‌‌‌‌Was ist NAD+?

Nicotinamidadenindinukleotid (NAD+) kommt in allen lebenden Zellen vor. NAD+ ist die aktive Form von Vitamin B3. Die Abkürzung steht für den Begriff „Nicotinamidadenindinukleotid“. Bereits seit Jahrzehnten sind gängige Formen von B3 wie Niacin und Niacinamid als Nahrungsergänzungsmittel im Handel erhältlich. Derzeit erlangen jedoch neuere und spezialisiertere Formen wie Nicotinamidmononukleotid (NMN) und Nicotinamidriboside (NR) zunehmend an wissenschaftlicher Bedeutung, da einige Nachweise darauf hindeuten, dass sie der Zellalterung in einigen wichtigen Bereichen entgegenwirken könnten.1-4

NAD+ ist an vielen zellulären Prozessen beteiligt. Dazu zählen beispielsweise die Energieproduktion, die Zellreparatur sowie die Optimierung der gesamten Zellfunktion. Da der „NAD+“-Spiegel mit dem Alter selbst bei ausreichender Niacin- oder Niacinamidzufuhr sinkt, könnte die Wiederherstellung eines erschöpften „NAD+“-Spiegels einen wesentlichen Beitrag zu einer Anti-Aging-Strategie bzw. Maßnahme zur Förderung der zellulären Gesundheit leisten.1,2

‌‌‌‌Welche Funktion hat NAD+?

NAD+ ist eines der wichtigsten Moleküle im menschlichen Körper und wird als „universeller Elektronenträger“ im Körper bezeichnet. Wasser wird auch „universelles Lösungsmittel“ genannt. Dabei sind beide gleichermaßen wichtig für unsere Gesundheit. 

Um verstehen zu können, was NAD+ ist, muss man zunächst nachvollziehen können, was Wasserstoff bedeutet. Wasserstoffatome bestehen aus einem positiv geladenen Proton und einem negativ geladenen Elektron. Wenn das Wasserstoffatom sein Elektron verliert, wird es positiv geladen. Nimmt es dagegen ein zusätzliches Elektron auf, wird es negativ geladen. Wasserstoff hat keine Ladung, wenn ein Proton mit einem Elektron gepaart ist. 

Das „+“ in „NAD+“ bedeutet, dass das NAD-Molekül positiv geladen ist, da es ein positiv geladenes Wasserstoffproton ohne Elektron enthält. Bei einigen chemischen Reaktionen kann NAD+ ein negativ geladenes Wasserstoffteilchen aufnehmen, das zwei Elektronen enthält, um NADH zu bilden. Genau wie eine Münze zwei Seiten hat, so sind NAD+ und NADH als zwei Seiten derselben Medaille zu betrachten. Daher werden sie als „Redoxpaar“ bezeichnet. Dieser Begriff wird verwendet, um zwei Formen desselben Moleküls zu beschreiben, das Elektronen entweder aufnimmt oder abgibt. Einer Redoxreaktion liegt entweder die Aufnahme oder der Verlust von Elektronen zugrunde. Bei dieser Reaktion von NAD+ zu NADH war der Nettogewinn ein negativ geladenes Elektron, um die positive Ladung von NAD+ zu neutralisieren. Da NADH nicht geladen ist, hat es auch kein „+“-Vorzeichen. Es ist zwar nicht geladen, aber dennoch wichtig.

NAD+ ist entscheidend für die Energieerzeugung

Sowohl NAD+ als auch NADH sind für die ordnungsgemäße Funktion unserer Zellen von wesentlicher Bedeutung. Sie werden zur Energiegewinnung benötigt. Außerdem werden sie benötigt, um Moleküle in ihre aktiven Formen umzuwandeln. So ist beispielsweise Coenzym Q10 eines der wichtigsten zellulären Antioxidantien, das auch entscheidend zur Produktion von zellulärer Energie in den Mitochondrien beiträgt. Nachdem Coenzym Q10 seine Arbeit erledigt hat, wird es von seiner aktiven Form (Ubiquinol) in seine inaktive Form (Ubichinon) umgewandelt. Um CoQ10 in seine aktive Form zurückzuverwandeln, gibt NADH ein Wasserstoff- und ein Elektron-Ubichinon ab, um Ubiquinol zu bilden. Ein Sauerstoffmolekül nimmt das zusätzliche Elektron auf und das NADH wird dann wieder in NAD+ umgewandelt.

NAD+ ist an anderen Raktionen beteiligt als NADH. Die Zelle braucht beides, weil NADH nicht dieselben Eigenschaften besitzt wie NAD+ und sich die Eigenschaften beider Moleküle sozusagen ergänzen. Die Zellen benötigen sowohl NAD+ als auch NADH, um Zellenergie zu erzeugen und Moleküle wie DNA, Zellmembranen, Proteine und Hormone aufzubauen oder zu reparieren. 

Der Unterschied zwischen NAD+ und NADH

NAD+ und NADH wirken auf unterschiedliche Moleküle ein. NAD+ ist besonders wichtig, da es einer Reihe von spezialisierten Verbindungen, welche die Zellfunktion regulieren, ermöglicht, ihre Aufgabe zu erfüllen. So ist NAD+ beispielsweise von entscheidender Bedeutung für das ordnungsgemäße Funktionieren von Sirtuinen. Ohne NAD+ werden diese zellulären Proteine nicht aktiviert, um die Zellalterung zu bekämpfen und Entzündungsvorgänge zu steuern. „NAD+“-aktivierte Sirtuine fördern überdies die ordnungsgemäße Funktion des Stoffwechsels, wozu unter anderem die Steuerung des Blutzuckerspiegels sowie des Körpergewichts zählen.5

Eine weitere wichtige Anti-Aging-Wirkung von NAD+ ist, dass es die genetische Uhr in jeder Zelle verlangsamt. Diese Uhr bestimmt, wann der Mensch anfängt zu altern. Dabei ist die Länge der Telomere ein Anzeichen für den Fortschritt des Alterungsprozesses. Telomere sind die Endkappensegmente der DNA (unserem genetischen Material). Je kürzer die Telomere werden, desto stärker beeinflussen sie die Genexpression. Die Folge davon ist die Zellalterung. NAD+ ist eine der wichtigsten Verbindungen, die der Verkürzung der Telomere entgegenwirkt.1, 2, 5

‌‌‌‌‌‌‌‌Folgen des Alterns und niedrigerer „NAD+“-Werte

NAD+ ist ein sehr wichtiges zelluläres Molekül. Einer der Gründe, warum Zellen mit zunehmendem Alter ihre Funktionsfähigkeit verlieren, ist, dass der „NAD+“-Spiegel mit zunehmendem Alter abnimmt. Infolgedessen kann ein niedriger „NAD+“ Spiegel folgende Fehlfunktionen bzw. Beschwerden verursachen:1, 2, 5

  • Nachlassen der Stoffwechselfunktion – dies kann zu einer Gewichtszunahme sowie einer unzureichenden Blutzuckerkontrolle führen
  • Erschöpfung
  • Schlechtere Gesundheit der Blutgefäße
  • Altersbedingter Muskelverlust (Sarkopenie)
  • Altersbedingter Gedächtnisverlust und geistiger Verfall
  • Altersbedingter Seh- und Hörverlust 

‌‌‌‌Einem altersbedingten „NAD+“-Abbau entgegenwirken

Der Hauptgrund, warum der „NAD+“-Spiegel mit dem Alter abnimmt, sind chronische Entzündungen. Der Begriff „Entzündungsaltern“ (Inflammaging) wurde eingeführt, um die nachteilige Wirkung zu bezeichnen, die chronische, geringgradige Entzündungen auf die Beschleunigung des Alterungsprozesses haben. 

Eine der Folgen von Entzündungen ist ein „NAD+“-Rückgang. Entzündungen verursachen einen Anstieg eines zellulären Enzyms namens CD38. Dieses Enzym baut NAD+ und sogar seine Vorläufer ab.6,7 Erfreulicherweise können pflanzliche Polyphenole wie Resveratrol, Quercetin, Luteolin und möglicherweise andere die CD38-Aktivität reduzieren.8, 9

Ein weiterer wichtiger Faktor im Hinblick auf die Aufrechterhaltung des „NAD+“-Spiegels ist die Wiederherstellung von NAD+ aus NADH, wenn es ein Elektron aufnimmt. Ein spezifisches Enzym namens NQO1 ist in der Lage, NAD+ wiederherzustellen. Die Bedeutung dieser Umwandlung ist offensichtlich, da das NQO1-Gen als „Langlebigkeitsgen“ bezeichnet wird. 

Ein Mangel an NQO1 wird mit einer gestörten Entgiftung, einem niedrigeren Energieniveau sowie einer veränderten Zellfunktion in Verbindung gebracht. NQO1 arbeitet mit NADH zusammen, um CoQ10 aus seiner inaktiven Form (Ubichinon) in seine aktive Form (Ubiquinol) umzuwandeln, wobei auch NAD+ hergestellt wird. Zudem ist NQO1 wesentlich an der Aktivierung von Vitamin K beteiligt und sorgt somit dafür, dass dieses die Blutgerinnung, die Knochengesundheit und andere Funktionen ordnungsgemäß fördert. 

Ein wichtiges Ziel bei der Durchführung von Anti-Aging-Maßnahmen ist die Erhöhung der Expression dieses NQO1-Gens. Dieses Ziel kann erreicht werden, indem ein Protein namens Nrf2 induziert und durch ein anderes bekanntes BET-Protein reduziert wird. Auch dieser Vorgang kann mithilfe von Polyphenolen, insbesondere Resveratrol umgesetzt werden. Resveratrol kann die Aktivität von NQO1 direkt steigern und die Präsenz des Transkriptionsfaktors Nrf2 sowie von BET-Proteinen erhöhen. Des Weiteren soll es sowohl das Vorkommen des Glykoproteins CD38 als auch von Entzündungen herabsetzen. Daher spricht vieles dafür, Resveratrol zusammen mit „NAD+“-Vorläufern zu verwenden, um den „NAD+“-Spiegel zu erhöhen.5, 10, 11

Darüber hinaus soll Resveratrol eigene direkte Aktivitäten ausüben und die Anti-Aging-Wirkung von Sirtuinen verstärken. Klinische Studien haben gezeigt, dass Resveratrol dazu beitragen kann, Entzündungen zu bekämpfen und die geistige Funktion zu steigern.12, 13 Die empfohlene Tagesdosis von Resveratrol beträgt 500 bis 1.000 mg. 

‌‌‌‌‌‌‌‌Steigerung des „NAD+“-Spiegels mithilfe von NMN und NR

Angesichts der Bedeutung von NAD+ für die richtige Zellfunktion und die Bekämpfung des Alterungsprozesses gewinnen Strategien zur Steigerung von NAD+ durch eine Nahrungsergänzung mit Nicotinamid-Mononukleotid (NMN) und Nicotinamid-Ribosid (NR) an Beliebtheit. 

Es konnte nachgewiesen werden, dass beide dieser verbesserten Formen von Vitamin B3 den „NAD+“-Spiegel effektiv erhöhen und diesen bei fortgesetzter Anwendung beibehalten können. In der Tat werden NR und NMN in der medizinischen Literatur als „NAD+“-Booster bezeichnet, da sie den „NAD+“-Spiegel angeblich so effektiv erhöhen. 

Viele präklinische Studien zeigen, dass NR und NMN verschiedene klassische Kennzeichen der Zellalterung verbessern können.3, 4 Die zunehmenden wissenschaftlichen Belege, die derzeit über 100 Studien umfassen, haben eine große Begeisterung für die möglichen Anti-Aging-Wirkungen von NMN und NR ausgelöst. Diese werden derzeit im Rahmen klinischer Studien am Menschen untersucht. Derzeit laufen mehr als 40 klinische Humanstudien, in denen die vielen angeblichen gesundheitlichen Nutzen von NMN bzw. NR beurteilt werden sollen, wozu unter anderem die Verbesserung der Gehirnfunktion, des Herz-Kreislauf-Systems sowie des Stoffwechsels zählen. Es wird also bald viel mehr Daten dazu geben. Die bereits vorliegenden Daten sind jedoch schon ziemlich ermutigend. 

‌‌‌‌Was ist besser? NMN oder NR? 

Die meisten der vorliegenden klinischen Studien an Menschen haben sich auf die Wirkungen von Nicotinamid-Ribosid (NR) auf die kognitive Funktion, die Stimmung, den Stoffwechsel, den oxidativen Stress, die Gefäß- und Lebergesundheit sowie auf die Blutzuckerkontrolle konzentriert. Neun klinische Humanstudien, in denen NR erforscht wurde, haben gezeigt, dass es den „NAD+“-Spiegel erhöhen kann. Insgesamt haben die Untersuchungen hinsichtlich der Verbesserung verschiedener gesundheitlicher Beschwerden jedoch keine konsistenten Ergebnisse erbracht.3 

Die Bereiche, in denen die konsistentesten Ergebnisse hinsichtlich der Einnahme von NR erzielt wurden, betrafen die Verbesserung der Gehirnfunktion und die Förderung der Gefäßgesundheit. Viele Experten, allen voran Dr. David Sinclair von der Harvard-Universität, sind der Meinung, dass Nicotinamidmononukleotid (NMN) der beste „NAD+“-Booster ist, weshalb er selbst täglich 1.000 mg davon einnimmt (zusammen mit 1.000 mg Resveratrol). Es gibt viele Gründe, die darauf hinweisen, dass NMN bessere klinische Ergebnisse zeigen wird als NR.14 

Zwar sollen sowohl NR als auch NMN NAD+ erhöhen können, jedoch soll NMN angeblich einige Vorteile bieten.14-16 Da NMN der Herstellung von NAD+ einen Schritt näher ist und ein spezifischer Transporter identifiziert wurde, der NMN direkt in Zellen einspeist, könnte es besser verwertet werden als NR. Im Gegensatz dazu scheint es nun, dass ein Großteil des aufgenommenen NR zu normalem Niacinamid abgebaut und nur ein Teil des oral verabreichten NR unverändert an das Gewebe abgegeben wird. Dies könnte ein Problem darstellen, da es zu einigen Rückkopplungsmechanismen führt, die NAD+ beeinträchtigen, und Niacinamid ein starker Inhibitor der Sirtuinaktivität ist.17, 18 

Diese Umwandlung eines Großteils des oral aufgenommenen NR in Niacinamid ist möglicherweise ein weiterer Grund dafür, warum Tierversuche zeigen, dass NMN stärkere und vielfältigere positive Wirkungen als NR aufweist. So wurde in einer Studie an Mäusen beispielsweise gezeigt, dass NMN eine breite Palette von Verbesserungen des altersbedingten körperlichen Verfalls bewirken kann. Den Mäusen wurde über ein Jahr lang NMN verabreicht. Dabei wurden Verbesserungen der mitochondrialen und metabolischen Funktion, der Insulinsensitivität und des Fettstoffwechsels, der Knochendichte, des Sehvermögens sowie der Immunfunktion festgestellt.19 Die Mäuse, denen NMN verabreicht wurde, wiesen überdies eine Steigerung der Ausdauer und körperlichen Leistungsfähigkeit um bis zu 80 % auf. Diese Wirkungen wurden nicht von NR hervorgerufen. 

In Mausmodellen zur Gehirnalterung wurde gezeigt, dass sowohl NMN als auch NR die Akkumulation von Beta-Amyloid reduzieren können. Dabei handelt es sich um eine wesentliche Verbindung, die eventuell zu einer Beeinträchtigung der Gehirnfunktion führt.20,21 NR bietet hier einen offensichtlichen Vorteil, da es auch die Kognition verbessern soll.21 

Neben Dr. David Sinclair von der Harvard-Universität ist Dr. Shin-ichiro Imai von der Washington University School of Medicine in St. Louis (MO) ein weiterer führender NMN-Forscher. Seine Untersuchungen an Mäusen haben ergeben, dass NMN eindeutige Wirkungen hinsichtlich der Verzögerung von Alterungserscheinungen sowie der Steigerung von Energie und Stoffwechsel aufweist. Laut Dr. Imai deuten diese Ergebnisse bei Mäusen darauf hin, dass die Aufnahme von NMN bei Menschen bewirken könnte, dass das biologische Alter signifikant verbessert wird. Unter dem biologischen Alter versteht man das tatsächliche Alter des Körpers, das man anhand verschiedener Biomarker bestimmt.

‌‌‌‌‌‌‌‌Dosierung und Nebenwirkungen

Im Allgemeinen betrug die untersuchte Dosierung von Nicotinamidmononukleotid (NMN) 250 bis 500 mg pro Tag, während Nicotinamidribosid (NR) in einer Dosierung von 1.000 mg pro Tag verabreicht wurde. Diese Dosierungen haben sich als gut verträglich erwiesen, außerdem wurden auch keine Nebenwirkungen oder Arzneimittelwechselwirkungen beobachtet.16, 22

Quellenangaben:

  1. Covarrubias AJ, Perrone R, Grozio A, Verdin E. NAD+ metabolism and its roles in cellular processes during ageing. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021 Feb;22(2):119-141.
  2. Gilmour BC, Gudmundsrud R, Frank J, et al. Targeting NAD+ in translational research to relieve diseases and conditions of metabolic stress and ageing. Mech Ageing Dev. 2020 Mar;186:111208
  3. Hong W, Mo F, Zhang Z, Huang M, Wei X. Nicotinamide Mononucleotide: A Promising Molecule for Therapy of Diverse Diseases by Targeting NAD+ Metabolism. Front Cell Dev Biol. 2020 Apr 28;8:246.
  4. Mehmel M, Jovanović N, Spitz U. Nicotinamide Riboside-The Current State of Research and Therapeutic Uses. Nutrients. 2020 May 31;12(6):1616. 
  5. Bonkowski MS, Sinclair DA. Slowing ageing by design: the rise of NAD+ and sirtuin-activating compounds. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016 Nov;17(11):679-690. 
  6. Chini CCS, Peclat TR, Warner GM, et al. CD38 ecto-enzyme in immune cells is induced during aging and regulates NAD+ and NMN levels. Nat Metab. 2020 Nov;2(11):1284-1304.
  7. Camacho-Pereira J, Tarragó MG, Chini CCS, et al. CD38 Dictates Age-Related NAD Decline and Mitochondrial Dysfunction through an SIRT3-Dependent Mechanism. Cell Metab. 2016;23(6):1127-1139. 
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  9. Kellenberger E, Kuhn I, Schuber F, Muller-Steffner H. Flavonoids as inhibitors of human CD38. Bioorg Med Chem Lett. 2011 Jul 1;21(13):3939-42.
  10. Farkhondeh T, Folgado SL, Pourbagher-Shahri AM, Ashrafizadeh M, Samarghandian S. The therapeutic effect of resveratrol: Focusing on the Nrf2 signaling pathway. Biomed Pharmacother. 2020 Jul;127:110234. 
  11. Truong VL, Jun M, Jeong WS. Role of resveratrol in regulation of cellular defense systems against oxidative stress. Biofactors. 2018 Jan;44(1):36-49.
  12. Koushki M, Dashatan NA, Meshkani R. Effect of Resveratrol Supplementation on Inflammatory Markers: A Systematic Review and Meta-analysis of Randomized Controlled Trials. Clin Ther. 2018 Jul;40(7):1180-1192.e5.
  13. Marx W, Kelly JT, Marshall S, et al. Effect of resveratrol supplementation on cognitive performance and mood in adults: a systematic literature review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutr Rev. 2018 Jun 1;76(6):432-443. 
  14. Shade C. The Science Behind NMN-A Stable, Reliable NAD+Activator and Anti-Aging Molecule. Integr Med (Encinitas). 2020;19(1):12-14
  15. Airhart SE, Shireman LM, Risler LJ, et al. An open-label, non-randomized study of the pharmacokinetics of the nutritional supplement nicotinamide riboside (NR) and its effects on blood NAD+ levels in healthy volunteers. PLoS One. 2017 Dec 6;12(12):e0186459. 
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  21. Xie X, Gao Y, Zeng M, et al. Nicotinamide ribose ameliorates cognitive impairment of aged and Alzheimer’s disease model mice. Metab. Brain Dis. 2019;34:353–366.
  22. Martens CR, Denman BA, Mazzo MR. Chronic nicotinamide riboside supplementation is well-tolerated and elevates NAD+ in healthy middle-aged and older adults. Nat Commun. 2018 Mar 29;9(1):1286.