NAD+ und sein Einfluss auf das Altern

Im Fokus der Anti-Aging-Forschung steht neben der AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK) insbesondere das Coenzym Nicotinamidadenindinukleotid (NAD+), das eine zentrale Rolle im Zellstoffwechsel spielt. NAD+ ist essenziell für die Energieproduktion, die DNA-Reparatur und die Aufrechterhaltung der zellulären Gesundheit. Mit zunehmendem Alter nimmt die Verfügbarkeit von NAD+ in den Zellen ab, was zu einem Rückgang der mitochondrialen Funktion und einer Zunahme altersbedingter Erkrankungen führt. Die Erforschung von NAD+ und seiner Rolle beim Altern bietet potenzielle Ansätze für Anti-Aging-Therapien.

NAD+ ist ein Coenzym, das in allen lebenden Zellen vorkommt und für Redoxreaktionen unerlässlich ist. Es agiert als Elektronenüberträger in den Mitochondrien und ist damit entscheidend für die ATP-Produktion. Ferner ist NAD+ an der Regulation von DNA-Reparaturprozessen und der Aktivität von Sirtuinen, einer Klasse von Proteinen, die an der Langlebigkeit (Longevity) beteiligt sind, wesentlich.

Die Bedeutung von NAD+ für den Metabolismus und die zelluläre Gesundheit ist seit den frühen 1900er-Jahren bekannt. In den vergangenen Jahrzehnten hat sich das Interesse verstärkt auf die Rolle von NAD+ beim Altern und die Möglichkeit konzentriert, durch die Modulation seiner Verfügbarkeit den Alterungsprozess und damit verbundene Krankheiten zu beeinflussen.

Schlüsselmechanismen

• Energiemetabolismus: NAD+ ist entscheidend für die oxidative Phosphorylierung und die Produktion von ATP, der Energiequelle der Zelle.
• DNA-Reparatur: NAD+ spielt eine Schlüsselrolle bei der Reparatur von DNA-Schäden, die mit dem Altern und der Entwicklung von Krebs assoziiert sind.
• Regulation der Sirtuin-Aktivität: Sirtuine nutzen NAD+ für ihre Aktivität, die u. a. die Genexpression beeinflusst und den Zelltod verzögert.
• Entzündungshemmung: NAD+ kann entzündliche Prozesse modulieren, die mit altersbedingten Erkrankungen in Verbindung stehen.
• Zelluläre Gesundheit und Langlebigkeit: NAD+ ist ein Substrat für Poly(ADP-ribose)-Polymerasen (PARPs), Sirtuine und ADP-Ribosylzyklasen, die alle für die Aufrechterhaltung der zellulären Gesundheit und Langlebigkeit wichtig sind.
  PARPs sind Enzyme, die an der Reparatur von DNA-Einzelstrangbrüchen beteiligt sind.

Stimulierende Faktoren

• Kalorienrestriktion: Ähnlich wie bei AMPK kann Kalorienrestriktion die NAD+-Spiegel erhöhen und die Sirtuin-Aktivität steigern.
• Körperliche Aktivität: Regelmäßige Bewegung verbessert die NAD+-Verfügbarkeit und unterstützt die mitochondrialen Funktionen.
• NAD+-Vorläufer: Substanzen wie Nicotinamid-Ribosid (NR) und Nicotinamid-Mononukleotid (NMN) können die NAD+-Spiegel in den Zellen erhöhen.

Inhibierende Faktoren

• Alterung: Mit fortschreitendem Alter sinkt der NAD+-Spiegel, was die Funktion von Sirtuinen und PARPs beeinträchtigt.
• Chronischer Stress: Psychischer und physischer Stress kann durch die Aktivierung von Entzündungswegen und die Erhöhung des Energiebedarfs den NAD+-Verbrauch erhöhen.
• Lebensstilfaktoren: Überernährung und geringe körperliche Aktivität können die NAD+-Verfügbarkeit verringern. Des Weiteren können Alkohol- und Zigarettenmissbrauch sowie übermäßige Sonneneinstrahlung und andere Umweltfaktoren (s. u.) das NAD+-System negativ beeinflussen.
  Diese Faktoren können zu oxidativem Stress und Entzündungsreaktionen führen, die den NAD+-Spiegel in den Zellen senken. Alkohol- und Zigarettenkonsum kann die Effizienz der NAD+-abhängigen Prozesse wie DNA-Reparatur und Zellstoffwechsel stören.
• Umweltfaktoren: Diese können das NAD+-System beeinträchtigen. Sie umfassen eine breite Palette von physikalischen, chemischen und biologischen Stressoren. Dazu gehören:
  • UV-Strahlung: Langfristige Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung von der Sonne kann DNA-Schäden verursachen, die den Verbrauch von NAD+ für Reparaturmechanismen erhöhen und so zu einem verringerten NAD+-Spiegel beitragen.
  • Luftverschmutzung: Schadstoffe in der Luft, wie Feinstaub, Ozon, Stickoxide und Schwefeldioxide, können oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen auslösen, die die zelluläre Gesundheit und den NAD+-Metabolismus negativ beeinflussen.
  • Pestizide: Viele in der Landwirtschaft eingesetzte Pestizide können oxidative Schäden in Zellen verursachen, was zu einem erhöhten Verbrauch von NAD+ führt, da der Körper versucht, diese Schäden zu reparieren.
  • Lösungsmittel: Organische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol und Xylol, die in Industrie und Haushalt verbreitet sind, können neurotoxische Wirkungen haben und die mitochondriale Funktion beeinträchtigen, wodurch der Bedarf an NAD+ für den Zellschutz steigt.
  • Kunststoffweichmacher: Phthalate und Bisphenol A (BPA), die in vielen Kunststoffprodukten zu finden sind, können endokrine Störungen verursachen und haben in Studien mit Tieren eine Beeinträchtigung der mitochondrialen Funktion gezeigt, was den NAD+-Verbrauch erhöht.
  • Schwermetalle: Blei, Quecksilber, Cadmium und Arsen können oxidative Schäden verursachen und die mitochondriale Funktion stören. Dies führt zu einem gesteigerten NAD+-Bedarf für die Aufrechterhaltung der zellulären Energieproduktion und Schadensreparatur.
  • Industriechemikalien: Dioxine und polychlorierte Biphenyle (PCBs), die als Nebenprodukte industrieller Prozesse entstehen, sind bekannt für ihre Fähigkeit, oxidative Schäden und Entzündungen zu verursachen, was den NAD+-Haushalt beeinträchtigen kann.

Die Bedeutung von NAD+ im Alterungsprozess

Mit fortschreitendem Alter sinkt der NAD+-Spiegel in vielen Organismen, was mit einer Reihe von altersbedingten Erkrankungen und einer verminderten Lebensspanne in Verbindung gebracht wird. Die Verringerung von NAD+ beeinträchtigt die Funktion von Sirtuinen und PARPs, was zu einer reduzierten Stressresistenz, verminderter DNA-Reparaturkapazität und gestörter mitochondrialer Funktion führt. Diese Veränderungen sind Schlüsselfaktoren im Alterungsprozess und tragen zur Entwicklung altersbedingter Krankheiten bei.

Strategien zur Erhöhung von NAD+

Die Erhöhung der NAD+-Spiegel hat sich als vielversprechender Ansatz für die Verlangsamung des Alterungsprozesses und die Verbesserung der Gesundheitsspanne herausgestellt. Verschiedene Strategien, einschließlich der Supplementierung mit NAD+-Vorstufen wie Nicotinamid-Ribosid (NR) und Nicotinamid-Mononukleotid (NMN), haben in präklinischen Studien gezeigt, dass sie die NAD+-Spiegel effektiv erhöhen und die Funktion von Sirtuinen und anderen NAD+-abhängigen Enzymen verbessern können. Diese Interventionen haben das Potenzial, altersbedingte funktionelle Abnahmen zu verzögern, die mitochondriale Funktion zu verbessern und die Lebensspanne zu verlängern.

Phytotherapeutika als natürliche Stimulantien des NAD+

Die Erhöhung der NAD+-Spiegel durch natürliche Mittel ist ein vielversprechender Ansatz in der Anti-Aging-Forschung, um den Alterungsprozess zu verlangsamen und die Gesundheit im Alter zu verbessern. Bestimmte Phytotherapeutika haben gezeigt, dass sie die Produktion von NAD+ stimulieren oder dessen Verfügbarkeit in den Zellen erhöhen können. Im Folgenden werden diese Phytotherapeutika vorgestellt, gewichtet nach ihrer Effektivität.

Resveratrol

Resveratrol ist eines der effektivsten natürlichen Stimulanzien für NAD+. Es fördert indirekt die Erhöhung der NAD+-Spiegel durch Aktivierung von SIRT1, einem der Sirtuine, die für ihre Abhängigkeit von NAD+ bekannt sind und eine wichtige Rolle bei der Förderung der Langlebigkeit spielen.

• Funktion: Aktiviert SIRT1 und fördert dadurch indirekt die Erhöhung von NAD+.
• Effektivität: Verbessert die mitochondriale Funktion und unterstützt Anti-Aging-Prozesse.

Quercetin

Quercetin, ein Flavonoid, das in Äpfeln, Zwiebeln und Kapern enthalten ist, hat ebenfalls die Fähigkeit, die NAD+-Spiegel zu beeinflussen. Es wirkt synergistisch mit anderen Substanzen wie Resveratrol, um die Aktivität von Sirtuinen zu steigern und könnte somit indirekt zur Erhöhung von NAD+ beitragen.

• Funktion: Unterstützt die Funktion von Sirtuinen und kann indirekt zur Erhöhung von NAD+ beitragen.
• Effektivität: Unterstützt die zelluläre Gesundheit und fördert die Langlebigkeit.

Curcumin

Curcumin ist bekannt für seine entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften. Obwohl direkte Beweise für eine Erhöhung von NAD+ durch Curcumin begrenzt sind, könnte seine allgemeine positive Wirkung auf die zelluläre Gesundheit und Entzündungshemmung indirekt die NAD+-Spiegel beeinflussen, insbesondere durch die Verbesserung der mitochondrialen Funktion.

• Funktion: Potenzielle indirekte Effekte auf die Erhöhung von NAD+ durch Verbesserung der mitochondrialen Gesundheit.
• Effektivität: Unterstützt die allgemeine Zellgesundheit und könnte zur Langlebigkeit beitragen.

EGCG (Epigallocatechingallat)

EGCG, der Hauptbestandteil des grünen Tees, hat antioxidative Eigenschaften, die zum Schutz der mitochondrialen Funktion beitragen können. Ähnlich wie Curcumin könnten seine allgemeinen gesundheitsfördernden Wirkungen indirekt die NAD+-Spiegel durch die Verbesserung der zellulären Effizienz und Reduktion von oxidativem Stress beeinflussen.

• Funktion: Mögliche indirekte Förderung der NAD+-Produktion durch antioxidative Wirkung.
• Effektivität: Kann zur Verbesserung der mitochondrialen Funktion und Langlebigkeit beitragen.

Spermidin

Spermidin fördert die Autophagie, einen Prozess, der für die Aufrechterhaltung der zellulären Gesundheit und Langlebigkeit wichtig ist. Durch die Verbesserung der Autophagie könnte Spermidin indirekt die NAD+-Spiegel positiv beeinflussen, indem es zur Erhaltung einer effizienten mitochondrialen Funktion beiträgt.

• Funktion: Fördert Autophagie und könnte indirekt NAD+-Spiegel erhöhen.
• Effektivität: Unterstützt die zelluläre Gesundheit und kann zur Langlebigkeit beitragen.

Literatur zu den einzelnen Phytotherapeutika finden Sie im DocMedicus Vitalstofflexikon.

Schlussbetrachtung

NAD+ steht im Zentrum der Anti-Aging-Forschung als ein kritischer Regulator des Zellmetabolismus, der DNA-Reparatur und der Sirtuin-Aktivität. Die Modulation der NAD+-Spiegel durch Diät, Lebensstiländerungen und therapeutische Interventionen bietet vielversprechende Ansätze für die Verlängerung der Gesundheitsspanne und die Bekämpfung altersbedingter Erkrankungen.

Weitere Forschungen sind erforderlich, um die Mechanismen, durch die NAD+ den Alterungsprozess beeinflusst, vollständig zu verstehen und um effektive, auf NAD+ basierende Therapien für die Anti-Aging-Medizin zu entwickeln.

© Deutsche Klinik für Prävention, Bad Münder

Literatur

1. Imai S, Guarente L: NAD+ and sirtuins in aging and disease Trends Cell Biol. 2014 Aug;24(8):464-71. doi: 10.1016/j.tcb.2014.04.002.
2. Chu X, Raju RP: Regulation of NAD+ metabolism in aging and disease Metabolism. 2022 Jan:126:154923. doi: 10.1016/j.metabol.2021.154923.
3. Conlon NJ: The Role of NAD+ in Regenerative Medicine. Plast Reconstr Surg. 2022 Oct; 150(4 Suppl ): 41S-48S.