Artikel zur Langlebigkeit

Nmn verjüngt die Blutgefäße, indem es die Verfügbarkeit von Nad+ steigert

NMN verjüngt die Blutgefäße und das Gefäßsystem, indem es die NAD+-Verfügbarkeit erhöht

Wir wissen, dass die altersbedingte Beeinträchtigung der Angiogenese – der Bildung neuer Blutgefäße – im Gehirn wahrscheinlich eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung einer vaskulären kognitiven Beeinträchtigung und einem Rückgang bei älteren Menschen spielt. Wir wissen auch, dass der Spiegel des lebenswichtigen Moleküls Nicotinamidadenindinukleotid (NAD+) mit zunehmendem Alter in Geweben und Zellen im gesamten Körper, einschließlich der Blutgefäße des Gehirns, abnimmt. Es ist also eine offene Frage, ob die Verabreichung von Vorläufern, die den NAD+-Spiegel erhöhen, starke vaskuläre Anti-Aging-Wirkungen haben und die Blutversorgung und Durchblutung des Gehirns verbessern kann.

Eine Gruppe von Forschern der University of Oklahoma untersuchte, wie sich die Behandlung mit Nicotinamidmononukleotid (NMN), einem wichtigen NAD+-Zwischenprodukt, auf altersbedingte Beeinträchtigungen der Blutgefäßentwicklungsprozesse auswirkt. Das haben sie herausgefunden Die NMN-Behandlung in isolierten Blutgefäßen des Gehirns verbesserte die Prozesse im Zusammenhang mit der Blutgefäßbildung deutlich. „Wir empfehlen, dass die proangiogene Wirkung von NAD+-Boostern sowohl in präklinischen als auch in klinischen Studien berücksichtigt werden sollte“, schlussfolgerten Kiss und Kollegen in ihrem Artikel.

Was ist die Ursache der Gefäßalterung?

Die Aufrechterhaltung eines gesunden Herz-Kreislauf-Systems ist wichtig für ein langes Leben, da Krankheiten, die dieses System beeinträchtigen, eine wesentliche Ursache für Krankheiten und Mortalität im höheren Alter sind (1-3). Verschiedene Erkrankungen, die mit zunehmendem Alter auftreten – wie Arterienversteifung, Entzündungen und oxidativer Stress – werden mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht. Eine Verschlechterung der Blutgefäße erhöht nicht nur das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle, sondern spielt auch eine Rolle beim altersbedingten kognitiven Verfall.

Um Präventionsstrategien zu entwickeln, die die Herz-Kreislauf-Gesundheit bewahren können, arbeiten Forscher daran, zu verstehen, wie unser Herz-Kreislauf-System altert. Entwicklungen in unserem Verständnis der Epigenetik – vererbbare Veränderungen der Genaktivität, die keine Veränderungen der zugrunde liegenden DNA-Sequenz mit sich bringen – zeigen, dass bestimmte Bedingungen in Zellen die Art und Weise beeinflussen, wie Gene aktiviert werden, was wiederum Auswirkungen auf die Langlebigkeit haben kann (4). Aktuelle Studien zeigen, dass zelluläre Dysfunktionen zur Entwicklung altersbedingter Veränderungen im Gefäßsystem führen, die auf Veränderungen in der Genaktivierung zurückzuführen sind.

Ein wichtiges Ziel der epigenetischen Forschung ist eine Familie von Genen, die microRNAs oder miRNAs genannt werden. Hierbei handelt es sich um natürlich vorkommende genetische Fragmente, die die Aktivierung bestimmter Gene unterdrücken. MiRNAs regulieren wichtige Funktionen im Endothel – Zellen, die die innere Auskleidung von Blutgefäßen bilden. Die Endothelfunktion hängt von der miRNA-gesteuerten Genaktivierung ab. Diese kleinen genetischen Bündel spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Endothelzellen der Blutgefäße, die für die Aufrechterhaltung der Homöostase oder des Gleichgewichts im Kreislaufsystem von entscheidender Bedeutung sind.

Aktuelle Studien zeigen, dass miRNAs einen Einfluss auf die Gefäßgesundheit und die Lebensspannenregulierung haben (5,6). Noch wichtiger ist, dass Störungen der ordnungsgemäßen Funktion von miRNAs nachweislich die beobachtbaren Zeichen des Alterns beeinflussen (7). Andere Studien zeigen, dass eine fehlerhafte miRNA-Funktion die Entwicklung atherosklerotischer Erkrankungen durch Entzündung sowie Plaquebildung und Destabilisierung in Blutgefäßen fördert (8, 9). Diese Veränderungen können zu Komplikationen wie Blutgerinnseln, Schlaganfällen und Myokardinfarkten (Herzinfarkten) führen.

Einige experimentelle Verfahren, die sich auf den Zellstoffwechsel konzentrierten, haben gezeigt, dass es möglich ist, altersbedingte Veränderungen in der vaskulären miRNA rückgängig zu machen. Aus diesen Gründen nehmen Forscher an, dass die Erhaltung der Zellfunktion die miRNA-Dysfunktion, die zu vorzeitiger Alterung führt, verhindern kann.

 Verschiedene Erkrankungen, die mit zunehmendem Alter auftreten – wie Arterienversteifung, Entzündungen und oxidativer Stress – werden mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Nicotinamid-Mononukleotid (NMN) kann einen Einfluss auf epigenetische Prozesse haben

Aktuelle Studien zeigen, dass die Gefäßalterung mit dem Abbau von NAD+ zusammenhängt, einem wichtigen Cofaktor für Stoffwechselprozesse und Zellvitalität (10, 11). Aus diesem Grund haben Forscher verschiedene Möglichkeiten erforscht, den NAD+-Spiegel im Alter aufrechtzuerhalten. Eine Strategie, die in Tiermodellen zu erfolgreichen Ergebnissen geführt hat, ist die Wiederherstellung von zellulärem NAD+ durch Ergänzung mit dem NAD+-Vorläufer NMN (12). Diese Strategie hat bereits einige starke Anti-Aging-Effekte gezeigt, wie etwa die Umkehrung altersbedingter Gefäßschäden, die Verbesserung des Zellstoffwechsels und die Reduzierung von oxidativem Stress.

Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse hat eine Gruppe von Forschern der University of Oklahoma kürzlich einen Artikel in der Zeitschrift veröffentlicht GeroScience untersuchung der Auswirkungen des altersbedingten NAD+-Abbaus auf die vaskuläre miRNA-Aktivierung. Diese Forscher untersuchten zuvor die Verwendung einer NMN-Supplementierung und ihre Rolle bei der Aufrechterhaltung der zellulären NAD+-Verfügbarkeit. In einer früheren Studie konnten sie mit diesem Ansatz einige der altersbedingten Veränderungen der Blutgefäße rückgängig machen (13). Für diese Studie verwendeten Kiss und Kollegen ein Tiermodell, um die Auswirkungen einer NMN-Supplementierung auf die miRNA-Aktivierung in Blutgefäßen zu untersuchen.

Das Forschungsteam stellte fest, dass nach zweiwöchiger NMN-Supplementierung signifikante Ergebnisse erzielt werden konnten. Sie sahen, dass die Aktivierung von miRNA bei jungen Mäusen und mit NMN behandelten Mäusen ähnlich war, im krassen Gegensatz zu den Ergebnissen, die bei unbehandelten alten Mäusen beobachtet wurden. Noch wichtiger ist, dass die miRNA-Aktivierung in den Aorten von mit NMN behandelten alten Mäusen wieder auf ein jugendliches Niveau zurückging. Diese Ergebnisse ergänzen den Beweis dafür, dass der Abbau von NAD+ eine wichtige Rolle bei der altersbedingten Dysregulation der vaskulären miRNA-Aktivierung spielt und dass die Behandlung mit NMN messbare Anti-Aging-Effekte hat.

Steigerung der NAD+-Verfügbarkeit mit NMN Rejuvenates Cells

Zelluläre Veränderungen im Zusammenhang mit der NAD+-Verfügbarkeit, die im Rahmen des natürlichen Alterungsprozesses auftreten, wirken sich auf die miRNA-Aktivierung aus. Folglich wirkt sich der Rückgang der miRNA-Aktivierung auf epigenetische Pfade aus, die Entzündungsprozesse und zelluläre Mechanismen regulieren, die die strukturelle und funktionelle Integrität von Blutgefäßen beeinträchtigen können. Zusätzlich zur beobachteten epigenetischen Verjüngung verleiht die NMN-Supplementierung antiatherogene Wirkungen. Diese Erkenntnisse können Forschern helfen, die beim Menschen vorhandenen Gefäßveränderungen, die das Risiko für Herz-Kreislauf- und zerebrovaskuläre Erkrankungen erhöhen, besser zu verstehen.

Es ist klar, dass NMN auf zellulärer Ebene als NAD+-Booster wirkt, aber die Forscher haben kein klares Verständnis darüber, wie genau diese Effekte zu Veränderungen in der miRNA-Aktivierung führen. Ein Vorschlag besagt, dass diese Effekte durch die Reduzierung des oxidativen Stresses erreicht werden, ein bekanntes Ergebnis der NMN-Supplementierung. Das Verständnis der biologischen Wege, die zu diesen Anti-Aging-Effekten führen, die durch die Aktivierung des miRNA-Gens hervorgerufen werden, ist der Schlüssel zur Entwicklung neuer pharmakologischer Strategien zur Prävention und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. 

Verweise:

  1. Abdellatif M, Sedej S, Carmona-Gutierrez D, Madeo F, Kroemer G. Autophagie im kardiovaskulären Altern. Zirkelres. 2018;123(7):803-824. doi:10.1161/CIRCRESAHA.118.312208
  2. Alfaras I, Di Germanio C, Bernier M, et al. Pharmakologische Strategien zur Verzögerung des kardiovaskulären Alterns. Zirkelres. 2016;118(10):1626-1642. doi:10.1161/CIRCRESAHA.116.307475
  3. Ungvari Z, Tarantini S, Donato AJ, Galvan V, Csiszar A. Mechanismen der Gefäßalterung. Zirkelres. 2018;123(7):849-867. doi:10.1161/CIRCRESAHA.118.311378
  4. Ibáñez-Ventoso C, Yang M, Guo S, Robins H, Padgett RW, Driscoll M. Modulierte microRNA-Expression während der Erwachsenenlebensdauer bei Caenorhabditis elegans. Alternde Zelle. 2006;5(3):235-246. doi:10.1111/j.1474-9726.2006.00210.x
  5. Ito T, Yagi S, Yamakuchi M. MicroRNA-34a-Regulation der endothelialen Seneszenz. Biochem biophys res kommun. 2010;398(4):735-740. doi:10.1016/j.bbrc.2010.07.012
  6. Boehm M, Slack F. Eine entwicklungsgesteuerte microRNA und ihr Ziel regulieren die Lebensdauer in C. elegans. Wissenschaft. 2005;310(5756):1954-1957. doi:10.1126/science.1115596
  7. Badi I, Mancinelli L, Polizzotto A, et al. miR-34a fördert die Verkalkung glatter Gefäßmuskelzellen durch Herunterregulieren von SIRT1 (Sirtuin 1) und Axl (AXL-Rezeptor-Tyrosinkinase). Arteriosklerose, Thromb, Gefäß, Biol. 2018;38(9):2079-2090. doi:10.1161/ATVBAHA.118.311298
  8. Lu Y, Thavarajah T, Gu W, Cai J, Xu Q. Einfluss von miRNA auf Atherosklerose. Arteriosklerose, Thromb, Gefäß, Biol. 2018;38(9):e159-e170. doi:10.1161/ATVBAHA.118.310227
  9. Zhang F, Zhang R, Zhang X, et al. Umfassende Analyse des circRNA-Expressionsmusters und des circRNA-miRNA-mRNA-Netzwerks in der Pathogenese der Atherosklerose bei Kaninchen. Altern (Albany, New York). 2018;10(9):2266-2283. doi:10.18632/aging.101541
  10.   Tarantini S., Valcarcel-Ares MN, Toth P. et al. Die Ergänzung mit Nicotinamid-Mononukleotid (NMN) rettet die zerebromikrovaskuläre Endothelfunktion und neurovaskuläre Kopplungsreaktionen und verbessert die kognitive Funktion bei älteren Mäusen. Redox-Biol. 2019;24:101192.
  11.   Kiss T, Balasubramanian P, Valcarcel-Ares MN, et al. Die Behandlung mit Nicotinamidmononukleotid (NMN) mildert oxidativen Stress und rettet die angiogene Kapazität in gealterten zerebromikrovaskulären Endothelzellen: ein potenzieller Mechanismus zur Vorbeugung vaskulärer kognitiver Beeinträchtigungen. Gerowissenschaften. 2019;41(5):619-630. doi:10.1007/s11357-019-00074-2
  12.   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
  13.   Kiss T, Balasubramanian P, Valcarcel-Ares MN, et al. Die Behandlung mit Nicotinamidmononukleotid (NMN) mildert oxidativen Stress und rettet die angiogene Kapazität in gealterten zerebromikrovaskulären Endothelzellen: ein potenzieller Mechanismus zur Vorbeugung vaskulärer kognitiver Beeinträchtigungen. Gerowissenschaften. 2019;41(5):619-630. doi:10.1007/s11357-019-00074-2


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