Nicotinamid-Ribosidchlorid schützt Nervenzellen vor alkoholbedingten Schäden

Eine aktuelle Studie zeigt: Nicotinamid-Ribosidchlorid kann in Zell- und Mausmodellen alkoholbedingte Schäden an Nervenzellen reduzieren. Der NAD⁺-Vorläufer verbessert die mitochondriale Qualitätskontrolle und könnte damit einen neuen Ansatz zur Behandlung alkoholassoziierter kognitiver Beeinträchtigungen darstellen.

Übermäßiger Alkoholkonsum ist ein wesentlicher Risikofaktor für kognitive Beeinträchtigungen und neurodegenerative Erkrankungen. Bislang stehen jedoch keine gezielten Therapien zur Verfügung, die alkoholbedingte Schäden an Nervenzellen wirksam aufhalten oder behandeln können. Zunehmende Hinweise deuten darauf hin, dass eine gestörte Mitochondrienfunktion eine zentrale Rolle bei alkoholbedingten Hirnschäden spielt. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch bislang nicht vollständig verstanden.

Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Genes & Diseases“, zeigt nun, dass Nicotinamid-Ribosidchlorid (NRC) Nervenzellen vor alkoholbedingten Schädigungen schützen könnte. Forschende der Chongqing Medical University und des First Medical Centre of Chinese PLA General Hospital (China) untersuchten, wie der Vorläufer des Zellstoffwechselmoleküls Nicotinamidadenindinukleotid (NAD⁺) die mitochondriale Qualitätskontrolle beeinflusst. Dabei zeigte sich, dass NRC durch die koordinierte Aktivierung der mitochondrialen Stressantwort (UPRmt) und der Mitophagie – dem gezielten Abbau geschädigter Mitochondrien – neuroprotektive Effekte entfaltet.

Alkohol schädigt Mitochondrien und beeinträchtigt kognitive Funktionen

Für ihre Untersuchungen nutzten die Forschenden sowohl Mausmodelle mit alkoholbedingter Schädigung durch Flüssigfütterung als auch neuronale HT-22-Zellkulturen. Dabei analysierten sie kognitive Leistungen sowie Veränderungen der mitochondrialen Dynamik.

Die Ergebnisse zeigten, dass chronische Alkoholbelastung mit deutlichen kognitiven Einschränkungen einherging. Bei den Mäusen zeigte sich dies in einer erhöhten Fluchtlatenz und einer deutlichen Abnahme der Dicke der Körnerzellschicht im Gyrus dentatus (DG) des Hippocampus.

Auf zellulärer Ebene führte die Alkoholbelastung zu einer ausgeprägten Fragmentierung der Mitochondrien. Die Zahl kleiner, geschädigter Mitochondrien nahm zu, während sich vermehrt reaktive Sauerstoffspezies (ROS) ansammelten. Proteomanalysen der Nervenzellen zeigten zudem eine verstärkte Aktivierung von Zellstress- und Apoptoseprozessen sowie eine verringerte Zellviabilität.

NRC verbessert die mitochondriale Funktion

Anschließend untersuchten die Forschenden, ob eine Gabe von NRC diese Schäden abschwächen kann. Sowohl in den Tiermodellen als auch in den Zellkulturen konnte die Substanz die alkoholbedingten Veränderungen deutlich reduzieren. NRC verbesserte die kognitive Leistungsfähigkeit, verringerte Entzündungsreaktionen und hemmte Prozesse des programmierten Zelltods. Dies zeigte sich unter anderem an einer verminderten Expression der Apoptosemarker Bax und Caspase-9.

Darüber hinaus normalisierte NRC die Struktur der Mitochondrien: Die zuvor geschädigten, fragmentierten Organellen nahmen wieder eine gesündere längliche Form an. Gleichzeitig verbesserten sich die ATP-Produktion und das mitochondriale Membranpotenzial – zwei wichtige Indikatoren für die Energieversorgung der Zellen.

Die molekularen Analysen zeigten, dass NRC seine Schutzwirkung vor allem über eine verstärkte Fundc1-abhängige Mitophagie vermittelt. Dieser Mechanismus ermöglicht es der Zelle, beschädigte Mitochondrien gezielt abzubauen und dadurch die Funktion des mitochondrialen Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Zusätzlich modulierte NRC zentrale Signalwege der Unfolded Protein Response (UPR), indem es essentielle mitochondriale Stressantwortgene, insbesondere Atf5 und Lonp1, hochregulierte, um die mitochondriale Integrität aktiv wiederherzustellen. Die Ergebnisse unterstreichen damit die Bedeutung einer intakten mitochondrialen Qualitätskontrolle für den Schutz neuronaler Netzwerke vor alkoholbedingten Schädigungen.

Ob sich die beobachteten Effekte auf den Menschen übertragen lassen, müssen weitere klinische Studien zeigen. Die Ergebnisse liefern jedoch Hinweise darauf, dass gezielte Eingriffe in den Zellstoffwechsel – insbesondere über die Regulation des NAD⁺-Stoffwechsels – künftig eine mögliche Strategie zur Behandlung alkoholbedingter kognitiver Beeinträchtigungen und neurodegenerativer Prozesse darstellen könnten.

(lj/BIERMANN)