Prüfung der parenteralen und enteralen Bioverfügbarkeit von reduziertem Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NADH) im ZNS der narkotisierten Ratte mittels Laser-induzierter Fluoreszenzspektroskopie

Abstract

Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NADH) besitzt eine große Bedeutung im Energiehaushalt der Zelle . Es überträgt als Redox-Coenzym in den Mitochondrien Wasserstoff, der zur Energiegewinnung in der Atmungskette genutzt wird. Es existiert eine enge Korrelation zwischen Energiestoffwechsel und NADH- Konzentration einer Zelle. Metabolische und neuronale Dysfunktionen können sich somit auch in Änderungen der NADH- Konzentration widerspiegeln. Hieraus erwächst das weite Forschungsfeld klinischer Möglichkeiten von extern appliziertem NADH. Klinische Studien beschreiben therapeutische Effekte von systemisch appliziertem NADH bei Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS) wie Morbus Parkinson und der endogenen Depression. Weiterhin sollen körpereigene bzw. ‚natürliche’ Substanzen wie auch NADH die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit ohne Nebenwirkungen steigern. Wir untersuchten Aspekte der zentralen Bioverfügbarkeit von NADH im ZNS der narkotisierten Ratte nach lokaler, parenteraler und oraler Applikation von NADH mittels Laser-induzierter Fluoreszenzspektroskopie. Hierbei wurden Lichtimpulse eines Stickstofflasers mit einer Anregungswellenlänge von 337 nm, einer Impulsleistung von 30 µJ, einer Eindringtiefe von ca. 0,5 mm, einer Pulsfrequenz von 14 Hz und einer Impulsdauer von 0,35 ns genutzt. Nach Applikation von NADH (50 mg/kg KG), nicht jedoch bei dessen Vorläufer Nicotinamid, kam es zu einem deutlichen und dosisabhängigen Anstieg der kortikalen NADH-Fluoreszenz. Die Untersuchungen weisen darauf hin, dass NADH nach parenteraler und oraler Applikation resorbiert werden kann und es zu einer temporären Erhöhung der NADH-Konzentration im ZNS kommt, wobei ungeklärt ist, ob tatsächlich auch die peripher applizierten NADH-Moleküle im Kortex nachgewiesen wurden und somit unmittelbar für die zentralen NADH- Fluoreszenzerhöhungen verantwortlich sind.

The nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) is one of the main means for energy transfer in the mitochondrial respiratory chain and is an important parameter of cellular metabolism and plays a major role in mitochondrial dysfunction. Clinical studies showed positive effects of peripherally given NADH for instance in Morbus Parkinson and major depression. Furthermore, biogenic substances like NADH are supposed to increase the physical and intellectual performance without side-effects. The aim of the study was the assessment of the central availability of NADH after peripheral administration. NADH can be measured by its fluorescence and various fluorometric methods have been developed. In this study, a pulsed nitrogen laser combined with a fibreoptic set-up and photomultipliers was used to induce and measure NADH fluorescence in the rat cortex. NADH (50 mg/kg) but not the precursor nicotinamide caused a significant rise of the NADH fluorescence intensity indicating an increase of the NADH concentration in the rat cortex. In conclusion, the results suggest that NADH given orally or intraperitoneally increases the amounts of NADH in the brain. The results may thus help to explain the clinical effects reported.