NAD+ – Was ist NAD+ und warum ist es so wichtig?

NAD+ ist für die Energieerzeugung im Körper und die Regulierung zentraler zellulärer Prozesse von entscheidender Bedeutung. Hier ist, warum es so wichtig ist, wie es entdeckt wurde und wie Sie mehr davon bekommen können.

NAD+, oder Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid, ist ein kritisches Koenzym, das in jeder Zelle Ihres Körpers zu finden ist und an Hunderten von Stoffwechselprozessen beteiligt ist. Aber die NAD+-Werte nehmen mit dem Alter ab. NAD+ hat im menschlichen Körper im Allgemeinen zwei Arten von Reaktionen: Es hilft bei der Umwandlung von Nährstoffen in Energie als Schlüsselfaktor im Stoffwechsel und arbeitet als Hilfsmolekül für Proteine, die andere Zellfunktionen regulieren. Diese Prozesse sind unglaublich wichtig.

Hier findest du die Unterschiede zwischen NAD+ und NADH

Wie NAD+ wirkungsvoll ist

Öffnen Sie ein beliebiges Biologie-Lehrbuch, und Sie erfahren etwas über NAD+, das für Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid steht. Es ist ein kritisches Koenzym, das in jeder Zelle Ihres Körpers zu finden ist und an Hunderten von Stoffwechselprozessen wie z.B. der zellulären Energie und der Gesundheit der Mitochondrien beteiligt ist. NAD+ ist in den Zellen von Menschen und anderen Säugetieren, Hefe und Bakterien, sogar in Pflanzen, hart am Werk.

Wissenschaftler wissen über NAD+ seit seiner ersten Entdeckung im Jahr 1906 Bescheid, und seitdem hat sich unser Verständnis seiner Bedeutung ständig weiterentwickelt. So spielte beispielsweise der NAD+-Vorläufer Niacin eine Rolle bei der Linderung von Pellagra, einer tödlichen Krankheit, die den amerikanischen Süden in den 1900er Jahren heimsuchte. Wissenschaftler stellten damals fest, dass Milch und Hefe, die beide NAD+-Vorläufer enthalten, die Symptome linderten. Im Laufe der Zeit haben die Wissenschaftler mehrere NAD+-Vorläufer identifiziert – unter anderem Nikotinsäure, Nikotinamid und Nikotinamid-Ribosid – die sich natürliche Wege zunutze machen, die zu NAD+ führen. Stellen Sie sich die NAD+-Vorläufer als verschiedene Wege vor, die Sie nehmen können, um zu einem Ziel zu gelangen. Alle Wege führen zum gleichen Ort, aber mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln.

In jüngster Zeit ist NAD+ aufgrund seiner zentralen Rolle für biologische Funktionen zu einem geschätzten Molekül in der wissenschaftlichen Forschung geworden. Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat untersucht, wie NAD+ mit den bemerkenswerten Vorteilen bei Tieren zusammenhängt, die Forscher weiterhin dazu inspirieren, diese Ergebnisse auf den Menschen zu übertragen. Wie kommt es also, dass NAD+ eine so wichtige Rolle spielt? Kurz gesagt, es ist ein Coenzym oder “Helfer”-Molekül, das sich an andere Enzyme bindet, um Reaktionen auf molekularer Ebene zu bewirken.

Aber der Körper verfügt nicht über einen unendlichen Vorrat an NAD+. Tatsächlich nimmt er mit dem Alter ab. Die Geschichte der NAD+-Forschung und ihre jüngste Etablierung in der Wissenschaftsgemeinde hat den Wissenschaftlern die Schleusen geöffnet, um die Aufrechterhaltung des NAD+-Niveaus zu untersuchen und mehr NAD+ zu erhalten.

nad+

NAD+ und NADH

NAD+ ist neben Wasserstoff(H) auch als Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid im Nahrungsergänzungsmittel NADH enthalten.

Was ist die Geschichte von NAD+?

NAD+ wurde erstmals 1906 von Sir Arthur Harden und William John Young identifiziert, als die beiden das Ziel verfolgten, die Gärung – bei der Hefe Zucker verstoffwechselt und Alkohol und CO2 erzeugt – besser zu verstehen. Es dauerte fast 20 Jahre, bis NAD+ mehr Anerkennung fand, als Harden 1929 gemeinsam mit Hans von Euler-Chelpin den Nobelpreis für Chemie für ihre Arbeit über die Gärung erhielt. Euler-Chelpin stellte fest, dass die Struktur von NAD+ aus zwei Nukleotiden besteht, den Bausteinen der Nukleinsäuren, aus denen die DNA besteht. Die Erkenntnis, dass die Fermentation, ein Stoffwechselprozess, auf NAD+ angewiesen ist, lässt erahnen, was wir heute darüber wissen, dass NAD+ eine entscheidende Rolle bei den Stoffwechselprozessen des Menschen spielt.

Euler-Chelpin bezeichnete NAD+ in seiner Nobelpreisrede von 1930 als Cozymase, wie es einst genannt wurde, um seine Vitalität zu propagieren. “Der Grund dafür, dass wir so viel an der Reinigung und Bestimmung der Konstitution dieser Substanz arbeiten”, sagte er, “ist, dass die Cozymase einer der am weitesten verbreiteten und biologisch wichtigsten Aktivatoren in der Pflanzen- und Tierwelt ist”.

Otto Heinrich Warburg – bekannt für den “Warburg-Effekt” – trieb die Wissenschaft in den 1930er Jahren voran, wobei die Forschung die Rolle von NAD+ bei Stoffwechselreaktionen weiter erklärt. 1931 identifizierten die Chemiker Conrad A. Elvehjem und C.K. Koehn, dass Nikotinsäure, eine Vorstufe von NAD+, der mildernde Faktor in Pellagra war. Der Arzt des öffentlichen Gesundheitsdienstes der Vereinigten Staaten, Joseph Goldberger, hatte zuvor festgestellt, dass die tödliche Krankheit mit etwas zusammenhängt, das in der Ernährung fehlt, was er dann als PPF für “Pellagra-Präventivfaktor” bezeichnete. Goldberger starb vor der letztendlichen Entdeckung, dass es sich um Nikotinsäure handelt, aber seine Beiträge führten zu dieser Entdeckung, die auch die eventuelle Gesetzgebung informierte, die die Anreicherung von Mehl und Reis auf internationaler Ebene vorschreibt.

Im nächsten Jahrzehnt entdeckte Arthur Kornberg, der später den Nobelpreis für die Darstellung der Bildung von DNA und RNA erhielt, die NAD-Synthetase, das Enzym, das NAD+ herstellt. Diese Forschung markierte den Beginn des Verständnisses der Bausteine von NAD+. Im Jahr 1958 definierten die Wissenschaftler Jack Preiss und Philip Handler den heute als Preiss-Handler-Signalweg bekannten Weg. Der Weg zeigt, wie Nikotinsäure – dieselbe Form von Vitamin B3, die zur Heilung von Pellagra beigetragen hat – zu NAD+ wird. Dies half den Wissenschaftlern, die Rolle von NAD+ in der Ernährung besser zu verstehen. Handler wurde später von Präsident Ronald Reagan mit der National Medal of Science ausgezeichnet, der Handler als “herausragenden Beitrag zur biomedizinischen Forschung … zur Förderung des Standes der amerikanischen Wissenschaft” zitierte.

Obwohl die Wissenschaftler nun die Bedeutung von NAD+ erkannt hatten, mussten sie noch seine komplizierten Auswirkungen auf die zelluläre Ebene entdecken. Kommende Technologien in der wissenschaftlichen Forschung in Verbindung mit der umfassenden Anerkennung der Bedeutung des Coenzyms ermutigten die Wissenschaftler schließlich dazu, das Molekül weiter zu untersuchen.

Die Bedeutung von NAD+

Unser heutiges Verständnis der Bedeutung von NAD+ begann eigentlich in den 1960er Jahren. Anhand von Kernextrakten aus Hühnerleber identifizierte der französische Wissenschaftler Pierre Chambon einen Prozess namens Poly-ADP-Ribosylierung, bei dem NAD+ in zwei Bestandteile aufgespalten wird, von denen einer (Nikotinamid) wiederverwertet wird, während der andere (ADP-Ribose) auf ein Protein trifft. Diese Forschung bildete die Grundlage für das Gebiet der PARPs oder Poly(ADP-Ribose)-Polymerasen, einer Gruppe von Proteinen, die auf NAD+ angewiesen sind, um zu funktionieren und zelluläre Funktionen auszuführen. PARPs sind einer anderen Gruppe von Proteinen, den Sirtuinen, insofern ähnlich, als beide nur in Gegenwart von NAD+ funktionieren.

Wissenschaftler bezeichnen Sirtuine oft als “Wächter des Genoms” wegen ihrer Rolle bei der Regulierung der zellulären Homöostase. Zur Homöostase gehört es, die Zelle im Gleichgewicht zu halten. Sirtuine sind eine Gruppe von Proteinen, die erstmals in den 1970er Jahren entdeckt wurden, deren Abhängigkeit von NAD+ aber erst in den 1990er Jahren erkannt wurde. Der Mitbegründer von Elysium und MIT-Biologe Leonard Guarente identifizierte, dass SIR2, ein Sirtuin in Hefe, die Lebensdauer der Hefe nur dann verlängerte, wenn es durch NAD+ aktiviert wurde.

Mit diesem Wissen wurde eine klare Verbindung zwischen Sirtuinen und Stoffwechsel hergestellt. Es gab den Wissenschaftlern auch Hinweise auf ein Übersprechen zwischen den biologischen Funktionen, d.h., dass der Stoffwechsel mit anderen biologischen Prozessen eng verbunden ist. Darüber hinaus inspirierte es weitere Forschungen zu einem zuvor übersehenen Thema.

“Es gibt jetzt vielleicht 12.000 Arbeiten über Sirtuine. Als wir die NAD+-abhängige Deacetylase-Aktivität entdeckten, lag die Zahl der Arbeiten in den 100er Jahren”, so Guarante’s.

Der Mensch erhält NAD+ aus seiner Nahrung über Lebensmittel, die aus Aminosäuren bestehen, die auch Vorläufer von NAD+ sind. NR ist jedoch ein hochwirksamer Vorläufer von NAD+. Wenn es sich bei den NAD+-Vorläufern um verschiedene Wege handelt, die man nehmen kann, um zu einem Ziel zu gelangen, wird NR oft als der beste verfügbare Weg zu NAD+ angesehen.

Wissenschaftler arbeiteten an der Entwicklung einer besseren NAD+-Ergänzung und dachten dabei an einen Zugang außerhalb der Ernährung. Die Tatsache, dass NR als ein sehr effizienter Weg zur Steigerung von NAD+ angesehen wird, warf die Frage auf: Wir wissen, was NAD+ tun kann, aber wie bekommen wir mehr davon?

Die Zukunft von NAD+

Seit fast 100 Jahren ist NAD+ unglaublich wichtig, aber das allmähliche Tempo der wissenschaftlichen Forschung und technologischen Entwicklung zeigt erst jetzt, wie es genutzt werden kann.

Die Kenntnis der Geschichte von NAD+ und der nachfolgenden Entdeckungen rund um das Coenzym hat die Forscher dazu veranlasst, zu untersuchen, was die Wissenschaftsgemeinschaft heute mit den Informationen tun kann. NAD+ hat ein enormes Potenzial, und die Art und Weise, wie es ausgeschöpft wird, ist der aufregendste Aspekt der aktuellen Forschung.

Eine von Elysium Health durchgeführte Humanstudie aus dem Jahr 2017 ergab, dass die täglichen Dosen eines NAD+-Vorläufers die NAD+-Werte um durchschnittlich 40 Prozent erhöhten. Jüngste Studien, die die Auswirkungen von NAD+-Vorläufern an Tieren untersuchen, sind vielversprechend, aber bisher gibt es noch keine Hinweise darauf, dass diese Tierstudien auf den Menschen übertragen werden können.