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Studie zeigt, dass NMN der Alterung von Blutgefäßzellen vorbeugt und die Herz-Kreislauf-Gesundheit bei Mäusen unterstützt

Studie zeigt, dass Nmn die Alterung von Blutgefäßzellen verhindert, die Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Mäusen zugrunde liegt

Unsere Zellen und Organe sind ziemlich gesprächig, da sie miteinander kommunizieren, indem sie Nachrichten senden, um sich gegenseitig über ihren Gesundheitszustand und ihre Replikationsfähigkeit (oder deren Fehlen, was man nennt) auf dem Laufenden zu halten seneszenz). Ein Kommunikationsmittel zwischen Zellen und Organen sind extrazelluläre Vesikel – sezernierte Vehikel, die molekulare Nutzlasten transportieren. Aber diese Nachrichten informieren Zellen nicht nur gegenseitig über den Zustand; es kann den Zustand der empfangenden Zelle beeinflussen. Wenn wir beispielsweise altern und Zellen altern, senden sie Signale an benachbarte Zellen, die deren Seneszenz auslösen, und lösen so eine Kaskade von Zellstillständen im gesamten Körper aus, die mit dem Altern und altersbedingten Krankheiten verbunden sind.

Jetzt, neue Forschung zeigt, dass die Blockierung extrazellulärer Vesikel, die Seneszenzsignale zwischen Blutgefäßen übertragen, dazu beiträgt, Prozesse zu mildern, die dem Altern und der Entwicklung altersbedingter Herz-Kreislauf-Erkrankungen (z. B. Herzinsuffizienz, atherosklerotische Störung und Bluthochdruck) zugrunde liegen.

In der Zeitschrift veröffentlicht Signalübertragung und gezielte Therapiediese Arbeit weist darauf hin, wie wichtig es ist, den richtigen Spiegel an Nikotinamidadenindinukleotid (NAD+) aufrechtzuerhalten – einem Molekül, das an unzähligen Prozessen in allen Zellen beteiligt ist –, um die Seneszenz von Blutgefäßzellen abzuwehren, die, wie die Autoren zeigen, durch die Ergänzung von Nikotinamidadenindinukleotid (NAD+) moduliert werden kann NAD+-Vorläufer, Nicotinamidmononukleotid (NMN). „Unsere Ergebnisse liefern starke Beweise dafür, dass … eine [NAD+]-Supplementierung als potenzielle Therapiestrategie für altersbedingte Krankheiten dienen kann“, schlussfolgerten Gan und Kollegen. 

Das „Alter“ der Blutgefäße bestimmt die kardiovaskuläre Gesundheit

Es ist wichtig, die Blutgefäße im Alter gesund zu halten, da viele chronische Erkrankungen und altersbedingte Krankheiten ihre Ursache in der Verschlechterung des Gefäßsystems haben. Mit zunehmendem Alter treten Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Bluthochdruck, Herzinsuffizienz und Schlaganfälle häufiger auf. Wissenschaftler glauben, dass die Zunahme alter oder „alternder“ Zellen, die unsere Blutgefäße auskleiden, die Ursache für diese Alterung und Krankheitsentwicklung sein könnte. Diese alten Zellen werden weniger funktionsfähig oder defekt und sterben schließlich ab. Da immer mehr Zellen altern, werden die Gewebe und Organe, aus denen sie bestehen, geschädigt und verlieren an Jugend. Dies ist ein wichtiger Schritt hinsichtlich der Entwicklung vieler verschiedener Gesundheitszustände.

Forscher konzentrieren sich darauf, Wege zu finden, diese Art der Alterung zu verhindern, und zwar beginnend auf der zellulären Ebene. Durch einen genaueren Blick auf die Zellen des Gefäßsystems konnten Forscher verstehen, wie Probleme auf zellulärer Ebene zur Entwicklung chronischer Krankheiten führen können, die den gesamten Körper betreffen. Beispielsweise zeigte eine aktuelle Studie, dass die Ansammlung alter, alternder Zellen in der Auskleidung von Blutgefäßen zu schwer behandelbarem Bluthochdruck führen kann (1).  Das Verständnis, wie diese altersbedingten Veränderungen funktionieren, hat es Forschern ermöglicht, Strategien zu entwickeln, die Zellen jung und gesund halten.

Mit zunehmendem Alter treten Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Bluthochdruck, Herzinsuffizienz und Schlaganfälle häufiger auf

NAD+, das Molekül im Herzen des Alterns

Eine wichtige Anti-Aging-Strategie besteht darin, auf zellulärer Ebene einen ausreichenden NAD+-Spiegel aufrechtzuerhalten. da NAD+ ein wichtiger Cofaktor für Stoffwechselprozesse und Zellvitalität ist (2). Aus diesem Grund haben Forscher verschiedene Möglichkeiten untersucht, den intrazellulären NAD+-Spiegel im Alter aufrechtzuerhalten. Im Wesentlichen ist NAD+ der Schlüssel zur Erhaltung gesunder und jugendlicher Zellen.

Frühere Untersuchungen zeigen, wie einige der altersbedingten Veränderungen, die durch verringerte NAD+-Spiegel verursacht werden, rückgängig gemacht werden können (3). Eine Studie untersuchte die Anti-Aging-Wirkung der Ergänzung von Mäusen mit dem NAD+-Vorläufer Nicotinamidmononukleotid (NMN) (4). Nach nur zwei Wochen der Nahrungsergänzung konnten die Forscher im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe jugendlichere Merkmale in der Aorta (dem Hauptblutgefäß, das auch beim Menschen vorhanden ist) der mit NMN behandelten Mäuse feststellen.

Der Inter-Cell-Postdienst des Körpers

Mobilfunkkommunikation beeinflusst das Altern. Für die Kommunikation sind Zellen auf sauber verpackte Proteinbotschaften angewiesen. Diese Nachrichten werden in Bündeln verpackt, die als kleine extrazelluläre Vesikel (SEVs) bekannt sind. Wissenschaftler glauben, dass die ordnungsgemäße Funktion dieses Systems die Verfügbarkeit von NAD+ in den Zellen beeinflusst. Fehlerhafte Nachrichtenübermittlung führt zur Zellalterung und zur Entstehung von Krankheiten.

Eine eingehendere Untersuchung dieses Nachrichtensystems hat andere Möglichkeiten aufgedeckt, die NAD+ in Zellen beeinflussen. Die SEVs, die Nachrichten übertragen, regulieren auch die Produktion eines Proteins namens CD38, das eine abbauende Wirkung auf NAD+ hat. Diese Effekte wurden bei verschiedenen Tieren beobachtet und Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieses Protein die Verfügbarkeit von NAD+ am stärksten einschränkt (5).

Der Inter-Cell-Postdienst des Körpers

Ein NAD-verbrauchendes Enzym steuert das Alter der Blutgefäßzellen

Eine Gruppe chinesischer Forscher veröffentlichte kürzlich eine Studie in der Zeitschrift Signalübertragung und gezielte Therapie das konzentriert sich auf die Auswirkungen von CD38, einem Enzym, das NAD+ verbraucht, auf die Zellalterung. Diese Studie liefert einige Erkenntnisse darüber, wie wichtig das CD38-Protein für die Begrenzung der Auswirkungen des Alterns in Blutgefäßen sein kann, ihre Ergebnisse haben jedoch Auswirkungen auf das Altern in allen Zellen des Körpers (6).

Anhand eines Tiermodells untersuchten die Forscher, wie sich die Kontrolle von CD38 auf die Auskleidung von Blutgefäßen bei Mäusen auswirkt. Ihr erster Schritt bestand darin, bei Mäusen mit einer Chemikalie namens Angiotensin II – einem natürlich produzierten blutverengenden Molekül – hohen Blutdruck zu induzieren, um die bei Bluthochdruck beobachtete Gefäßalterung zu simulieren. Nach einiger Zeit ersetzten alternde Zellen langsam die jungen, gesunden Zellen, die normalerweise die Blutgefäße auskleiden.

Sobald diese Veränderungen festgestellt wurden, modulierten sie die NAD+-Spiegel auf verschiedene Weise: mit einem Inhibitor von CD38 und dem NAD+-Vorläufer NMN, der oral verabreicht wurde. Beide Behandlungen erhöhten die Verfügbarkeit von NAD+ und kehrten einige der seneszenzbedingten Veränderungen in den Blutgefäßen um. Darüber hinaus fanden Gan und Kollegen heraus, dass beide Behandlungen zur Modulation des NAD+-Spiegels den chemisch induzierten Bluthochdruck umkehrten.

Diese Ergebnisse liefern eine vielversprechende neue Strategie, um Zellen jung zu halten. Durch die Begrenzung der CD38-Menge konnten die Forscher die Menge alter, alternder Zellen in den Blutgefäßen der Mäuse reduzieren. Die Studie ergab außerdem, dass dieser Ansatz den zusätzlichen Vorteil hatte, Sirtuin-Proteine ​​zu aktivieren. Diese Proteine ​​bewahren die Gesundheit und ordnungsgemäße Funktion der Mitochondrien, dem „Kraftwerk“ der Zelle, vor altersbedingten Schäden (7). Diese kombinierten Wirkungen schützten die Blutgefäße von Mäusen vor der Studie und verhinderten, dass Zellen altern.

Kann NMN der Alterung der Blutgefäße und Herz-Kreislauf-Erkrankungen entgegenwirken?

Diese Forschung beleuchtet, wie die Aufrechterhaltung des NAD+-Spiegels in Zellen mit Nahrungsergänzungsmitteln wie NMN zur Bekämpfung altersbedingter Krankheiten beitragen kann. Durch die Verhinderung der Alterung der Zellen könnte die Verhinderung eines mit zunehmendem Alter sinkenden NAD+-Spiegels der Schlüssel zur Erhaltung der Gesundheit im Alter sein. Ob NMN jedoch dazu beitragen kann, die Alterung unserer Blutgefäße und die Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beim Menschen zu verhindern, bleibt abzuwarten, da es noch keine klinischen Studien gibt, in denen die Wirksamkeit dieses NAD+-Vorläufers bei diesen Erkrankungen getestet wird.

Verweise:

  1. Chi C, Li DJ, Jiang YJ, et al. Alterung glatter Gefäßmuskelzellen und altersbedingte Erkrankungen: Stand der Technik. Biochim biophys acta mol basis dis. 2019;1865(7):1810-1821. doi:10.1016/j.bbadis.2018.08.015
  2. 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.
  3. 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
  4. 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
  5. Hogan KA, Chini CCS, Chini EN. Das facettenreiche Ectoenzym CD38: Rollen bei Immunmodulation, Krebs, Alterung und Stoffwechselerkrankungen. Frontimmunol. 2019;10:1187. Veröffentlicht am 31. Mai 2019. doi:10.3389/fimmu.2019.01187
  6. Gan L, Liu D, Liu J, et al. Ein CD38-Mangel lindert den Ang II-induzierten Gefäßumbau durch Hemmung der durch kleine extrazelluläre Vesikel vermittelten Seneszenz von glatten Gefäßmuskelzellen bei Mäusen. Signalübertragungsziel dorthin. 2021;6(1):223. Veröffentlicht am 11. Juni 2021. doi:10.1038/s41392-021-00625-0
  7. Sun N, Youle RJ, Finkel T. Die mitochondriale Basis des Alterns. Mol Zelle. 2016;61(5):654-666. doi:10.1016/j.molcel.2016.01.028


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