Artikel zur Langlebigkeit

Füllen Sie NAD+ auf, um Telomere vor altersbedingten Schäden und Funktionsstörungen zu schützen: Aktuelle Forschungsergebnisse

studie kommt zu dem Ergebnis, dass die Auffüllung von NAD+ die Telomere vor altersbedingten Schäden schützt

Da die Länge Ihrer Telomere in direktem Zusammenhang mit dem biologischen Alter steht, müssen unbedingt Möglichkeiten zum Schutz dieser Strukturen an den Spitzen unserer Chromosomen in Betracht gezogen werden. Während das chronologische Alter das Datum auf Ihrer Geburtsurkunde widerspiegelt, gibt das biologische Alter an, wie alt Ihre Zellen, Gewebe und DNA sind. 

Ein biologisches Alter, das über Ihrem chronologischen Alter liegt, äußert sich in vorzeitiger Alterung, sowohl innerlich – denken Sie an funktionsgestörte Zellen und Mitochondrien – als auch äußerlich mit faltiger Haut und grauem Haar. 

Es überrascht nicht, dass viele Forscher nach Möglichkeiten suchen, diese biologische Uhr zurückzudrehen – und möglicherweise haben sie sie durch das Auffüllen der NAD+-Speicher gefunden. NAD+ ist eine essentielle Verbindung, die jede Zelle im Körper benötigt; Leider nimmt der Spiegel mit zunehmendem Alter ab. Es wird angenommen, dass diese sinkenden Werte eine treibende Kraft für die Verkürzung der Telomere, die beschleunigte Alterung und die Entwicklung chronischer Krankheiten sind. 

A kürzlich durchgeführte Studie vom September 2020 befasste sich eingehender mit der Beziehung zwischen Telomerlänge und NAD+-Spiegeln sowie mit der Frage, wie sich die Erhöhung der NAD+-Speicher auf die Telomer- und Mitochondrienfunktion auswirkt. 

Lesen Sie in diesem Artikel mehr über die Details dieser Studie, die Grundlagen von Telomeren und zellulärer Seneszenz und wie die Auffüllung von NAD+ durch seine Vorläufer dazu beitragen kann, Telomere vor Schäden und Funktionsstörungen zu schützen, die den Alterungsprozess beschleunigen. 

längere Telomere sind mit einer verbesserten Gesundheit und Langlebigkeit verbunden

Telomere und zelluläre Seneszenz: Die Grundlagen  

Telomere spielen eine wesentliche Rolle im Alterungsprozess, da sie unsere Zellen und DNA vor Schäden schützen. Kürzere Telomerlängen sind mit einer beschleunigten Alterung und einem früheren Krankheitsausbruch verbunden. Forschung hat herausgefunden, dass Menschen mit kürzeren Telomeren eine kürzere Lebenserwartung und ein erhöhtes Risiko für chronische Krankheiten haben. 

Telomere sind die „Kappen“ an den Enden der DNA-Moleküle in unseren Chromosomen, die man sich wie die Plastikhülle vorstellen kann, die die Spitze eines Schnürsenkels schützt. Ähnlich wie die Schnürsenkelkappe sie vor dem Ausfransen schützt, schützen Telomere das Chromosom vor Schäden, die zu vorzeitiger Alterung führen. 

Diese schützenden Endkappen sind auch notwendig, um sicherzustellen, dass die DNA während der Zellteilung korrekt kopiert wird. Bei der normalen DNA-Replikation wird der Strang mit jeder Zellteilung kürzer. Die Telomere sorgen dafür, dass wichtige genetische Informationen bei diesem Prozess nicht abgeschnitten werden. Im Wesentlichen werden die Telomere mit jeder Zellteilung kürzer, um die DNA zu schonen. Das Enzym Telomerase verlängert die Telomere und sorgt dafür, dass die Telomere nicht vorzeitig zu kurz werden. 

Wenn eine Zelle jedoch das Ende ihres Telomers erreicht, kann sie sich nicht mehr vermehren und gilt als seneszierend. Zellalterung ist ein weiterer Marker für das Altern, das auftritt, wenn Zellen aufhören, sich zu teilen, ihre Funktion verlieren und eine Kaskade entzündlicher Verbindungen auslöst, die das Altern beschleunigen. 

Eine genetische Krankheit namens angeborene Dyskeratose (DC) ist eine seltene Form des Knochenmarkversagens, was bedeutet, dass das Knochenmark nicht genügend Blutzellen produzieren kann. Bei Menschen mit DC kommt es in jungen Jahren aufgrund einer Mutation in den Genen, die die Telomeraseaktivität steuern, zu einer schnellen Verkürzung der Telomere. 

Ohne ordnungsgemäße Funktion der Telomerase werden die Telomere schneller kürzer, was in jungen Jahren zu einer Zellalterung führt. Bei Menschen mit DC sind sich schnell teilende Zellen am stärksten betroffen, darunter Haut, Knochenmark und Magen-Darm-Zellen. 

Aufgrund ihrer schnellen Verkürzung der Telomere sind Menschen mit DC häufig an der Forschung zu zellulärer Seneszenz und vorzeitiger Alterung beteiligt. 

Was wurde in dieser Studie untersucht?

Diese Studie, die veröffentlicht wurde in Das Embo-Journal untersuchte im September 2020 Hautfibroblastenzellen von Menschen mit DC und verglich sie mit gesunden Hautzellen. Die Forscher analysierten viele verschiedene Aspekte der zellulären und mitochondrialen Gesundheit, einschließlich der Aktivität von drei Enzymen: CD38, PARPs und SIRTs (sirtuine). 

Kurz gesagt handelt es sich bei Sirtuinen um eine Proteinfamilie mit dem Spitznamen „Langlebigkeitsgene“. Sie sind an der Reparatur der Mitochondrien beteiligt, reduzieren die Zellalterung und verlangsamen den Alterungsprozess. PARP1 ist ein Enzym, das bei der DNA-Reparatur hilft, und CD38 ist ein Glykoprotein, das in Entzündungszellen und Krankheitszuständen stark exprimiert wird. 

Diese drei Enzyme nutzen alle NAD+ und benötigen es, um zu funktionieren. Sie konkurrieren jedoch alle um NAD+. Wenn also ein Enzym – insbesondere CD38 – überaktiv ist, haben die anderen beiden eine eingeschränkte Aktivität und Funktion.  

Tierstudien haben gezeigt, dass Mäuse ohne CD38 deutlich höhere NAD+-Konzentrationen und Sirtuinaktivität aufweisen. Andere Untersuchungen haben ergeben, dass die CD38-Aktivität mit dem Alterungsprozess zunimmt; Forscher gehen davon aus, dass ein erhöhter CD38-Wert zum altersbedingten Rückgang des NAD+-Spiegels beiträgt.

Nachdem die Forscher die Konzentrationen dieser Enzyme untersucht hatten, kultivierten sie die Zellen mit einem Vorläufer von NAD+, Nicotinamid-Ribosid (NR). NR ist einer von zwei primären Vorläufern von NAD+, der andere ist NMN (Nikotinamidmononukleotid). 

diese Studie untersuchte Hautfibroblastenzellen von Menschen mit Dyskeratosis congenita und verglich sie mit gesunden Hautzellen.

Was waren die Ergebnisse?

Wie erwartet zeigten DC-Zellen im Vergleich zu gesunden Kontrollen deutlich niedrigere NAD+-Spiegel, Sirtuinaktivität und ATP-Produktion. Die DC-Zellen wiesen außerdem eine deutlich erhöhte CD38-Expression auf, was zum Rückgang von NAD+ in Zellen mit verkürzten Telomeren beiträgt. 

Nach der NR-Supplementierung wurde die PART- und SIRT-Aktivität wiederhergestellt. Das Gleiche wurde beobachtet, als CD38 gehemmt wurde. Der NAD+-Vorläufer milderte auch telomere DNA-Schäden, mitochondriale Dysfunktion und die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) in den Mitochondrien. Eine Ansammlung von ROS weist auf oxidativen Stress hin, der auftritt, wenn sich entzündliche Moleküle ansammeln und Zellen und DNA schädigen. 

Bemerkenswert ist, dass der NAD+-Vorläufer den Beginn der Zellalterung in den DC-Zellen verlangsamte. Obwohl sich diese Studie nicht mit den Auswirkungen von NMN befasste, ist es möglich, dass die bei NR beobachteten Ergebnisse auch bei NMN zu beobachten sind, da beide Vorläufer von NAD+ sind. 

Telomerverkürzung, CD38-Expression und niedrige NAD+-Spiegel sind Teil einer Art Teufelskreis. Wenn sich Telomere verkürzen oder ausfransen, wird CD38 überexprimiert, was die NAD+-Spiegel senkt. Von da an ist NAD+ für die ordnungsgemäße Funktion von Sirtuinen oder PARP nicht mehr verfügbar, was zu DNA-Schäden, mitochondrialer Dysfunktion und beschleunigtem Altern führt. Diese Schäden und Funktionsstörungen führen zu einer weiteren Verkürzung der Telomere und der Zyklus geht weiter. 

Wichtigste Erkenntnisse aus dieser Forschung: 

  • Verkürzte Telomere führen zu beschleunigtem Altern, mitochondrialer Dysfunktion, DNA-Schäden und zellulärer Seneszenz. 
  • Diese Studie ergab, dass die Ergänzung mit NAD+-Vorläufern – in diesem Fall NR – niedrige NAD+-Spiegel bei Menschen mit verkürzten Telomeren wiederherstellte.
  • Darüber hinaus mildern NAD+-Vorläufer mitochondriale und telomere DNA-Schäden, stellen die Sirtuin- und PARP-Aktivität wieder her und verzögern den Beginn der zellulären Seneszenz bei Menschen mit Dyskeratosis congenita, einer genetischen Erkrankung, die die Telomere vorzeitig verkürzt. 

Verweise: 

Cawthon RM, Smith KR, O'Brien E, Sivatchenko A, Kerber RA. Zusammenhang zwischen der Telomerlänge im Blut und der Sterblichkeit bei Menschen ab 60 Jahren. Lanzette. 2003;361(9355):393-395. doi:10.1016/S0140-6736(03)12384-7

Gramatges MM, Bertuch AA. Kurze Telomere: von Dyskeratosis congenita bis hin zu sporadischer aplastischer Anämie und Malignität. Übers. Res. 2013;162(6):353-363. doi:10.1016/j.trsl.2013.05.003

Sun C, Wang K, Stock AJ, et al. Die Wiederherstellung des Gleichgewichts des unausgeglichenen NAD-Stoffwechsels lindert die Auswirkungen einer Telomerdysfunktion. EMBO J. 2020;39(21):e103420. doi:10.15252/embj.2019103420



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