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Was ist NMN?

Was ist NMN?

NMN verstehen

Nicotinamidmononukleotid, allgemein als NMN bekannt, ist ein Molekül, das von Natur aus in jeder lebenden Zelle und in allen Organismen vorkommt. Auf molekularer Ebene ist NMN den Nukleotiden zuzuordnen, die die Grundbausteine von RNA und DNA sind. Wenn man seine Struktur aufschlüsselt, besteht NMN aus einer Phosphatgruppe, einem Ribosezucker und einer Nicotinamidbase. Eine der Hauptaufgaben von NMN ist die Umwandlung in Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+), was zu einer Erhöhung des NAD+-Spiegels führt. Dies hat dazu geführt, dass NMN häufig als NAD+-Verstärker bezeichnet wird.

Warum die Anhebung des NAD+-Spiegels mit NMN wichtig ist

NAD+ ist nach Wasser eines der am häufigsten vorkommenden Moleküle in unserem Körper und für unser Überleben unerlässlich. Als Coenzym unterstützt NAD+ die Enzyme bei ihrer Arbeit. Bei diesen Enzymen handelt es sich um lebenswichtige Proteine, die chemische Reaktionen beschleunigen und sie so im Laufe unseres Lebens möglich machen. Ohne die Anwesenheit von Enzymen würden bestimmte biologische Reaktionen Milliarden von Jahren dauern.

Es ist bemerkenswert, dass mit zunehmendem Alter oder chronischen Krankheiten wie Herzkrankheiten, neurodegenerativen Störungen oder Sarkopenie (altersbedingter Muskelabbau) unser NAD+-Spiegel sinkt. Indem wir den NAD+-Spiegel mit Hilfe von Vorläufern wie NMN wieder auffüllen, können wir einigen Alterungseffekten entgegenwirken und möglicherweise chronischen Krankheiten vorbeugen oder sie lindern. Die potenziellen Vorteile einer Erhöhung des NAD+-Spiegels werden durch eine wachsende Zahl wissenschaftlicher Untersuchungen gestützt.

Die Rolle von NAD+ bei der Steuerung von Sirtuinen

NAD+ ist die treibende Kraft hinter einer lebenswichtigen Gruppe von Enzymen, den Sirtuinen. Die oft als "zelluläre Wächter" bezeichneten Sirtuine spielen eine wichtige Rolle bei der DNA-Reparatur und der Erhaltung der Gesundheit der Mitochondrien. Mitochondrien, die oft als Energiefabriken der Zelle bezeichnet werden, erzeugen eine Form von Energie, die als ATP bekannt ist. Eine Verschlechterung der Gesundheit der Mitochondrien führt zu einer verminderten ATP-Produktion, die schließlich zum Zelluntergang führt. Da übermäßige DNA-Schäden ebenfalls zum Zelltod führen können, spielen Sirtuine eine zentrale Rolle bei der Gewährleistung der Langlebigkeit von Zellen, indem sie die DNA reparieren und die Gesundheit der Mitochondrien erhalten.

Der Harvard-Genetiker und renommierte NAD+-Forscher David Sinclair weist darauf hin, dass der Abbau von NAD+ mit zunehmendem Alter und die damit einhergehende Verringerung der Sirtuin-Aktivität vermutlich ein Schlüsselfaktor für das Auftreten altersbedingter Krankheiten ist. Er geht davon aus, dass eine Erhöhung des NAD+-Spiegels, möglicherweise durch NMN, bestimmte Alterungsprozesse verlangsamen oder sogar umkehren könnte.

Neben NMN gibt es weitere Möglichkeiten, den NAD+-Spiegel zu erhöhen und die Sirtuine zu stimulieren. Polyphenole, pflanzliche Moleküle, die dafür bekannt sind, die Langlebigkeit zu fördern, sowie körperliche Aktivität und Kalorienrestriktion (Reduzierung der Kalorienzufuhr ohne Unterernährung) können ebenfalls die NAD+-Konzentration erhöhen. Sirtuine fördern nicht nur die Langlebigkeit der Zellen und den Schutz der DNA, sondern bieten eine Fülle von Vorteilen. Sie beugen Erkrankungen wie Diabetes und Fettleber vor, indem sie die Insulinausschüttung fördern, den Fettstoffwechsel erleichtern und die Glukoseproduktion in der Leber steigern. Außerdem spielen Sirtuine eine schützende Rolle gegen Muskeldegeneration, Neurodegeneration und übermäßige Ansammlung von Fettgewebe.

NAD+ und seine integrale Rolle in mitochondrialen Prozessen

NAD+ ist von zentraler Bedeutung für Stoffwechselaktivitäten wie die Glykolyse, den TCA-Zyklus (auch bekannt als Krebs- oder Zitronensäurezyklus) und die Elektronentransportkette, die alle in unseren Mitochondrien, den Energiefabriken der Zelle, ablaufen.

In seiner Funktion als Ligand bindet NAD+ an Enzyme und erleichtert den Elektronentransfer zwischen den Molekülen. Elektronen bilden die Grundlage der zellulären Energie. Indem es sie von einem Molekül auf ein anderes überträgt, funktioniert NAD+ ähnlich wie das Aufladen einer Batterie. So wie sich eine Batterie entleert, wenn ihre Elektronen verbraucht sind, fungiert NAD+ als Ladegerät und moduliert die Enzymaktivität, die Genexpression und die zelluläre Kommunikation.

NAD+ und seine Rolle bei der Erhaltung der DNA

Wenn Lebewesen altern, häufen sie DNA-Schäden an, die oft auf Umweltfaktoren wie Strahlung, Umweltverschmutzung oder eine unvollständige DNA-Replikation zurückzuführen sind. Die vorherrschenden Theorien über das Altern legen nahe, dass diese Anhäufung von DNA-Schäden eine der Hauptursachen des Alterns ist. Die meisten Zellen sind in der Lage, diese Schäden zu beheben, aber dieser Reparaturprozess verbraucht sowohl NAD+ als auch Energie. Übermäßige DNA-Schäden können diese lebenswichtigen zellulären Ressourcen aufbrauchen.

Ein wichtiges DNA-Reparaturprotein, PARP, ist für seine Funktion auf NAD+ angewiesen. Mit zunehmendem Alter sinkt der NAD+-Spiegel. Der natürliche Alterungsprozess führt in Verbindung mit DNA-Schäden zu einer erhöhten PARP-Aktivität, die den NAD+-Spiegel weiter senkt. Jede zusätzliche DNA-Schädigung in den Mitochondrien verstärkt diesen Mangel.

Die Bedeutung von NAD+

Seit der Entdeckung von NAD+ im Jahr 1906 sind die Wissenschaftler von seinem Vorkommen im Körper und seiner wesentlichen Rolle bei den molekularen Prozessen, die uns erhalten, fasziniert. Tierstudien haben gezeigt, dass eine Erhöhung der NAD+-Konzentration positive Auswirkungen auf Bereiche wie den Stoffwechsel und altersbedingte Krankheiten haben kann und sogar auf potenzielle Anti-Aging-Eigenschaften hindeutet. Altersbedingte Erkrankungen wie Diabetes, Herzkrankheiten, neurodegenerative Störungen und ein geschwächtes Immunsystem unterstreichen die Bedeutung von NAD+ zusätzlich.

Die Rolle von NAD+ bei der Alterung

NAD+ dient als Katalysator, der es den Sirtuinen ermöglicht, die Genomstabilität zu erhalten und die DNA-Reparatur zu unterstützen. Ähnlich wie ein Fahrzeug Treibstoff benötigt, um zu fahren, brauchen Sirtuine NAD+ zur Aktivierung. Tierstudien haben gezeigt, dass durch eine Erhöhung des NAD+-Spiegels die Sirtuine aktiviert werden, was bei Organismen wie Hefe, Würmern und Mäusen zu einer verlängerten Lebensspanne führt. Obwohl diese Ergebnisse ermutigend sind, wird die Anwendung dieser Erkenntnisse auf die menschliche Langlebigkeit noch erforscht.

NAD+ und metabolische Gesundheit

NAD+ ist entscheidend für die Aufrechterhaltung gesunder mitochondrialer Funktionen und einer konstanten Energieproduktion. Faktoren wie der Alterungsprozess und eine fettreiche Ernährung können den NAD+-Spiegel im Körper senken. Die Forschung hat gezeigt, dass die Verwendung von NAD+-Verstärkern die Auswirkungen von Diäten und altersbedingter Gewichtszunahme bei Mäusen ausgleichen und sogar ihre körperliche Leistungsfähigkeit verbessern kann. Einige Studien haben sogar gezeigt, dass sie die Auswirkungen von Diabetes bei Mäusen rückgängig machen können, was auf neue Strategien zur Bekämpfung von Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit hindeutet.

Herzgesundheit und NAD+

Ein erhöhter NAD+-Spiegel kann das Herz schützen und die Herzfunktionen verbessern. Hoher Blutdruck kann zu Erkrankungen wie einem vergrößerten Herzen und verstopften Arterien führen, was wiederum Schlaganfälle zur Folge haben kann. In Studien mit Mäusen wurde gezeigt, dass NAD+-Verstärker den NAD+-Spiegel des Herzens wieder auffüllen und Herzschäden durch verminderten Blutfluss verhindern. Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass NAD+-Verstärker Mäuse vor einer anormalen Herzvergrößerung schützen können.

NAD+ und die Gesundheit des Gehirns

Bei Mäusen mit Alzheimer-Krankheit kann eine Erhöhung des NAD+-Spiegels die Anhäufung von Proteinen, die die Zellkommunikation stören, verringern und so die kognitiven Funktionen verbessern. Eine Erhöhung des NAD+-Spiegels schützt die Gehirnzellen auch vor Schäden, die durch eine unzureichende Durchblutung entstehen. Zahlreiche Studien an Tiermodellen zeigen vielversprechende Wege zur Förderung einer gesunden Alterung des Gehirns, zur Bekämpfung der Neurodegeneration und zur Verbesserung des Gedächtnisses auf.

NAD+ und die Gesundheit des Immunsystems

Mit zunehmendem Alter nimmt die Effizienz des Immunsystems ab, was die Menschen anfälliger für Krankheiten macht. Jüngste Forschungsarbeiten haben die bedeutende Rolle des NAD+-Spiegels bei der Regulierung von Entzündungen und des Zellüberlebens während der Immunreaktion und des Alterungsprozesses hervorgehoben. Diese Forschung unterstreicht den potenziellen therapeutischen Nutzen von NAD+ bei immunbezogenen Problemen.

Die NAD+-Produktion im Körper verstehen

Unser Körper produziert NAD+ auf natürliche Weise aus kleineren Komponenten, den so genannten Vorläufern. Diese Vorstufen sind die Grundbausteine für NAD+. Der Körper verfügt über fünf primäre Vorstufen: Tryptophan, Nikotinamid (Nam), Nikotinsäure (NA oder Niacin), Nikotinamid-Ribosid (NR) und Nikotinamid-Mononukleotid (NMN), wobei NMN eine der letzten Stufen der NAD+-Synthese darstellt.

Diese Vorstufen können mit der Nahrung aufgenommen werden. Nam, NA und NR sind alle Varianten des Vitamins B3, eines lebenswichtigen Nährstoffs. Nach der Einnahme können unsere Zellen NAD+ über verschiedene Wege herstellen. Einer dieser Wege ist der de novo-Weg, der mit dem frühesten NAD+-Vorläufer, Tryptophan, beginnt. Ein anderer ist der Rückgewinnungsweg, bei dem die Nebenprodukte des NAD+-Abbaus recycelt werden, um mehr NAD+ zu produzieren.

Die NMN-Synthese im Körper verstehen

NMN wird in unserem Körper aus B-Vitaminen gewonnen. Das Enzym Nicotinamid-Phosphoribosyltransferase (NAMPT) ist für die NMN-Produktion verantwortlich. NAMPT verbindet Nicotinamid, eine Form von Vitamin B3, mit einem als PRPP (5'-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat) bezeichneten Zuckerphosphat. Darüber hinaus kann NMN durch Hinzufügen einer Phosphatgruppe aus "Nikotinamid-Ribosid" (NR) synthetisiert werden.

NAMPT" ist von zentraler Bedeutung für die NAD+-Produktion. Wenn der NAMPT-Spiegel niedrig ist, führt dies zu einer verminderten NMN- und NAD+-Produktion. Die Zufuhr von Vorläufermolekülen wie NMN kann die NAD+-Synthese beschleunigen.

Wege zur Erhöhung des NAD+-Spiegels

Es hat sich gezeigt, dass eine Kalorienrestriktion oder eine einfache Reduzierung der Kalorienzufuhr den NAD+-Spiegel erhöht und die Sirtuin-Aktivität steigert. Bei Mäusen wurde diese Erhöhung mit einer Verlangsamung des Alterungsprozesses in Verbindung gebracht. Einige Lebensmittel enthalten zwar NAD+, doch reichen die Mengen nicht aus, um die intrazellulären Spiegel zu beeinflussen. Nahrungsergänzungsmittel wie NMN haben jedoch eine Erhöhung des NAD+-Spiegels nachgewiesen.

Die Rolle von NMN als NAD-Ergänzung

Im Laufe der Zeit sinkt der NAD+-Spiegel als Folge der regulären Zellfunktionen mit dem Alter. Es wird angenommen, dass ein gesunder NAD+-Spiegel durch die Zufuhr von NAD+-Vorstufen wiederhergestellt werden kann. Die Forschung legt nahe, dass Vorstufen wie NMN und Nikotinamid-Ribosid (NR) die NAD+-Produktion steigern können. David Sinclair, ein renommierter NAD+-Forscher, weist darauf hin, dass eine direkte NAD+-Supplementierung nicht möglich ist, da NAD+ die Zellmembranen nicht passieren kann. Stattdessen werden Vorstufen von NAD+ verwendet, um den NAD+-Spiegel zu erhöhen, da sie besser absorbiert werden können und effektiver sind.

NMN-Absorption und -Verteilung

NMN scheint über einen spezifischen Transporter auf der Zelloberfläche in die Zellen aufgenommen zu werden. Aufgrund seiner geringeren Größe im Vergleich zu NAD+ könnte NMN effizienter von den Zellen aufgenommen werden. NAD+ hat aufgrund der Zellmembranbarriere Schwierigkeiten, in den Körper zu gelangen. Neuere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass NMN über einen NMN-spezifischen Transporter direkt in die Zellen gelangen kann.

Wenn NMN injiziert wird, steigt der NAD+-Gehalt in verschiedenen Körperteilen wie Bauchspeicheldrüse, Herz und Skelettmuskulatur. Die orale Verabreichung von NMN bei Mäusen hat einen Anstieg des NAD+-Spiegels in der Leber innerhalb kurzer Zeit gezeigt.

Die Umwandlung von NMN in NAD+ und seine Sicherheit

NMN gilt im Tierversuch als sicher, und die vielversprechenden Ergebnisse haben dazu geführt, dass klinische Versuche am Menschen eingeleitet wurden. Selbst bei hohen Dosen scheint NMN sowohl bei Mäusen als auch in ersten Studien am Menschen nicht toxisch zu sein. In einer Studie aus dem Jahr 2019 wurden bei Probanden nach der Verabreichung von NMN zwar erhöhte Bilirubinwerte beobachtet, die Werte blieben jedoch im normalen Bereich. Künftige Forschungsarbeiten sollten sich mit der langfristigen Sicherheit und Wirksamkeit von NMN befassen.

Die Entwicklung der NMN- und NAD+-Forschung

NAD, das Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid, ist ein zentrales Molekül im Körper, das eine zentrale Rolle bei den zellulären Energieprozessen spielt. Seine Entdeckung im Jahr 1906 durch Arthur Harden und William John Young markierte den Beginn umfangreicher Forschungen über seine Funktionen.

Im Laufe der Jahre haben zahlreiche Wissenschaftler, darunter auch Nobelpreisträger, zu unserem Verständnis von NAD und seiner Rolle bei verschiedenen biologischen Prozessen beigetragen. Von seiner Rolle bei der Fermentation bis hin zu seiner Bedeutung bei der DNA-Replikation und RNA-Transkription ist NAD ein Schwerpunkt der biologischen Forschung geblieben.

Die Entdeckung von NMN und seiner Rolle bei der Aktivierung wichtiger Enzyme öffnete die Tür zu weiteren Studien über Proteine wie PARPs, die für die DNA-Reparatur und die Regulierung der Lebensspanne von entscheidender Bedeutung sind.

Das anhaltende Interesse an NAD, NMN und NR ist auf ihr Potenzial zurückzuführen, verschiedene altersbedingte Gesundheitsprobleme anzugehen.

Erforschung des Potenzials von Nicotinamid-Mononukleotid

Die ermutigenden Ergebnisse von Tierversuchen mit NMN haben die Forscher dazu veranlasst, sich eingehender mit seiner Wirkung auf den Menschen zu befassen. Eine kürzlich in Japan durchgeführte klinische Studie hat die Sicherheit und Verträglichkeit von NMN in den verabreichten Dosen bestätigt. Mit dem Fortschreiten der Forschung sind weitere Versuche am Menschen geplant. NMN ist nach wie vor ein faszinierendes Molekül, über dessen Fähigkeiten es noch viel zu entdecken gibt.

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