelluläre Vesikel spielt, um die Gesundheit im Alter zu verbessern“, schrieben Howitt und Kollegen. Es wird interessant sein, die Auswirkungen eines durch körperliche Betätigung verursachten Anstiegs von NAD+ mit der Ergänzung von NAD+-Vorläufern wie NMN und NR zu vergleichen. Dieses Verständnis könnte erhebliche Auswirkungen auf ältere und weniger mobile Menschen haben, für die Bewegung nicht ideal oder sogar in Frage kommt.

Verweise:

Chong MC, Silva A, James PF, Wu SSX, Howitt J. Sport erhöht die Freisetzung von NAMPT in extrazellulären Vesikeln und verändert die NAD+-Aktivität in Empfängerzellen. Alternde Zelle. 2022;e13647. doi:10.1111/acel.13647



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