Einem Artikel im Journal of the American Medical Association zufolge beginnt das Gehirn im Alter von 30 Jahren zu altern; ab dem 40. Lebensjahr verlangsamt sich der Stoffwechsel des Körpers und die Funktion der Gehirnzellen nimmt ab, was zu einer Verringerung der körperlichen Kraft, des Gedächtnisses, der Reflexe, der Orientierung und der körperlichen Koordination führt; ab dem 60. Mit der Alterung des Gehirns steigt auch das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson erheblich.

Kann die Alterung des Gehirns also verzögert werden? Was die Lebensweise betrifft, so tragen guter und ausreichender Schlaf, eine optimistische Einstellung, eine vernünftige Ernährung, mäßige Bewegung, Lesen, Nachdenken usw. zur Gesundheit des Gehirns bei. Was die Mechanismen des Alterns betrifft, so stehen alle Alterserscheinungen in engem Zusammenhang mit dem Rückgang des NAD+-Spiegels im Körper, und die Gesundheit des Gehirns bildet da keine Ausnahme.

Kürzlich hat eine Gruppe von Studien gezeigt, dass die Behandlung mit dem NAD+-Vorläufer NMN die neurovaskuläre Kopplung (NVC) bei alternden Mäusen wiederherstellt. Der Mangel an NVC scheint ein wichtiger Faktor für den altersbedingten Rückgang der kognitiven und motorischen Funktionen zu sein, so dass diese Studie spannende Ergebnisse für die Langlebigkeitsforschung liefert.

Was ist neurovaskuläre Kopplung?

Es ist der evolutionäre Vorteil des menschlichen Gehirns, der es uns ermöglicht hat, in dem Zustand zu bleiben, in dem wir uns heute befinden, und eine große Anzahl von Ressourcen zu nutzen. Obwohl das Gehirn selbst nur 2 % der Körpermasse ausmacht, ist der zerebrale Blutfluss (CBF) für 15 % der Herzleistung und 20 % des gesamten Sauerstoffverbrauchs in Ruhe verantwortlich. Unter normalen Umständen muss der zerebrale Blutfluss ständig in die gerade aktiven Hirnregionen umgeleitet werden, und der NVC ist der Mechanismus, der für diesen komplexen Vorgang verantwortlich ist. Das Verhältnis zwischen CBF und Herzleistung nimmt jedoch mit dem Alter ab.

Die NVC funktioniert in erster Linie durch Vasodilatation, d. h. durch die Erweiterung der Blutgefäße in Bereichen, in denen ein erhöhter Blutfluss erforderlich ist. Der zelluläre Mechanismus, der dahinter steht, beinhaltet die Produktion von Stickstoffmonoxid durch Endothelzellen in den Blutgefäßen des Gehirns, was zu einer Vasodilatation und einer optimalen Gehirnleistung führt.

Es gibt immer mehr Belege dafür, dass die Funktion der NVC mit dem Alter abnimmt und dass dieser Rückgang mit kognitiven Beeinträchtigungen und der Entwicklung von Demenz bei älteren Menschen einhergeht und dass auch bestimmte motorische Funktionen betroffen sind.

Warum wird NMN benötigt?

NAD+ ist für viele zelluläre Prozesse wichtig und vor allem für seine Rolle in der Elektronentransportkette bekannt. Die Elektronentransportkette ist der wichtigste intrazelluläre Energieerzeugungsprozess, der in den Mitochondrien stattfindet. Mit zunehmendem Alter nimmt der NAD+-Spiegel allmählich ab und die Funktion der Mitochondrien wird beeinträchtigt. Es hat sich gezeigt, dass eine NMN-Supplementierung altersbedingte Funktionsstörungen in einer Vielzahl von Organen bei Mäusen rückgängig machen kann, was sich langfristig positiv auf die Gesundheit auswirkt.

Mitochondriale Degeneration führt zu erhöhtem mitochondrialem oxidativem Stress, der wiederum zu kardiovaskulärer Dysfunktion und altersbedingten neurovaskulären Schäden führt. In der Annahme, dass eine verminderte NVC-Funktion mit mitochondrialer Degeneration einhergeht, untersuchten die Forscher, ob dieser Effekt durch eine NMN-Supplementierung rückgängig gemacht werden kann.

NMN erhöht die NO-Produktion durch mitochondriale Reparatur.

In dieser Studie wurden gealterte Mäuse zwei Wochen lang mit NMN behandelt, und anschließend wurden die kognitiven und motorischen Funktionen im Zusammenhang mit der NVC-Reaktion bewertet.

Zunächst wurden die CBF-Reaktionen gemessen, indem die Schnurrhaare der Mäuse stimuliert wurden, um eine Reihe von Gehirnaktivitäten anzuregen. Zu Beginn zeigten seneszente Mäuse schwächere CBF-Reaktionen, was auf eine altersbedingte Beeinträchtigung der NVC hinweist. Nach der NMN-Behandlung waren die CBF-Reaktionen bei den alten Mäusen ähnlich wie bei den jungen Mäusen. Die MRT-Analyse zeigte den gleichen Bildeffekt: So war der CBF bei alten Mäusen schwächer als bei jungen Mäusen, aber die NMN-Behandlung erhöhte die CBF-Antwortwerte signifikant.

Um festzustellen, ob diese Effekte in erster Linie auf eine erhöhte NO-Produktion zurückzuführen sind, verabreichten die Forscher den NO-Synthase-Hemmer L-NAME an drei Gruppen von Mäusen (junge Mäuse, unbehandelte alte Mäuse und mit NMN behandelte alte Mäuse). Die Ergebnisse zeigten, dass die NVC-Antwort bei den jungen Mäusen stark reduziert war, während die Antwort bei den unbehandelten alten Mäusen nicht festgestellt wurde, während die mit NMN behandelten alten Mäuse eine Umkehrung des L-NAME-Effekts bei der Antwort zeigten.

In vitro-Experimente haben gezeigt, dass eine NMN-Behandlung den altersbedingten mitochondrialen oxidativen Stress in mikrovaskulären Endothelzellen des Gehirns (CMVEC) abschwächt. Um festzustellen, ob dieser Mechanismus die NO-Produktion beeinflusst, führten die Forscher auch eine Reihe von Tests mit mtROS-Inhibitoren (mitochondrial reactive oxygen species) mit unterschiedlichen NMN-Strukturen durch. Es stellte sich heraus, dass diese Verbindungen ebenfalls einen Anstieg der NO-Reaktion bewirkten, so dass die Forscher zu dem Schluss kamen, dass die Wiederherstellung der mitochondrialen Funktion durch NMN tatsächlich mit einem Anstieg von NO verbunden ist.

Die Autoren führten auch mehrere Tests zu kognitiven und motorischen Fähigkeiten durch, um erhebliche Verbesserungen nach der NMN-Behandlung nachzuweisen, z. B. den Wasserlabyrinth-Test. Bei diesem Test müssen die Mäuse eine schwimmende Plattform finden, um so schnell wie möglich aus dem Wasser zu kommen. Der Test bewertet Reaktionen, die das Bewusstsein und das Gedächtnis betreffen, und erfordert daher einen CBF-Anstieg. Bei älteren Mäusen, denen NMN verabreicht wurde, erholte sich das Arbeitsgedächtnis auf das bei jüngeren Mäusen beobachtete Niveau. Darüber hinaus lassen sich die Auswirkungen der verbesserten motorischen Fähigkeiten auch anhand der Gangleistung feststellen. Ein veränderter Gang wird bei älteren Menschen und in Tiermodellen mit neurovaskulärer Dysfunktion in Verbindung gebracht, und altersbedingte Gangstörungen sind eine der Hauptursachen für Stürze und Gehbehinderungen bei älteren Menschen.

Schlussfolgerung

Die NMN-Supplementierung hat in vielen Bereichen der Langlebigkeitsforschung durchweg ermutigende Ergebnisse gezeigt. Die aktuelle Studie ist die erste, die zeigt, dass es zur Wiederherstellung der NVC und zur Linderung altersbedingter kognitiver und motorischer Probleme eingesetzt werden kann. Da NVC auch bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit beeinträchtigt ist, vermuten die Autoren, dass NMN ein großes Potenzial zur Verbesserung der kognitiven Funktion bei Alzheimer-Patienten hat.