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Lass es (weniger) Licht geben: NMN und andere NAD+-Vorläufer schützen die Hornhaut vor UVB-induzierten Schäden

NMN und andere NAD+-Vorläufer schützen die Hornhaut vor UVB-induzierten Schäden

Weltweit sind 285 Millionen Menschen von Sehbehinderungen und Blindheit betroffen, die zu erheblichen Einschränkungen der Unabhängigkeit und Lebensqualität führen und erhebliche Auswirkungen auf die Weltwirtschaft haben. Obwohl es Hunderte von möglichen Ursachen für einen Sehverlust geben kann, ist eine übermäßige Belastung durch ultraviolette B-Strahlen (UVB) eine dieser Ursachen. Die gleichen Arten von Strahlen, die Sonnenbrände und schwere Hauterkrankungen verursachen, sowie die UVB-Belastung durch Sonnenlicht, Solarien oder anderes künstliches Licht sind ebenfalls äußerst schädlich für die Augen.

Eine Verbindung, die möglicherweise vor UBV-Schäden schützen kann, ist NAD+ (Nikotinamidadenindinukleotid), ein lebenswichtiges Coenzym, das jede Zelle in unserem Körper benötigt, um richtig zu funktionieren. Mit zunehmendem Alter nimmt der NAD+-Spiegel deutlich ab, was zu vermehrten Schäden, Krankheiten und Funktionsstörungen an Organen und Geweben – einschließlich der Augen – führt. Frühere Forschung hat herausgefunden, dass die Erhöhung des NAD+-Spiegels mit seinen Vorläufern, wie zum Beispiel Nicotinamidmononukleotid (NMN), die Ergebnisse einiger Sehstörungen verbessert.

In einer aktuellen Studie hat ein Forscherteam aus China untersuchten, wie die Verwendung dieser NAD+-Vorläufer den Augen nach UVB-Exposition zugute kommen kann, insbesondere bei bestimmten Zellen der Hornhaut. Auf diese Weise haben sie möglicherweise einen möglichen therapeutischen Ansatz für dieses eklatante Problem gefunden (Wortspiel beabsichtigt).

Licht hereinlassen: Die Hornhäute sind die Fenster zu den Augen 

Die Hornhaut ist eine transparente Schutzhülle des vorderen Teils des Auges, die als Barriere gegen Schmutz und krankheitserregende Krankheitserreger wie Bakterien und Viren fungiert und außerdem das einfallende Licht filtert und bricht. Eine transparente Hornhaut ist für klares Sehen unerlässlich – Sie können sich die Hornhaut als Fensterscheibe des Auges vorstellen. Wenn das Fenster dicker, beschädigt oder undurchsichtiger wird, wird die Durchsicht schwieriger. Diese erhöhte Dicke und Trübung kann durch eine Hornhautschädigung entstehen und zu verschwommenem Sehen, Lichtempfindlichkeit und schließlich zur Blindheit führen. Auf der äußeren Schicht, die die Hornhaut bedeckt, liegt das Hornhautepithel, eine einzelne Zellschicht, die die darunter liegende Hornhaut schützt. Die innerste Schicht der Hornhaut ist mit Hornhautendothelzellen (CECs) ausgekleidet, die einen Barriereschutz bieten und die Pumpfunktion regulieren – die Fähigkeit, Flüssigkeiten und Nährstoffe dorthin zu pumpen, wo sie im Auge benötigt werden.

Während viele Faktoren die CECs schädigen können, sind diese Zellen besonders anfällig für Schäden durch UVB-Strahlen, da dieser Teil des Auges der erste Eintrittspunkt für alle Arten von Licht ist. Bei übermäßiger UVB-Strahlung nimmt die Menge und Dichte funktioneller CECs ab, was zu Sehstörungen, erhöhter Trübung oder Trübung der Augen, Hornhautödemen oder -schwellungen und Apoptose – auch als programmierter Zelltod bekannt – führt. Obwohl Apoptose in einigen Organen und Geweben von Vorteil ist, da sie beschädigte Zellen beseitigen kann, ist die Abtötung von CECs ein irreversibler Prozess. Sobald CECs verschwunden sind, können sie im Gegensatz zu den Regenerationsfähigkeiten der Hornhautepithelzellen in der äußeren Schicht nicht mehr regeneriert werden. Nach Erreichen eines bestimmten Stadiums des CEC-Verlusts ist eine Hornhauttransplantation die einzige verfügbare Behandlung zur Wiederherstellung des verlorenen Sehvermögens. Als mögliche Alternative zu diesen invasiven Operationen fragten sich Zhao und Kollegen, ob die Erhöhung des NAD+-Spiegels mit zwei seiner Vorläufer, NMN und Niacinamid (NIC), Hornhautschäden verhindern und die Apoptose sowohl bei Mäusen als auch bei kultivierten menschlichen CECs nach UVB-Exposition blockieren könnte.

Auf der äußeren Schicht, die die Hornhaut bedeckt, liegt das Hornhautepithel, eine einzelne Zellschicht, die die darunter liegende Hornhaut schützt. Die innerste Schicht der Hornhaut ist mit Hornhautendothelzellen ausgekleidet

Die unerwünschten Folgen der UVB-Exposition

UVB-Strahlen schädigen die Hornhaut, indem sie den oxidativen Stress – eine Ansammlung entzündlicher und hochreaktiver Verbindungen – erhöhen und Funktionsstörungen unserer DNA und Mitochondrien, den Energiezentren der Zellen, verursachen. Ein weiterer an dieser Hornhautschädigung beteiligter Weg ist die UVB-induzierte Hemmung des Enzyms AKT. Da AKT zur Blockierung der Apoptose benötigt wird, wirkt sich seine Hemmung nachteilig auf die Gesundheit und das Überleben der CEC aus. In dieser Studie untersuchte das Forscherteam die Hornhäute von Mäusen nach 48 Stunden UVB-Exposition. Wie erwartet hatten die Mäuse nach UVB-Bestrahlung eine deutlich erhöhte Trübung und Dicke der Hornhaut, eine geringere CEC-Dichte und eine erhöhte CEC-Apoptose. 

Darüber hinaus reduzierte die UVB-Exposition deutlich die NAD+-Spiegel in der Hornhaut und die NAMPT-Aktivität, das geschwindigkeitsbestimmende Enzym, das eine andere verwandte Verbindung namens Nicotinamid verwendet, um NMN zu erzeugen, das sich dann in NAD+ umwandelt. Dieser Zusammenhang war bisher unbekannt – wie die Autoren beschreiben: „Nach unserem besten Wissen ist dies die erste Studie, die berichtet, dass UVB-Bestrahlung die NAD+-Biosynthese im Hornhautendothel beeinträchtigt.“ Von dort aus testeten Zhao und Kollegen, ob die Verabreichung von NAD+-Vorläufern sechs Stunden vor der UVB-Strahlung Hornhautschäden mildern und die Apoptose bei Mäusen und menschlichen CEC-Kulturen reduzieren könnte.

NAD+-Vorläufer negieren den Schaden 

Die Vorbehandlung der Mäuse mit Injektionen von NIC, NMN oder NAD+ selbst verhinderte die Hornhaut- und CEC-Schädigung, die bei unbehandelten Mäusen beobachtet wurde. Achtundvierzig Stunden nach der UVB-Exposition hatten diese behandelten Mäuse klarere Hornhäute, eine verringerte Hornhautdicke und eine Hemmung der CEC-Apoptose, die durch die Reaktivierung des AKT-Signals vermittelt wurde. Insbesondere wenn der Mischung eine Verbindung hinzugefügt wurde, die AKT hemmt, übten NIC und NMN nicht die gleichen Anti-Apoptose-Wirkungen aus, was darauf hindeutet, dass die Aufrechterhaltung des AKT-Signalwegs für diesen Prozess wesentlich ist. Diese Ergebnisse scheinen auf den Menschen übertragbar zu sein, da die Überlebensraten der kultivierten menschlichen CEC durch die Vorbehandlung mit NAD+-Vorläufern vor der UVB-Strahlung zunahmen und die Apoptose abnahm.

NMN kann Hornhautschäden durch UVB-Exposition mildern

Ist NMN der Sonnenschutz für die Augen?

Obwohl NMN und NIC nicht in der Lage waren, verlorene Hornhautendothelzellen zu regenerieren – zum jetzigen Zeitpunkt der Forschung ist dies nicht möglich –, verhinderte die Vorbehandlung mit diesen NAD+-Vorläufern, dass Zellschäden und Zelltod nach UVB-Exposition überhaupt erst auftraten. Während es unwahrscheinlich ist, dass man mit diesen Verbindungen eine akute Vorbehandlung durchführen kann, bevor eine zufällige Hornhautverletzung auftritt – wir sind schließlich keine Hellseher –, könnte die regelmäßige Einnahme von NMN möglicherweise in Zukunft auftretende CEC-Schäden und Sehverluste mildern. Diese Ergebnisse könnten besonders für diejenigen nützlich sein, die im Freien arbeiten oder häufig UVB-Strahlen ausgesetzt sind, da chronische ungeschützte Sonneneinstrahlung die Hornhaut erheblich schädigen kann.

Auch wenn wir die Auswirkungen von NAD+-Vorläufern auf die Hornhaut des Menschen nicht genau kennen (wir wissen, dass es kultivierten menschlichen CECs zugute kommt), kann die zusätzliche Gabe von NMN eine risikoarme Option sein, um Ihre Augen vor UVB-Schäden zu schützen. Tragen Sie vorerst (innen) NMN auf, vergessen Sie aber nicht Ihre Sonnenbrille.


Verweise:

Ebeling MC, Polanco JR, Qu J, Tu C, Montezuma SR, Ferrington DA. Verbesserung der Mitochondrienfunktion der Netzhaut zur Behandlung der altersbedingten Makuladegeneration. Redox-Biol. 2020;34:101552. doi:10.1016/j.redox.2020.101552

Zhao C, Li W, Duan H, et al. NAD+-Vorläufer schützen Hornhautendothelzellen vor UVB-induzierter Apoptose. Bin j Physiol Zellphysiol. 2020;318(4): C796-C805. doi:10.1152/ajpcell.00445.2019



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