Neu entdeckter Mechanismus enthüllt die Rolle von NAD bei Alterung und Krankheit
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NAD: Die zelluläre Batterie, die Alterung und Krankheit antreibt
Forscher der Universität Bergen haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die ein neues Licht darauf wirft, wie unsere Zellen Energie verwalten und mit dem Altern umgehen. Im Mittelpunkt dieser Offenbarung steht ein Molekül namens NAD (Nicotinamidadenindinukleotid), das wie eine wiederaufladbare Batterie in unseren Zellen funktioniert.
Die Kraft von NAD
NAD spielt eine entscheidende Rolle in allen zellulären Prozessen und ist damit lebenswichtig. Professor Mathias Ziegler, der das internationale Forscherteam leitete, erklärt:
„Das Faszinierende an NAD ist, dass das Molekül lebenswichtig ist, da es eine kritische Rolle in allen zellulären Prozessen spielt“. Dieses Molekül ist zentral für den Energiestoffwechsel und die Regulierung lebenswichtiger Funktionen, einschließlich:
– Umwandlung von Nährstoffen in nutzbare Energie
– Versorgung zellulärer Aktivitäten
– Regulierung der Genexpression
– Erleichterung der DNA-Reparatur
Mit zunehmendem Alter sammelt unsere DNA Schäden an, was den Bedarf an NAD-Molekülen erhöht. Dieser erhöhte Bedarf an DNA-Reparatur gilt als einer der Hauptgründe für den Rückgang der zellulären NAD-Spiegel im Alter.
Mitochondrien: Die zellulären Kraftwerke
Die in Nature Metabolism veröffentlichte Studie enthüllt eine bisher unbekannte Rolle der Mitochondrien bei der Aufrechterhaltung zellulärer NAD-Spiegel. Diese Organellen, oft als Kraftwerke der Zelle bezeichnet, dienen als NAD-Reservoirs.
Lena Høyland, die Erstautorin der Studie, erklärt: „Diese Organellen dienen als NAD-Reservoir, das gefüllt wird, wenn Zellen normal funktionieren, und sie versorgen die Zelle mit NAD, wenn ein erhöhter Bedarf besteht“.
Die Forscher entdeckten, dass Mitochondrien:
1. NAD durch ein Protein namens SLC25A51 importieren können
2. NAD reversibel in Nicotinamidmononukleotid (NMN) und ATP spalten können, wenn ein Enzym namens NMNAT3 vorhanden ist
Dieser Mechanismus ermöglicht es den Mitochondrien, einen zusätzlichen, virtuellen NAD-Pool zu erhalten und so die zellulären NAD-Spiegel effektiv zu puffern.
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Auswirkungen auf Alterung und Krankheit
Die Ergebnisse der Studie haben bedeutende Auswirkungen auf unser Verständnis von Alterung und altersbedingten Krankheiten. Professor Ziegler bemerkt: „Verringerte zelluläre NAD-Spiegel scheinen von den Zellen im Allgemeinen gut toleriert zu werden. Das Problem entsteht jedoch, wenn die Mitochondrien oder ihr NAD-Speicher über längere Zeiträume beeinträchtigt oder angezapft werden“.
Diese Entdeckung könnte erklären, warum mitochondriale Dysfunktion und verringerte zelluläre NAD-Spiegel Merkmale des Alterns und altersbedingter Störungen wie Demenz und neurodegenerativer Erkrankungen sind. Die Forscher vermuten, dass ein übermäßiger Verbrauch von mitochondrialem NAD ein Schlüsselfaktor sein könnte, der zu dysfunktionalen zellulären Kraftwerken und damit zu altersbedingten Krankheiten führt.
Zukünftige Richtungen und potenzielle Therapien
Die neuen Erkenntnisse dieser Studie eröffnen spannende Möglichkeiten für zukünftige Forschung und potenzielle Therapien. Erste klinische Studien mit NAD-Ergänzungsansätzen haben ermutigende Ergebnisse gezeigt.
„Wir sind sehr begeistert davon, einen weiteren Mechanismus entdeckt zu haben, der möglicherweise an der Krankheitsentwicklung und -progression beteiligt ist“, sagt Høyland. Professor Ziegler fügt hinzu: „Unsere Studie zeigt auch die Bedeutung der Grundlagenforschung, um vielversprechende Ziele zur Verlangsamung des Alterns und zur Behandlung altersbedingter Krankheiten zu identifizieren“.
Mit dem Fortschritt der Forschung auf diesem Gebiet könnten wir die Entwicklung gezielter Therapien sehen, die darauf abzielen, mitochondriale NAD-Spiegel aufrechtzuerhalten oder wiederherzustellen, was möglicherweise den Alterungsprozess verlangsamt und altersbedingte Krankheiten mildert. Diese bahnbrechende Arbeit verbessert nicht nur unser Verständnis der zellulären Energiedynamik, sondern ebnet auch den Weg für innovative Ansätze zur Förderung eines gesünderen Alterns.
Quelle
Høyland, L.E., VanLinden, M.R., Niere, M. et al. Subcellular NAD+ pools are interconnected and buffered by mitochondrial NAD+. Nat Metab 6, 2319–2337 (2024). https://doi.org/10.1038/s42255-024-01174-w
