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Die neuesten Erkenntnisse über NAD+, den zirkadianen Rhythmus und Anti-Aging

By Max Cerquetti Mai 13, 2020

Während die Rolle des zirkadianen Rhythmus und die Anti-Aging-Vorteile von NAD+ bereits bekannt sind, liefert eine neue bahnbrechende Studie, die erst vor einer Woche veröffentlicht wurde, neue Erkenntnisse:[i]

- In welchem Ausmaß NAD+ die Genexpression des zirkadianen Rhythmus verändern kann.
- Wie NAD+ mit Hilfe von SIRT1 die BMAL1-Aktivität durch Unterdrückung von PER2 stabilisiert und wie dies die zirkadiane Transkription fördert.
- Wie eine Supplementation von NAD+ den zirkadianen Rhythmus verändert und die unterdrückte BMAL1-Bindung, die Zellschwingungen, die Atmungsrhythmen und die Aktivitätsrhythmen wieder auf ein jugendliches Niveau zurückbringt.

Was ist der zirkadiane Rhythmus?

Der zirkadiane Rhythmus wird manchmal auch als die innere Uhr des Körpers beschrieben, die den ganzen Tag über Schläfrigkeit und Wachheit reguliert. Der zirkadiane Rhythmus wird von einer Region im Gehirn gesteuert, die in hohem Maße auf Lichtveränderungen reagiert. Deshalb sind wir am wachsten, wenn die Sonne scheint, und werden müde, wenn es dunkel wird.

Was ist NAD+?

NAD+ ist ein essentielles Molekül, das überall in Ihrem Körper zu finden ist .. NAD+ spielt bie über 500 verschiedenen enzymatischen Reaktionen, die in unserem Körper ablaufen, eine zentrale Rolle [ii]. NAD+ kann durch Stoffe wie NMN (Nicotinamid-Mononukleotid) und NR (Nicotinamid-Ribosid) ergänzt werden. [iii].

Was ist derzeit über den zirkadianen Rhythmus und NAD+ bekannt?

Mit zunehmendem Alter beginnt unser zirkadianer Rhythmus abzunehmen - wir fühlen uns weniger wach, wenn wir dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, und weniger schläfrig, wenn es dunkel ist. Im Wesentlichen wird die innere Uhr unseres Körpers gedämpft [i]. Mit dem Rückgang des zirkadianen Rhythmus nehmen auch die NAD+-Werte mit zunehmendem Alter ab. Daher waren die Wissenschaftler neugierig, ob zwischen den NAD+-Werten und dem zirkadianen Rhythmus ein wechselseitiger Zusammenhang besteht.

In-vivo- und In-vitro-Studien haben gezeigt, dass eine NMN-Supplementierung (die die NAD+-Werte erhöht) die Lebensdauer von Organismen wie Mäusen und Würmern sowie von Mikroorganismen wie Hefe verlängert [iii]. Darüber hinaus schützt die NMN-Supplementierung nachweislich vor altersbedingten körperlichen Beeinträchtigungen wie Muskelregeneration, Abnahme der körperlichen Fitness, mitochondriale Dysfunktion, nachlassende Sehkraft, Insulinresistenz, arterielle Dysfunktion und mehr [iv].


Eine am 4. Mai 2020 veröffentlichte Studie liefert uns neue Erkenntnisse darüber, wie NAD+ den zirkadianen Rhythmus beeinflusst.

Diese in vivo-Studie untersuchte die Supplementation von NR (Nicotinamid-Ribosid) bei Mäusen (400 mg/kg/Tag) über einen Zeitraum von vier Monaten und verglich sie mit einer Kontrollgruppe von Mäusen, die stattdessen mit einfachem Wasser gefüttert wurde. NR ist eine weitere NAD+-Vorstufe, genau wie die oben erwähnte NMN. Nach vier Monaten wurden die Gene der Mäuse untersucht; ihre Genexpression veränderte sich drastisch. Etwa 50% der Gene der Mäuse zeigten eine signifikante Veränderung in der Expression. Einige Gene:

1. Zeigten einen Verlust der zirkadianen Rhythmusschwingung
2. Zeigten eine Zunahme der zirkadianen Rhythmusschwingung
3. Zeigten eine Verschiebung im Ausdruck des zirkadianen Rhythmus
4. Waren nicht betroffen (ca. 50%)

Während dies bemerkenswerte Ergebnisse waren, stellte sich eine wichtigere Frage. Wie führt NAD+ zu diesen Veränderungen?

Die Studie begann mit der Untersuchung der Rolle von BMAL1, einem Protein, das an der Transkription verschiedener Gene beteiligt ist, die die Mechanismen der zirkadianen Uhr bei allen Säugetieren, einschließlich des Menschen, beeinflussen. Die Mäuse wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine von ihnen hatte normale NAD+- und BMAL1-Spiegel, während die zweite Gruppe aus Mäusen bestand, bei denen ein Mangel an BMAL1 bestand. Beiden Gruppen wurden 500 mg/kg NMN (NAD+-Vorläufer) injiziert, und vier Stunden später wurden DNA-Proben entnommen. Nach Untersuchung der BMAL1-Bindungen in den Proben kam man zu dem Schluss, dass NAD+ die zirkadiane Transkription durch Stabilisierung von BMAL1 fördert.

Damit NAD+ die BMAL1-Bindungen wirksam stabilisieren kann, ist jedoch das Vorhandensein von SIRT1 erforderlich. SIRT1 ist ein Sirtuin. Das ist eine Gruppe von NAD+-abhängigen Proteinen. SIRT1 ist auch eine Protein-Deacetylase. Protein-Deacetylasen sind Enzyme, die Acetylgruppen von Lysin (einer häufigen Aminosäure/Protein) entfernen. Bei der Untersuchung von Zellen, die kein SIRT1 enthalten, stellten sie erhöhte Werte von PER2 im Zellkern dieser Zellen fest. PER2 ist ein Protein, von dem bekannt ist, dass es die BMAL1-Aktivität unterdrückt.

Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse kamen sie zu dem Schluss, dass SIRT1 die Acetylgruppe aus den PER2-Proteinen entfernt, was PER2 verändert und damit dessen Wirksamkeit zur Unterdrückung der BMAL1-Aktivität verringert. Die BMAL1-Aktivität kann stabil bleiben und somit zur Umprogrammierung der zirkadianen Funktion beitragen.

Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse kamen sie zu dem Schluss, Obwohl nun bekannt ist, wie sich NAD+ auf den zirkadianen Rhythmus auswirkt, wollten die Forscher herausfinden, ob dies tatsächlich die Grundursache für die bekannten gesundheitlichen Vorteile von NAD+ ist.

Um dies zu untersuchen, wurden zwei Gruppen von Mäusen zwei Monate lang mit NR behandelt. Die eine Gruppe waren junge, zehn Monate alte Mäuse mit hohen NAD+-Werten, die andere Gruppe bestand aus älteren, 22 Monate alten Mäusen mit niedrigen NAD+-Werten. Beide Gruppen erhielten sechs Monate lang NR. Nach diesen sechs Monaten stellten sie fest, dass bei den alten Mäusen die unterdrückte BMAL1-Bindung, die Zelloszillationen, die Atmungsrhythmen und die Aktivitätsrhythmen wieder auf ein jugendliches Niveau zurückkehrten, das mit dem der jüngeren Kontrollgruppe vergleichbar war.

References:

[i] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5272178/

[ii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5668137/

[iii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4112140/

[iv] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5795269/

[i] https://www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx

[ii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6342515/

[i] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1097276520302367


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