Alterung: Lebenserwartung und gesunde Lebenserwartung

Bei MotoGene werden wir von einer kühnen Vision angetrieben – die gesellschaftliche Herangehensweise an das Altern neu zu definieren. Wir sind uns der enormen Belastung durch chronische Erkrankungen wie Herzinsuffizienz und Krebs, insbesondere für ältere Menschen, sehr bewusst.

Wir verfolgen einen evidenzbasierten wissenschaftlichen Ansatz und nutzen klinische Forschung sowie Ernährungsinnovationen.

Durch die Beseitigung der zugrunde liegenden Ursachen altersbedingter Symptome können Menschen ihre Gesundheit und Vitalität zurückgewinnen, ihre Lebensqualität steigern und damit die Grundlage für ein gesundes Altern schaffen.

1. Genetische Instabilität

Genetische Instabilität, einer der entscheidenden Faktoren, die die gesunde Lebenserwartung beeinflussen, gilt als ein zentrales Merkmal des Alterns und als treibender Faktor für den Alterungsprozess. Sie beschreibt verschiedene Arten von DNA-Schäden – etwa Mutationen – die sowohl im Zellkern als auch in Mitochondrien entstehen können. Solche Schäden können durch normale Stoffwechselprozesse, zufällige Fehler während der DNA-Replikation oder durch Umwelteinflüsse wie Strahlung, genotoxische Substanzen, Rauchen oder Infektionen verursacht werden.

Um die gesunde Lebensspanne aufrechtzuerhalten, aktiviert der Körper leistungsfähige DNA-Reparatursysteme. Eine der Schlüsselkomponenten ist das Enzym PARP1, das als zentraler Sensor für DNA-Schäden fungiert. PARP1 erkennt Defekte im nuklearen Genom und rekrutiert zahlreiche Reparaturproteine, um die Integrität des Erbguts sicherzustellen.

Beachtenswert ist jedoch, dass die Aktivität von PARP1 mit zunehmendem Alter abnehmen kann. Eine unzureichende Reparatur von DNA-Schäden führt zur Anhäufung genetischer Mutationen, was zur Zellalterung, chronischer Entzündung und alterungsbedingten Erkrankungen beitragen kann.

2. Mitochondriale Dysfunktion

Jede Zelle in unserem Körper enthält zahlreiche Mitochondrien, die für die Erzeugung der Energie verantwortlich sind, die zur Ausführung lebenswichtiger Zellfunktionen benötigt wird. Eine weitere wesentliche Herausforderung für eine gesunde Lebensspanne besteht jedoch darin, dass die mitochondriale Funktion mit zunehmendem Alter abnimmt. Dies liegt daran, dass die mitochondriale DNA aufgrund von Replikationsfehlern Mutationen erleidet.

Leider können sich diese Mutationen durch einen Prozess namens „klonale Expansion“ vervielfachen. Faktoren wie reaktive Sauerstoffspezies (ROS), freie Radikale oder Rauchen können diesen Prozess zusätzlich verschärfen.

Die Mutationen in der mitochondrialen DNA schreiten schrittweise voran. Mit der Zeit akkumulieren sie sich, erreichen schließlich kritische Werte und führen zu defekten Mitochondrien, was zu einer unzureichenden Energieproduktion, chronischer Entzündung und einem erhöhten Risiko für altersbedingte Erkrankungen wie neurodegenerative Störungen führt.

3. Chronische Entzündung

Es ist relativ leicht nachzuvollziehen, dass Entzündungen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung einer gesunden Lebenserwartung spielen. So nutzen Immunzellen akute Entzündungsreaktionen, um Infektionen zu bekämpfen und Zellschäden zu reparieren. Mit zunehmendem Alter jedoch breitet sich eine chronische Entzündung aus – auch bekannt als „Inflammaging“. Dieser anhaltende, niedriggradige Entzündungszustand kann durch verschiedene Faktoren wie ungesunde Ernährung, Infektionen, Verletzungen oder mitochondriale Dysfunktion ausgelöst werden.

Chronische Entzündungen stellen aufgrund ihrer molekularen und zellulären Komplexität ein besonders schwieriges Problem dar. Sie können beispielsweise durch DNA-Schäden infolge reaktiver Sauerstoffspezies beginnen, äußern sich jedoch häufig auch in abnormalem Verhalten von Immunzellen oder durch das Auftreten seneszenter Zellen in bestimmten Körperregionen. Abhängig von den betroffenen Organen können chronische Entzündungen zur Entstehung zahlreicher altersbedingter Erkrankungen beitragen, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, Diabetes und neurodegenerative Erkrankungen.

Die Auswirkungen chronischer Entzündungen gehen über eine verringerte Reaktionsfähigkeit des Körpers auf neue Herausforderungen (wie Infektionen) hinaus – sie beeinträchtigen auch die Fähigkeit, alltägliche Aufgaben zu bewältigen, und führen letztlich zu einer erheblichen Minderung der Lebensqualität.

NAD⁺:

eine entscheidende Verbindung für gesundes Altern

Bei MotoGene erkennen wir, dass die drei Merkmale des Alterns keine isolierten Prozesse sind, sondern eng miteinander verknüpft. Durch sorgfältige Forschung zu diesen zentralen Aspekten des Alterns konzentrieren wir uns darauf, umsetzbare ernährungsbezogene Interventionen zu identifizieren, die deren Auswirkungen verlangsamen oder sogar umkehren können.

Unsere gezielte Forschung hat gezeigt, dass NAD⁺ (Nikotinamidadenindinukleotid), ein entscheidender zellulärer Metabolit zur Förderung eines gesunden Alterns, ein zentrales Ziel darstellt.

1. Genomische Stabilität

NAD⁺ spielt eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität und anderer zellulärer Funktionen. Es dient insbesondere als Substrat für Enzyme wie PARP1. Bei DNA-Schäden wird PARP1 schnell aktiviert und verbraucht NAD⁺, um Poly(ADP-Ribose)-Ketten auf Zielproteine zu synthetisieren. Dieser Vorgang wirkt als Signal, um weitere DNA-Reparaturproteine an den Ort des Schadens zu rekrutieren.

Ist der DNA-Schaden reparierbar, aktiviert PARP1 die Reparaturmechanismen und fördert das Überleben der Zelle. Im Falle schwerwiegender DNA-Schäden kann jedoch eine übermäßige PARP1-Aktivierung zu einem intrazellulären NAD⁺-Verbrauch führen, was letztlich zum Zelltod führen kann. Die Verfügbarkeit von NAD⁺ beeinflusst daher nicht nur die DNA-Reparatur, sondern reguliert auch andere zelluläre Prozesse wie Zelltod, Entzündung und Alterung.

2. Mitochondriale Effizienz

NAD⁺ ist ein zentrales Molekül zur Regulierung der mitochondrialen Funktion und des Stoffwechselgleichgewichts. Es spielt eine entscheidende Rolle in Redoxreaktionen (Reduktion und Oxidation) und zirkuliert kontinuierlich zwischen seiner oxidierten (NAD⁺) und reduzierten (NADH) Form, um wichtige Stoffwechselprozesse wie Glykolyse, Citratzyklus, oxidative Phosphorylierung und Fettsäureoxidation anzutreiben. Als essenzielles Coenzym führt ein Mangel an NAD⁺ zu einer erheblichen Verringerung der Stoffwechseleffizienz und der zellulären Energieproduktion.

Das Verhältnis von NAD⁺ zu NADH ist entscheidend für die Aufrechterhaltung eines gesunden Redoxmilieus in der Zelle. Ein Rückgang des NAD⁺-Spiegels (oder ein Überschuss an NADH) kann oxidativen Stress, mitochondriale Dysfunktion und Entzündungen fördern und letztlich die gesunde Lebenserwartung verkürzen.

Neben seiner Rolle im Redoxhaushalt reguliert NAD⁺ auch die Sirtuine, eine Gruppe zentraler Stoffwechselenzyme. Sirtuine nutzen NAD⁺ als Substrat, um mitochondriale und nukleäre Proteine chemisch zu modifizieren (indem sie Acetyl- oder andere Acylgruppen von Lysinresten entfernen). Dies beeinflusst verschiedene zelluläre Prozesse, darunter die Genexpression und die mitochondriale Biogenese. Somit hat die Verfügbarkeit von NAD⁺ in der Zelle einen direkten Einfluss auf die mitochondriale Funktion und ist eng mit der zellulären Gesundheit verbunden.

3. Entzündungsbalance

Die beteiligten Mechanismen sind komplex und eng miteinander verflochten, doch NAD⁺ hat einen deutlichen Einfluss auf den Entzündungszustand im Körper und kann die allgemeine Gesundheit wesentlich beeinflussen.

Ein Mechanismus besteht in der Nutzung von NAD⁺ durch Sirtuin-Enzyme, die eine Vielzahl zellulärer Prozesse regulieren. Dazu gehören die Steuerung der Genexpression im Zellkern sowie die Regulation metabolischer Prozesse in den Mitochondrien. Diese Wirkungen reichen von der Modulation von Signalwegen, die entzündungsfördernde Moleküle in Immunzellen regulieren (bekannt als "seneszenzassoziierter sekretorischer Phänotyp" oder SASP), bis hin zur Aktivierung antioxidativer Abwehrmechanismen gegen den durch Mitochondrien erzeugten oxidativen Stress.

Darüber hinaus beeinflusst NAD⁺ Entzündungsprozesse über das Enzym CD38, das NAD⁺ im extrazellulären Raum abbaut. Die durch CD38 bedingte Reduktion des NAD⁺-Spiegels kann das „Inflammaging“ – die chronisch entzündliche Komponente des Alterns – verstärken. Wenn CD38 beispielsweise in Immunzellen wie M1-Makrophagen exprimiert wird, führt der NAD⁺-Verbrauch zu mitochondrialer Dysfunktion und kann lokale Gewebeentzündungen auslösen.

NAD⁺ entfaltet somit je nach Kontext unterschiedliche Wirkungen über spezifische Enzyme und Zelltypen und trägt zu antiinflammatorischen Effekten bei. Auf diese Weise kann es die Entstehung chronischer Entzündungen regulieren und zur Verlängerung der gesunden Lebenserwartung beitragen.

Die NAD⁺ Spiegel nehmen mit dem Alter deutlich ab

Die Diskussion über die drei zentralen Merkmale des Alterns unterstreicht die Bedeutung eines angemessenen NAD⁺-Spiegels zur Erhaltung einer gesunden Lebenserwartung. Dennoch lohnt es sich, die Beziehung zwischen NAD⁺-Spiegeln und dem Alterungsprozess im menschlichen Körper weiter eingehend zu untersuchen.

Es wurde beobachtet, dass die NAD⁺-Spiegel mit zunehmendem Alter tendenziell abnehmen. Der Umfang dieses Rückgangs kann jedoch je nach individuellen Faktoren wie Genetik, Lebensstil, zirkadianem Rhythmus und physiologischem Zustand variieren. Im Folgenden werden einige Beispiele aufgeführt, die diesen Zusammenhang verdeutlichen.

Blut

Studien zum Blut haben gezeigt, dass die NAD⁺-Spiegel im Plasma mit zunehmendem Alter deutlich abnehmen, während die NAD⁺-Spiegel im Vollblut vor allem in späteren Lebensjahren signifikant sinken. Interessanterweise neigen Frauen dazu, niedrigere NAD⁺-Spiegel im Vollblut zu haben als Männer, was auf geschlechtsspezifische Unterschiede im NAD⁺ Stoffwechsel hinweist.

Haut

In menschlichen Hautproben wurde durchgängig festgestellt, dass die NAD⁺-Spiegel mit zunehmendem Alter deutlich abnehmen. Berichten zufolge kann der NAD⁺-Spiegel bei älteren Menschen um mehr als 50 % reduziert sein.

Gehirn

Studien zeigen, dass die NAD⁺-Spiegel im Gehirn mit zunehmendem Alter abnehmen, wobei das Ausmaß dieses Rückgangs individuell unterschiedlich sein kann. In einigen Untersuchungen wurde berichtet, dass die NAD⁺-Spiegel vom jungen Erwachsenenalter bis ins hohe Alter um 10 % bis 25 % sinken. Es gibt jedoch auch Studien, die abweichende Ergebnisse zeigen.

Obwohl die Veränderungen der NAD⁺-Spiegel in anderen Organen weiterhin erforscht werden, deuten zahlreiche klinische Studien bisher auf einen altersbedingten Rückgang von NAD⁺ hin. Ein Absinken des NAD⁺-Spiegels führt zu einem verminderten NAD⁺/NADH-Redoxverhältnis und verschiebt den zellulären Zustand in eine stärker reduzierte Richtung – ein Zustand, der als „Pseudohypoxie“ bezeichnet wird. Dieser Zustand wurde mit einer Vielzahl altersbedingter Erkrankungen in Verbindung gebracht. Daher gilt die Supplementierung von NAD⁺ als vielversprechende Strategie zur Verbesserung zentraler Kennzeichen des Alterungsprozesses.