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Nicotinamidmononukleotid

chemische Verbindung

Nicotinamidmononukleotid (NMN oder β-NMN) ist ein Nukleotid, das sich aus Ribose, Nicotinamid, Nicotinamidribosid und Nicotinsäure ableitet.[2] Beim Menschen verwenden mehrere Enzyme NMN, um Nicotinamidadenindinucleotid (NADH) zu erzeugen.[2] Bei Mäusen wird vermutet, dass NMN innerhalb von 10 Minuten nach oraler Aufnahme über den Dünndarm absorbiert und über Slc12a8-Transporter in Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) umgewandelt wird.[3] Diese Beobachtung wurde jedoch in Frage gestellt[4] und bleibt daher vorerst ungeklärt.[5]

Strukturformel
Strukturformel von NMN
Allgemeines
Name Nicotinamidmononukleotid
Andere Namen

3-Carbamoyl-1-(5-O-phosphono-β-D-ribofuranosyl)pyridin-1-ium (IUPAC)

Summenformel C11H15N2O8P
Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1094-61-7
EG-Nummer 214-136-5
ECHA-InfoCard 100.012.851
PubChem 16219737
ChemSpider 13553
Wikidata Q21547155
Eigenschaften
Molare Masse 334,221 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[1]

Schmelzpunkt

166 °C[1]

Löslichkeit
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1]
keine GHS-Piktogramme

H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Da NADH ein Kofaktor für Prozesse in Mitochondrien, für Sirtuine und PARP ist, wird NMN in Tiermodellen als potenzielles neuroprotektives und Altersverhinderungsmittel untersucht.[6][7] Die Umkehrung des Alterungsprozesses auf zellulärer Ebene durch Hemmung mitochondrialen Verfalls bei erhöhtem NAD+-Gehalt macht es zu einem beliebten Anti-Aging-Produkt.[8] Unternehmen, die Nahrungsergänzungsmittel herstellen, haben unter Berufung auf diese Vorteile NMN-Produkte aggressiv beworben.[9] Bislang haben jedoch keine klinischen Studien am Menschen die Altersverhinderungswirkung von NMN bewiesen, und die vermuteten gesundheitlichen Vorteile wurden nur in vitro oder im Tierversuch nahegelegt.[10] Die Verabreichung einer Einzeldosis von 500 mg hat sich in einer Studie der Keiō-Universität bei Männern als sicher erwiesen.[11] In einer klinischen Studie aus dem Jahr 2021 wurde festgestellt, dass NMN die muskuläre Insulinsensitivität bei prädiabetischen Frauen verbessert[12], während eine andere Studie ergab, dass sich die aerobe Kapazität bei Freizeitläufern verbessert.[13] Eine klinische Studie aus dem Jahr 2023 zeigte, dass NMN die Leistung bei einem Sechs-Minuten-Gehtest und nach einer subjektiven Bewertung den allgemeinen Gesundheitszustand verbessert.[14]

NMN ist für den extrazellulären Abbau durch das Enzym CD38 anfällig,[15] das durch Verbindungen wie CD38-IN-78c gehemmt werden kann.[16]

Vorkommen in Lebensmitteln

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NMN ist in Früchten und Gemüse, wie Edamame, Brokkoli, Kohl, Gurken und Avocado in einer Konzentration von etwa 1 mg pro 100 g enthalten.[17][18][19] Daher ist es nicht möglich, aus diesen natürlichen Quellen die Mengen zu gewinnen, die erforderlich sind, um die Dosierung zu erreichen, die derzeit für NMN als Arzneimittel untersucht wird.

Herstellung

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Die Produktion von Nicotinamidmononukleotid ist in den Vereinigten Staaten seit der zweiten Hälfte des Jahres 2022 von der FDA ausgesetzt worden, da es als Arzneimittel untersucht wird.[20]

Unterschiedliche Ausprägungen von NMN in menschlichen Organen

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Die Enzyme, die NMN synthetisieren, und die Enzyme, die NMN verbrauchen, weisen eine Gewebespezifität auf: NMN ist in den Geweben und Organen des gesamten Körpers weit verbreitet und seit der Embryonalentwicklung in verschiedenen Zellen vorhanden.[21]

Mögliche Vorteile und Risiken

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NMN ist eine Vorstufe für die NAD+-Biosynthese, und die Einnahme von NMN-Nahrungsergänzungsmitteln erhöht nachweislich die NAD+-Konzentration und hat somit das Potenzial, altersbedingte Störungen wie oxidativen Stress, DNS-Schäden, Neurodegeneration und Entzündungsreaktionen zu mildern.[22] NMN wird daher als Pulver- und Kapselform mit gesundheitsfördernden Vorteilen beworben, jedoch fehlen aussagekräftige Studien, die diese Wirkungen belegen.[23]

Bestimmte Enzyme reagieren empfindlich auf das intrazelluläre NMN/NAD+-Verhältnis, wie z. B. SARM1[24], ein Protein, das für die Initiierung zellulärer Degenerationswege wie MAP-Kinase verantwortlich ist und den Verlust von Axonen und den Tod von Neuronen verursacht.[25][26] NMNAT ist ein Enzym mit neuronenerhaltenden Eigenschaften, das NMN abbaut und NAD+ produziert, wodurch die Aktivität von SARM1 abgeschwächt und das Überleben der Neuronen in-vitro gefördert wird[27][28] – ein Effekt, der durch die Gabe von exogenem NMN wieder rückgängig gemacht wird, wodurch die Zerstörung von Axonen sofort wieder einsetzt.[25] Das ähnliche Molekül Nicotinsäuremononukleotid (NaMN) wirkt der aktivierenden Wirkung von NMN auf SARM1 entgegen und ist ein Neuroprotektor.[29]

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Commons: Nicotinamidmononukleotid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c d e f g Eintrag zu N1123 β-Nicotinamide Mononucleotide bei TCI Europe, abgerufen am 2. Juli 2024.
  2. ↑ a b Roger Roger Lee: Different Expressions of NMN Across Human Organs. In: American Journal of Sociology. 2023 (englisch, nmnsupplier.com).
  3. ↑ A Grozio, KF Mills, J Yoshino, S Bruzzone, G Sociali, K Tokizane, HC Lei, R Cunningham, Y Sasaki, ME Migaud, SI Imai: Slc12a8 is a nicotinamide mononucleotide transporter. In: Nature Metabolism. 1. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2019, S. 47–57, doi:10.1038/s42255-018-0009-4, PMID 31131364, PMC 6530925 (freier Volltext) – (englisch).
  4. ↑ MS Schmidt, C Brenner: Absence of evidence that Slc12a8 encodes a nicotinamide mononucleotide transporter. In: Nature Metabolism. 1. Jahrgang, Nr. 7, Juli 2019, S. 660–661, doi:10.1038/s42255-019-0085-0, PMID 32694648 (englisch).
  5. ↑ CCS Chini, JD Zeidler, S Kashyap, G Warner, EN Chini: Evolving concepts in NAD+ metabolism. In: Cell Metabolism. 33. Jahrgang, Nr. 6, 1. Juni 2021, S. 1076–1087, doi:10.1016/j.cmet.2021.04.003, PMID 33930322, PMC 8172449 (freier Volltext) – (englisch).
  6. ↑ Brazill JM, Li C, Zhu Y, Zhai RG: + synthase… It's a chaperone… It's a neuroprotector. In: Current Opinion in Genetics & Development. 44. Jahrgang, Juni 2017, S. 156–162, doi:10.1016/j.gde.2017.03.014, PMID 28445802, PMC 5515290 (freier Volltext) – (englisch).
  7. ↑ Kathryn F. Mills, Shohei Yoshida, Liana R. Stein, Alessia Grozio, Shunsuke Kubota, Yo Sasaki, Philip Redpath, Marie E. Migaud, Rajendra S. Apte, Koji Uchida, Jun Yoshino, Shin-Ichiro Imai: Long-Term Administration of Nicotinamide Mononucleotide Mitigates Age-Associated Physiological Decline in Mice. In: Cell Metabolism. 24. Jahrgang, Nr. 6, 13. Dezember 2016, S. 795–806, doi:10.1016/j.cmet.2016.09.013, PMID 28068222, PMC 5668137 (freier Volltext) – (englisch).
  8. ↑ Harshani Nadeeshani, Jinyao Li, Tianlei Ying, Baohong Zhang, Jun Lu: Nicotinamide mononucleotide (NMN) as an anti-aging health product – Promises and safety concerns. In: Journal of Advanced Research. 37. Jahrgang, 1. März 2022, S. 267–278, doi:10.1016/j.jare.2021.08.003, PMID 35499054, PMC 9039735 (freier Volltext) – (englisch).
  9. ↑ Beyond Resveratrol: The Anti-Aging NAD Fad In: Scientific American Blog Network, 11. März 2015 (englisch). 
  10. ↑ Harshani Nadeeshani, Jinyao Li, Tianlei Ying, Baohong Zhang, Jun Lu: Nicotinamide mononucleotide (NMN) as an anti-aging health product – Promises and safety concerns. In: Journal of Advanced Research. 37. Jahrgang, 1. März 2022, S. 267–278, doi:10.1016/j.jare.2021.08.003, PMID 35499054, PMC 9039735 (freier Volltext) – (englisch).
  11. ↑ Junichiro Irie, Emi Inagaki, Masataka Fujita, Hideaki Nakaya, Masanori Mitsuishi, Shintaro Yamaguchi, Kazuya Yamashita, Shuhei Shigaki, Takashi Ono, Hideo Yukioka, Hideyuki Okano: Effect of oral administration of nicotinamide mononucleotide on clinical parameters and nicotinamide metabolite levels in healthy Japanese men. In: Endocrine Journal. 67. Jahrgang, Nr. 2, 2020, S. 153–60, doi:10.1507/endocrj.EJ19-0313, PMID 31685720 (englisch, jst.go.jp [abgerufen am 1. Juli 2024]).
  12. ↑ Yoshino M, Yoshino J, Kayser BD, Patti GJ, Franczyk MP, Mills KF, Sindelar M, Pietka T, Patterson BW, Imai SI, Klein S: Nicotinamide mononucleotide increases muscle insulin sensitivity in prediabetic women. In: Science. 372. Jahrgang, Nr. 6547, Juni 2021, S. 1224–29, doi:10.1126/science.abe9985, PMID 33888596, PMC 8550608 (freier Volltext) – (englisch).
  13. ↑ Bagen Liao, Yunlong Zhao, Dan Wang, Xiaowen Zhang, Xuanming Hao, Min Hu: Nicotinamide mononucleotide supplementation enhances aerobic capacity in amateur runners: a randomized, double-blind study. In: Journal of the International Society of Sports Nutrition. Band 18, Nr. 1, 2021, S. 54, doi:10.1186/s12970-021-00442-4, PMID 34238308, PMC 8265078 (freier Volltext).
  14. ↑ Yi Lin: The efficacy and safety of β-nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation in healthy middle-aged adults: a randomized, multicenter, double-blind, placebo-controlled, parallel-group, dose-dependent clinical trial. In: Geroscience. 45. Jahrgang, Nr. 1, Februar 2023, S. 29–43, doi:10.1007/s11357-022-00705-1, PMID 36482258, PMC 9735188 (freier Volltext) – (englisch).
  15. ↑ Cambronne XA, Kraus WL: + Synthesis and Functions in Mammalian Cells. In: Trends in Biochemical Sciences. 45. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2020, S. 858–73, doi:10.1016/j.tibs.2020.05.010, PMID 32595066, PMC 7502477 (freier Volltext) – (englisch, jbc.org).
  16. ↑ Tarragó MG, Chini CC, Kanamori KS, Warner GM, Caride A, de Oliveira GC, Rud M, Samani A, Hein KZ, Huang R, Jurk D, Cho DS, Boslett JJ, Miller JD, Zweier JL, Passos JF, Doles JD, Becherer DJ, Chini EN: A Potent and Specific CD38 Inhibitor Ameliorates Age-Related Metabolic Dysfunction by Reversing Tissue NAD+ Decline. In: Cell Metab. 27. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2018, S. 1081–95.e10, doi:10.1016/j.cmet.2018.03.016, PMID 29719225, PMC 5935140 (freier Volltext) – (englisch).
  17. ↑ KF Mills, S Yoshida, LR Stein, A Grozio, S Kubota, Y Sasaki, P Redpath, ME Migaud, RS Apte, K Uchida, J Yoshino, SI Imai: Long-Term Administration of Nicotinamide Mononucleotide Mitigates Age-Associated Physiological Decline in Mice. In: Cell Metabolism. 24. Jahrgang, Nr. 6, 13. Dezember 2016, S. 795–806, doi:10.1016/j.cmet.2016.09.013, PMID 28068222, PMC 5668137 (freier Volltext) – (englisch).
  18. ↑ Finn Ryan: 5 Anti-Aging Food Types You Should Already Be Eating. In: Bicycling. 6. Dezember 2016, abgerufen am 20. Januar 2022 (amerikanisches Englisch).
  19. ↑ Scientists identify new fuel-delivery route for cells. In: Washington University School of Medicine. 7. Januar 2019, abgerufen am 20. Januar 2022 (englisch).
  20. ↑ FDA Halts NMN Supplement Approval, Citing Pharmaceutical Potential. (englisch).
  21. ↑ FDA Halts NMN Supplement Approval, Citing Pharmaceutical Potential. (englisch).
  22. ↑ Song Q, Zhou X, Xu K, Liu S, Zhu X, Yang J: The Safety and Antiaging Effects of Nicotinamide Mononucleotide in Human Clinical Trials: an Update. In: Adv Nutr. 14. Jahrgang, Nr. 6, November 2023, S. 1416–35, doi:10.1016/j.advnut.2023.08.008, PMID 37619764, PMC 10721522 (freier Volltext) – (englisch).
  23. ↑ Jana Meixner: Nicotinamid-Mononukleotid (NMN): spekulative Versprechen. In: Medizin transparent. 21. März 2024, abgerufen am 2. Juli 2024.
  24. ↑ Matthew D. Figley, Weixi Gu, Jeffrey D. Nanson, Yun Shi, Yo Sasaki, Katie Cunnea, Alpeshkumar K. Malde, Xinying Jia, Zhenyao Luo, Forhad K. Saikot, Tamim Mosaiab, Veronika Masic, Stephanie Holt, Lauren Hartley-Tassell, Helen Y. McGuinness, Mohammad K. Manik, Todd Bosanac, Michael J. Landsberg, Philip S. Kerry, Mehdi Mobli, Robert O. Hughes, Jeffrey Milbrandt, Bostjan Kobe, Aaron DiAntonio, Thomas Ve: SARM1 is a metabolic sensor activated by an increased NMN/NAD+ ratio to trigger axon degeneration. In: Neuron. 109. Jahrgang, Nr. 7, 7. April 2021, S. 1118–1136.e11, doi:10.1016/j.neuron.2021.02.009, PMID 33657413, PMC 8174188 (freier Volltext) – (englisch).
  25. ↑ a b M Di Stefano, I Nascimento-Ferreira, G Orsomando, V Mori, J Gilley, R Brown, L Janeckova, M E Vargas, L A Worrell, A Loreto, J Tickle, J Patrick, J R M Webster, M Marangoni, F M Carpi, S Pucciarelli, F Rossi, W Meng, A Sagasti, R R Ribchester, G Magni, M P Coleman, L Conforti: A rise in NAD precursor nicotinamide mononucleotide (NMN) after injury promotes axon degeneration. In: Cell Death and Differentiation. 22. Jahrgang, Nr. 5, April 2015, S. 731–742, doi:10.1038/cdd.2014.164, PMID 25323584, PMC 4392071 (freier Volltext) – (englisch).
  26. ↑ Zhi Ying Zhao, Xu Jie Xie, Wan Hua Li, Jun Liu, Zhe Chen, Ben Zhang, Ting Li, Song Lu Li, Jun Gang Lu, Liangren Zhang, Li-he Zhang, Zhengshuang Xu, Hon Cheung Lee, Yong Juan Zhao: A Cell-Permeant Mimetic of NMN Activates SARM1 to Produce Cyclic ADP-Ribose and Induce Non-apoptotic Cell Death. In: iScience. 15. Jahrgang, 4. Mai 2019, S. 452–466, doi:10.1016/j.isci.2019.05.001, PMID 31128467, PMC 6531917 (freier Volltext) – (englisch).
  27. ↑ Jennifer M. Brazill, Chong Li, Yi Zhu, R. Grace Zhai: NMNAT: It's an NAD+ Synthase… It's a Chaperone… It's a Neuroprotector. In: Current Opinion in Genetics & Development. 44. Jahrgang, 26. April 2017, S. 156–162, doi:10.1016/j.gde.2017.03.014, PMID 28445802, PMC 5515290 (freier Volltext) – (englisch).
  28. ↑ Josiah Gerdts, Daniel W. Summers, Jeffrey Milbrandt, Aaron DiAntonio: Axon self destruction: new links among SARM1, MAPKs, and NAD+ metabolism. In: Neuron. 89. Jahrgang, Nr. 3, 3. Februar 2016, S. 449–460, doi:10.1016/j.neuron.2015.12.023, PMID 26844829, PMC 4742785 (freier Volltext) – (englisch).
  29. ↑ Yo Sasaki, Jian Zhu, Yun Shi, Weixi Gu, Bostjan Kobe, Thomas Ve, Aaron DiAntonio, Jeffrey Milbrandt: Nicotinic acid mononucleotide is an allosteric SARM1 inhibitor promoting axonal protection. In: Experimental Neurology. 345. Jahrgang, November 2021, S. 113842, doi:10.1016/j.expneurol.2021.113842, PMID 34403688, PMC 8571713 (freier Volltext) – (englisch).
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