TMG
TMG steht für Trimethylglycin, ein langer Name für ein kurzes Molekül. Wie der Name schon sagt, ist TMG Glycin mit drei Methylgruppen (Abbildung 1). Glycin ist eine Aminosäure, ein Baustein von Proteinen. Eine Methylgruppe besteht aus einem Kohlenstoffatom, das von drei Wasserstoffatomen umgeben ist. Wir können TMG selbst synthetisieren. Wir nehmen es auch über die Nahrung auf, insbesondere über Weizenkleie, Weizenkeime, Weizenbrot, Spinat und Rote Bete (1). TMG wurde erstmals in der Roten Bete (Beta bulgaris) entdeckt, daher ist es auch als Betain oder Betainglycin bekannt. Heute sind weitere Betaine erforscht.
Abbildung 1: TMG. TMG ist Trimethylglycin. Ein Glycinmolekül mit drei Methylgruppen (grün).
TMG verfügt über genügend Methylgruppen, um welche frei zu haben.
Mit seinen drei Methylgruppen ist TMG ein großzügiger Methyldonator! Das bedeutet, es gibt seine Methylgruppen an andere Moleküle wie Proteine oder DNA ab – ein Prozess, der als Methylierung bezeichnet wird. Die Methylierung kann die Eigenschaften von Molekülen verändern und ist für viele Zellfunktionen unerlässlich. Beispielsweise reguliert die DNA-Methylierung die Genexpression. Veränderungen im DNA-Methylierungsmuster (nicht unbedingt im Ausmaß der Methylierung) treten im Laufe des Alterungsprozesses und bei Erkrankungen wie Krebs auf (2) .
TMG gleicht die NMN-Supplementierung aus
Die Methylierung spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel von NMN und NAD. NAD ist essenziell für die Energieproduktion und die Aktivität von Elementarproteinen wie Sirtuinen (Langlebigkeit) und PARP (DNA-Reparatur) ( 3,4) . Der NAD-Spiegel sinkt jedoch ab dem 5. Lebensjahr. Laut klinischen Studien kann dieser Abfall durch NMN-Supplementierung rückgängig gemacht werden ( 6,7) .
In der Leber interagiert NAD+ mit seinen Partnern (wie Sirtuinen), und ein Teil davon muss in den Blutkreislauf ausgeschieden werden. Hier kommt die Methylierung ins Spiel. Damit NAD+ ausgeschieden werden kann, wird es in NAM umgewandelt, und NAM wird durch Methylierung zu mNAM (Methyl-NAM) (8) ( Abbildung 2) . mNAM ist die Form, die in den Blutkreislauf abgegeben wird.
Abbildung 2: Vereinfachter NAD-Stoffwechselweg (8). In der Leber wird NMN (endogen oder zugeführt) zu NAD+ umgewandelt, das mit Sirtuinen, PARP usw. interagiert. Nach dieser Interaktion wird NAD+ zu NAM umgewandelt. NAM muss (aus SAM) zu mNAM methyliert werden, um aus der Leber in den Blutkreislauf ausgeschieden zu werden. Methylgruppen und Methyldonatoren sind grün dargestellt.
Erhöhte NAD-Spiegel nach NMN-Supplementierung führten zu einem höheren Bedarf an Methylgruppen für die mNAM-Produktion. Da der Methylpool in der Zelle begrenzt ist, empfiehlt Harvard-Professor Dr. David Sinclair, diesen durch die Einnahme von TMG (9) zu erhöhen. Obwohl TMG nicht der primäre Methylgruppendonator für mNAM ist, soll es dazu beitragen, das Gleichgewicht der Methylgruppen in der Zelle aufrechtzuerhalten. So gleicht TMG die Wirkung von NMN aus.
TMG senkt den Homocysteinspiegel
TMG ist zwar nicht der primäre Methyldonator für NAM, aber für Homocystein. Homocystein ist eine Aminosäure, die in hohen Konzentrationen toxisch wirkt und mit kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht wird. Daher muss ihr Spiegel kontrolliert werden. Eine Möglichkeit hierfür ist die Methylierung von Homocystein durch TMG (oder B-Vitamine), hauptsächlich in der Leber. Klinische Studien haben gezeigt, dass TMG den Homocysteinspiegel signifikant senkt (10) . Bei der Methylierung durch TMG wird Homocystein zu Methionin.
Methionin ist eine essentielle Aminosäure und ein weiteres Bindeglied zwischen TMG und NAD (11) .
Abbildung 4: Der Homocystein-Stoffwechsel ist mit dem NAD+-Stoffwechsel verknüpft. Methionin wird in den Methyldonator SAM umgewandelt, der NAM zu mNAM methyliert. Für ein ausgeglichenes System müssen ausreichend Methyldonatoren (TMG und SAM) vorhanden sein. Methylgruppen und Methyldonatoren sind grün dargestellt.
Hohe Homocysteinwerte sind mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden (12) . Die Wirkung von TMG auf kardiovaskuläre Marker ist jedoch umstritten. Einige Wissenschaftler vermuten eine Verbesserung, andere eine Verschlechterung. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse von zwölf klinischen Studien kam zu dem Schluss, dass weniger als 4 g TMG pro Tag den Homocysteinspiegel senken, ohne die Lipidbelastung zu beeinflussen. Höhere Dosen hingegen erhöhten den Gesamtcholesterin- und LDL-Cholesterinspiegel (10) . Beide Dosierungen zeigten eine vergleichbare Senkung des Homocysteinspiegels.
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist auch mit erhöhten Homocysteinwerten assoziiert. In einer klinischen Studie mit 67 AD-Patienten wurden Dosen von bis zu 200 μg/kg TMG über einen Monat getestet (13) . Diese Dosis entspricht 0,014 g für eine Person mit 70 kg Körpergewicht. Selbst in dieser geringen Dosis senkte TMG den Homocysteinspiegel auf normale Werte. Es reduzierte außerdem Entzündungsmarker, phosphoryliertes Tau und die Aβ-Akkumulation – allesamt wichtige Merkmale der AD. Bemerkenswerterweise verbesserten sich nach der Intervention auch die Gedächtnisleistungen der Patienten (13) . So vielversprechend diese Ergebnisse auch sein mögen, stammen sie nur aus einer einzigen Studie und müssen daher mit Vorsicht interpretiert werden.
TMG könnte bei Insulinresistenz hilfreich sein.
Möglicherweise verbessert TMG die Insulinsensitivität. Einige vielversprechende Ergebnisse stammen von Nagetieren mit Typ-2-Diabetes. Mäuse und Ratten, die TMG erhielten, zeigten eine bessere Insulinsensitivität und Glukosetoleranz (Glukose wurde leichter aus dem Blutkreislauf aufgenommen) als die Kontrollgruppe. TMG wies zudem entzündungshemmende und antioxidative Wirkungen auf (14) .
Dennoch ist der Effekt beim Menschen nicht eindeutig. Eine klinische Studie mit 2394 Teilnehmern zeigte, dass TMG in Kombination mit Cholin die Insulinresistenz bei gesunden Frauen signifikant reduzierte. Bei Männern waren die Ergebnisse jedoch nicht signifikant. Auch ist unklar, ob TMG oder Cholin den größeren Effekt hatte (15) . Weitere Studien belegten einen positiven Effekt auf die Blutzuckerkontrolle und den Gesamtkörperfettanteil bei adipösen Personen (jedoch nicht bei Patienten mit Typ-2-Diabetes) (14) . Insgesamt ist weitere Forschung erforderlich, um einen positiven Zusammenhang zwischen TMG und Insulinresistenz nachzuweisen.
TMG-Sicherheit
Studien am Menschen zeigen, dass TMG bis zu einer Tagesdosis von 15 g sicher ist (1) . Dosen über 4 g täglich können jedoch den Gesamtcholesterinspiegel und das LDL-Cholesterin erhöhen. Selten können auch andere Nebenwirkungen auftreten (16) .
Abschluss
TMG ist ein Methylgruppendonator und kann den erhöhten Bedarf an Methylgruppen bei NMN-Supplementierung decken. TMG senkt zudem den Homocysteinspiegel, der in hohen Konzentrationen mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf- und neurodegenerative Erkrankungen einhergeht. Es gibt außerdem erste Hinweise darauf, dass TMG die Insulinresistenz verbessert; weitere Studien am Menschen sind erforderlich, um dies zu bestätigen.
Referenzen
1. Craig SAS. Betain in der menschlichen Ernährung . Am J Clin Nutr 2004;80:539–49.
2. Das PM, Singal R. DNA-Methylierung und Krebs . Journal of Clinical Oncology 2004;22:4632–42.
3. Murata MM, Kong X, Moncada E, Chen Y, Imamura H, Wang P, et al. NAD+-Verbrauch durch PARP1 als Reaktion auf DNA-Schäden löst eine für das Überleben geschädigter Zellen entscheidende Stoffwechselumstellung aus . Mol Biol Cell 2019;30:2584–97.
4. Imai S Ichiro, Guarente L. NAD+ und Sirtuine bei Alterung und Krankheit . Trends Cell Biol 2014;24:464.
5. Massudi H, Grant R, Braidy N, Guest J, Farnsworth B, Guillemin GJ. Altersbedingte Veränderungen des oxidativen Stresses und des NAD+-Stoffwechsels im menschlichen Gewebe . PLoS One 2012;7.
6. Igarashi M, Nakagawa-Nagahama Y, Miura M, Kashiwabara K, Yaku K, Sawada M, et al. Chronische Supplementierung mit Nicotinamidmononukleotid erhöht den Nicotinamidadenindinukleotid-Spiegel im Blut und verändert die Muskelfunktion bei gesunden älteren Männern . NPJ Aging 2022;8.
7. Okabe K, Yaku K, Uchida Y, Fukamizu Y, Sato T, Sakurai T, et al. Orale Verabreichung von Nicotinamidmononukleotid ist sicher und erhöht effizient den Nicotinamidadenindinukleotid-Spiegel im Blut gesunder Probanden . Front Nutr 2022;9.
8. Canto C. NAD+-Vorstufen : Eine fragwürdige Redundanz . Metabolites 2022;12.
9. Dr. David Sinclair. Dr. Prof. Sinclair „Lifespan“-Podcast.
10. Ashtary-Larky D, Bagheri R, Ghanavati M, Asbaghi O, Tinsley GM, Mombaini D, et al. Auswirkungen einer Betain-Supplementierung auf kardiovaskuläre Marker: Eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse . Crit Rev Food Sci Nutr 2022;62:6516–33.
11. Roberti A, Fernández AF, Fraga MF. Nicotinamid-N-Methyltransferase: An der Schnittstelle zwischen zellulärem Metabolismus und epigenetischer Regulation . Mol Metab 2021;45:101165.
12. Ganguly P, Alam SF. Rolle des Homocysteins bei der Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen . Nutr J 2015;14:1–10.
13. Sun J, Wen S, Zhou J, Ding S. Zusammenhang zwischen Mangelernährung und Hyperhomocysteinämie bei Alzheimer-Patienten und diätetischer Intervention mit Betain . J Clin Lab Anal 2017;31:e22090.
14. Szkudelska K, Szkudelski T. Das antidiabetische Potenzial von Betain. Wirkmechanismen in Nagetiermodellen des Typ-2-Diabetes . Biomedicine & Pharmacotherapy 2022;150:112946.
15. Gao X, Wang Y, Sun G. Eine hohe Zufuhr von Cholin und Betain über die Nahrung ist mit einer geringen Insulinresistenz in der Bevölkerung Neufundlands verbunden . Nutrition 2017;33:28–34.
16. https://www.drugs.com/mtm/betaine.html
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