„Das ist gut für die freien Radikale.“ – eine Floskel, die durchaus im landläufigen Sprachgebrauch anzutreffen ist. Doch was steckt wissenschaftlich hinter dieser Aussage und gibt es auch etwas oder jemanden, der diese Radikale einfängt? Ja, diese Stoffe nennt man Antioxidantien. Es gibt einerseits natürliche Antioxidantien wie beispielsweise Vitamine. Zusätzlich dazu existieren Stoffe die indirekt, also über ein oder mehrere andere Moleküle hinweg, einen antioxidativen Effekt haben: Nrf2-Aktivatoren. Als potentes, breit wirksames Antioxidans rückt Resveratrol in den Fokus.
Bevor wir in die Untiefen der funktionellen Moleküle eindringen schauen wir uns einmal an, was ein Antioxidans überhaupt ist. Im Expertenwortlaut lautet die Definition wie folgt: „Antioxidantien sind chemische Verbindungen, die die Oxidation von anderen Substanzen verlangsamen oder gänzlich verhindern.“ Leider hilft das einer fachfremden Person erstmal überhaupt nicht weiter. Es geht aber auch verständlich.
Ein Antioxidans ist erstmal „anti“ – also irgendwem oder irgendwas gegenüber negativ eingestellt. Wemgegenüber, das verrät uns der zweite Wortbestandteil -oxidans. Dieser steht für Sauerstoffradikale. Das sind Moleküle, die Sauerstoff beinhalten und im Kontext unseres Körpers sehr „reaktiv“ sind. Das bedeutet, dass diese Moleküle aufgrund ihrer chemischen Ausstattung sehr gerne eine Bindung mit einem anderen Molekül eingehen möchten – allerdings egal, ob diese sich schon in einer Bindung befinden oder nicht. Ganz nach dem Motto „koste es was es wolle“, besitzen diese Radikale die Eigenschaft bestehende Bindungen sprengen zu können, was naturgemäß einen Schaden anrichtet. In etwa wie der Bad Boy, der dem Gentleman die Frau ausspannen möchte. Für solche Situationen hat der Körper Antioxidantien, die diese Radikale binden und damit unschädlich machen. Ein Hoch auf die Beziehungspolizei.
Zu den klassischen Antioxidantien werden unter anderem Vitamin A, Vitamin C und Vitamin E, sowie Beta-Caroten und Selen gezählt. Der Markt für diese Vitamine als Nahrungsergänzungsmittel ist riesig. Ebenso groß war allerdings die Enttäuschung als Studien an großen Populationen betrachtet wurden. Forscherinnen und Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass es keinen Hinweis gibt, dass gesunde Menschen irgendeinen Vorteil von der Einnahme von antioxidativen Vitaminen haben. Im Gegenteil: Es zeigten sich mitunter auch negative Effekte. Es ist also nicht alles Gold, was glänzt.
Nun wollen wir ein vielversprechendes Antioxidans etwas genauer unter die Lupe nehmen: Resveratrol. Diese Substanz ist vielen Menschen im Zusammenhang mit dem „Französischen Paradoxon“ ein Begriff: Franzosen leben trotz Alkohol- und Fettkonsums länger als Deutsche oder Amerikaner. Die Häufigkeit von Herzinfarkten ist lediglich ein Drittel so hoch wie in den USA. Alles wegen Resveratrol? Unter Medizinern herrscht über die Existenz dieses Paradoxons jedenfalls keine Einigkeit. Nichtsdestotrotz wurden in zahlreichen Studien für Resveratrol viele positive Wirkungen beschrieben. In Tiermodellen zeigte sich eine dosisabhängig krebshemmende Wirkung und generell ein chemoprotektiver Effekt. Ebenso konnte in Zellkulturen ein positiver Effekt auf Herzzellen und ein modulierender Effekt auf den Fettstoffwechsel nachgewiesen werden. In hohen Konzentrationen zeigte eine Studie eine Absenkung des systolischen Blutdrucks. Die Liste der positiven Effekte von Resveratrol auf die Gesundheit ist noch länger. Das – über die Zeit – relativ breit erforschte Molekül hat seine natürlichen Vorkommen vor allem in roten Weintrauben. Darüberhinaus vermochte es Resveratrol in Tiermodellen auch Nrf2 zu aktivieren. Damit sind wir auch schon bei den indirekten Antioxidantien.
Nrf2 ist ein Transkriptionsfaktor. Um diesen Begriff etwas verständlicher werden zu lassen hier ein kleiner Exkurs:
Die DNA ist der Bauplan für unseren Körper. Dieser Bauplan hat eine Menge unterschiedlicher Kapitel bzw. Abschnitte, die in der Biologie als Gene bezeichnet werden. Diese Gene beinhalten „Rezepte“ für Proteine und andere Moleküle, die für einen funktionierenden Haushalt im Körper benötigt werden. Möchte der Körper ein Protein erzeugen, dann muss das Rezept vorher „abgeschrieben“ bzw. im Fachjargon transkribiert werden. Hier kommen die Transkriptionsfaktoren ins Spiel. Ein Transkriptionsfaktor ist grundsätzlich ein Faktor, der sich positiv oder negativ auf das „Abschreiben“ auswirken kann. Nrf2 reguliert auf diese Weise über 300 Gene, die in die Modulation von Entzündungen und oxidativem Stress involviert sind. Der Transkriptionsfaktor spielt eine zentrale Rolle in der Induktion von zellschützenden Genen als Antwort auf oxidativen Stress – sorgt also für den Regenschirm, wenn es einmal ordentlichen Niederschlag gibt. Ein wahrer Freund und Helfer.
Nrf2 kann von gewissen Stoffen aktiviert werden. Resveratrol aus der Weintraube als potenten Nrf2-Aktivator haben wir schon kennengelernt. Bei manchen anderen Stoffen spricht die Medizin von Xenobiotika. Das Wort kommt aus dem Griechischen und bedeutet „dem Leben fremde Stoffe“. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um Substanzen, die natürlichen Ökosystemen, also auch dem Körper, fremd sind und meist chemisch hergestellt werden. Diese Xenobiotika können eine negative, gar keine oder eine positive Wirkung auf unseren Organismus haben. Sulforaphan ist ein Xenobiotikum mit positiver Wirkung auf den Körper. Dieser Effekt entsteht durch die Aktivierung von Nrf2. Damit wirkt das Molekül, mit natürlichem Vorkommen in Brokkoli und Kohl, indirekt als starkes Antioxidans. In Zellkulturen und in Tierversuchen konnte Sulforaphan eine hemmende Wirkung auf gewisse Tumorzellen demonstrieren und den Effekt von einzelnen Chemotherapien verstärken. Das Xenobiotikum wird ob seiner vielversprechenden Auswirkungen intensiv beforscht.
Die Überlegung, Radikalfänger und damit Antioxidantien, mengen- und aktivitätsmäßig zu unterstützen erscheint also durchaus logisch. Wir haben gelernt, dass gewisse Unterstützerstoffe durchaus in alltäglichen Nahrungsmitteln vorkommen. Da gibt es jedoch ein Aber: Die Menge an Wein, die wir trinken müssten, um eine klinisch adäquate Menge Resveratrol aufzunehmen, beläuft sich auf dutzende Liter – Hallelujah! Intelligente Köpfe haben es geschafft, das Molekül zu isolieren und in reiner Form zu produzieren. Ein Hoch auf die Forschung… und natürlich auf die Beziehungspolizei!
Verwendete Quellen
Superman und die Vitamin B3-Familie
Denu, J. M. (2007). Vitamins and aging: pathways to NAD+ synthesis. Cell, 129(3), 453-454.
OECD, P. G. D. (2013). What future for health spending?. OECD Economics Department Policy Notes, No. 19.
Uddin, G. M., Yongson, N., Sinclair, D., & Morris, M. (2015). Effects of High Fat Diet Induced Obesity on Mitochondrial Biogenesis and Function–Impact of Exercise or Nicotinamide Mononucleotide (NMN). The FASEB Journal, 29(1_supplement), 777-8.
Zhang, H. et al. (2016). NAD+ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice. Science, 352(6292), 1436-1443.
Hwang, E. S., & Hwang, S. Y. (2018). Cellular NAD⁺ level: a key determinant of mitochondrial quality and health. Annals of Geriatric Medicine and Research, 21(4), 149-157.
Kirkland, J. B., & Meyer-Ficca, M. L. (2018). Niacin. In Advances in food and nutrition research (Vol. 83, pp. 83-149). Academic Press.
Irie, J. et al. (2020). Effect of oral administration of nicotinamide mononucleotide on clinical parameters and nicotinamide metabolite levels in healthy Japanese men. Endocrine journal, 67(2), 153-160.
NR vs. NMN – blaue Pille vs. rote Pille
Yoshino, J., Mills, K. F., Yoon, M. J., & Imai, S. I. (2011). Nicotinamide mononucleotide, a key NAD+ intermediate, treats the pathophysiology of diet-and age-induced diabetes in mice. Cell metabolism, 14(4), 528-536.
Cantó, C. et al. (2012). The NAD+ precursor nicotinamide riboside enhances oxidative metabolism and protects against high-fat diet-induced obesity. Cell metabolism, 15(6), 838-847.
Chi, Y., & Sauve, A. A. (2013). Nicotinamide riboside, a trace nutrient in foods, is a vitamin B3 with effects on energy metabolism and neuroprotection. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 16(6), 657-661.
Mills, K. F. et al. (2016). Long-term administration of nicotinamide mononucleotide mitigates age-associated physiological decline in mice. Cell metabolism, 24(6), 795-806.
Trammell, S. A. et al. (2016). Nicotinamide riboside is uniquely and orally bioavailable in mice and humans. Nature communications, 7(1), 1-14.
Wang, X., Hu, X., Yang, Y., Takata, T., & Sakurai, T. (2016). Nicotinamide mononucleotide protects against β-amyloid oligomer-induced cognitive impairment and neuronal death. Brain research, 1643, 1-9.
Zhang, H. et al. (2016). NAD+ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice. Science, 352(6292), 1436-1443.
Airhart, S. E. et al. (2017). 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, 12(12).
Hwang, E. S., & Hwang, S. Y. (2018). Cellular NAD⁺ level: a key determinant of mitochondrial quality and health. Annals of Geriatric Medicine and Research, 21(4), 149-157.
Grozio, A. et al. (2019). Slc12a8 is a nicotinamide mononucleotide transporter. Nature metabolism, 1(1), 47-57.
Tarantini, S. et al. (2019). Nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation rescues cerebromicrovascular endothelial function and neurovascular coupling responses and improves cognitive function in aged mice. Redox biology, 24, 101192.
Irie, J. et al. (2020). Effect of oral administration of nicotinamide mononucleotide on clinical parameters and nicotinamide metabolite levels in healthy Japanese men. Endocrine journal, 67(2), 153-160.
Podcast David Sinclair
Ist Altern eine Krankheit?
Podcast UIBK
Weltbericht über Altern und Gesundheit (WHO)
Specht, J., Egloff, B., & Schmukle, S. C. (2011). Stability and change of personality across the life course: The impact of age and major life events on mean-level and rank-order stability of the Big Five. Journal of Personality and Social Psychology, 101(4), 862–882.
Gerstorf, D., Hoppmann, C. A., Löckenhoff, C. E., Infurna, F. J., Schupp, J., Wagner, G. G., & Ram, N. (2016). Terminal decline in well-being: The role of social orientation. Psychology and Aging, 31(2), 149.
Kruse, A. (2017). Lebensphase hohes Alter: Verletzlichkeit und Reife. Springer-Verlag.
https://www.pschyrembel.de/Krankheit/K0C8J
Altern ist was man daraus macht
Robine, J. M., Allard, M., Herrmann, F. R., & Jeune, B. (2019). The real facts supporting Jeanne Calment as the oldest ever human. The Journals of Gerontology: Series A, 74(Supplement_1), S13-S20.
https://www.smithsonianmag.com/smart-news/oldest-person-world-turns-117-180973930/
https://www.7jahrelaenger.de/7jl/magazin/jedes-dritte-maedchen-wird-100-jahre-alt-55020
https://sz-magazin.sueddeutsche.de/gesundheit/das-ist-ja-der-gipfel-79492
Antioxidantien
Bjelakovic, G., Nikolova, D., Gluud, L. L., Simonetti, R. G., & Gluud, C. (2007). Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. Jama, 297(8), 842-857.
Lehman-McKeeman, L. D. (2013). Biochemical and Molecular Basis of Toxicity. In Haschek and Rousseaux's Handbook of Toxicologic Pathology (pp. 15-38). Academic Press.
Tsopmo, A., Awah, F. M., & Kuete, V. (2013). Lignans and stilbenes from African medicinal plants. In Medicinal plant research in Africa (pp. 435-478). Elsevier.
Bjelakovic, G., Nikolova, D., & Gluud, C. (2014). Antioxidant supplements and mortality. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 17(1), 40-44.
Kubo, E., Chhunchha, B., Singh, P., Sasaki, H., & Singh, D. P. (2017). Sulforaphane reactivates cellular antioxidant defense by inducing Nrf2/ARE/Prdx6 activity during aging and oxidative stress. Scientific reports, 7(1), 1-17.
Zhou, J., Ci, X., Ma, X., Yu, Q., Cui, Y., Zhen, Y., & Li, S. (2019). Pterostilbene activates the Nrf2-dependent antioxidant response to ameliorate arsenic-induced intracellular damage and apoptosis in human keratinocytes. Frontiers in pharmacology, 10.
Langlebigkeitspfade
Salminen, A., Huuskonen, J., Ojala, J., Kauppinen, A., Kaarniranta, K., & Suuronen, T. (2008). Activation of innate immunity system during aging: NF-kB signaling is the molecular culprit of inflamm-aging. Ageing research reviews, 7(2), 83-105.
Zineldeen, D. H., Uranishi, H., & Okamoto, T. (2010). NF-kappa B signature on the aging wall. Current drug metabolism, 11(3), 266-275.
Salminen, A., & Kaarniranta, K. (2012). AMP-activated protein kinase (AMPK) controls the aging process via an integrated signaling network. Ageing research reviews, 11(2), 230-241.
Lamming, D. W., Ye, L., Sabatini, D. M., & Baur, J. A. (2013). Rapalogs and mTOR inhibitors as anti-aging therapeutics. The Journal of clinical investigation, 123(3), 980-989.
Burkewitz, K., Zhang, Y., & Mair, W. B. (2014). AMPK at the nexus of energetics and aging. Cell metabolism, 20(1), 10-25.
Cartwright, T., Perkins, N. D., & Wilson, C. L. (2016). NFKB1: a suppressor of inflammation, ageing and cancer. The FEBS journal, 283(10), 1812-1822.
Kida, Y., & Goligorsky, M. S. (2016). Sirtuins, cell senescence, and vascular aging. Canadian Journal of Cardiology, 32(5), 634-641.
Wątroba, M., Dudek, I., Skoda, M., Stangret, A., Rzodkiewicz, P., & Szukiewicz, D. (2017). Sirtuins, epigenetics and longevity. Ageing research reviews, 40, 11-19.
Weichhart, T. (2018). mTOR as regulator of lifespan, aging, and cellular senescence: a mini-review. Gerontology, 64(2), 127-134.
Stallone, G., Infante, B., Prisciandaro, C., & Grandaliano, G. (2019). mtor and aging: An old fashioned dress. International journal of molecular sciences, 20(11), 2774.
Fasten – Perspektive für ein langes Leben
Longo, V. D., & Mattson, M. P. (2014). Fasting: molecular mechanisms and clinical applications. Cell metabolism, 19(2), 181-192.
Mitchell, S. J., Bernier, M., Mattison, J. A., Aon, M. A., Kaiser, T. A., Anson, R. M., ... & de Cabo, R. (2019). Daily fasting improves health and survival in male mice independent of diet composition and calories. Cell metabolism, 29(1), 221-228.
de Cabo, R., Carmona-Gutierrez, D., Bernier, M., Hall, M. N., & Madeo, F. (2014). The search for antiaging interventions: from elixirs to fasting regimens. Cell, 157(7), 1515-1526.
Longo, V. D., & Panda, S. (2016). Fasting, circadian rhythms, and time-restricted feeding in healthy lifespan. Cell metabolism, 23(6), 1048-1059.
Velingkaar, N., Mezhnina, V., Poe, A., Makwana, K., Tulsian, R., & Kondratov, R. V. (2020). Reduced caloric intake and periodic fasting independently contribute to metabolic effects of caloric restriction. Aging Cell, 19(4), e13138.
Balasubramanian, P., Howell, P. R., & Anderson, R. M. (2017). Aging and caloric restriction research: a biological perspective with translational potential. EBioMedicine, 21, 37-44.
