Tarwekiem en de ingrediënten ervan

Tarwekiem is het oliehoudende bestanddeel van rijpe tarwekorrels en maakt ongeveer 3% van hun totale gewicht uit. Uit de tarwekiem ontwikkelt zich het waardevolle tarwegras, waaruit later de tarwekorrels ontstaan. Tarwekiem is meestal een bijproduct van de tarwemeelproductie. Het heeft een hoge voedingswaarde en is rijk aan micronutriënten en voedingsvezels (1,5-4%). ​​Het oliegehalte bedraagt ​​ongeveer 10%, met veel onverzadigde vetzuren. Het eiwitgehalte is ongeveer 27%, hoewel dit, afhankelijk van de herkomst, tussen de 13% en 35% kan liggen.

De ingrediënten zijn onder andere:

• Vitaminen (B1, B2, B3, B5, B6, B9 en tevens vitamine A, K en E)
• Mineralen en sporenelementen (calcium, magnesium, ijzer, kalium, jodium, fosfor, chroom, mangaan, zink, molybdeen en zwavel)
• Polyamines (spermine, spermidine en putrescine)
• Vetzuren (v.a. Alfa-linoleenzuur, linolzuur, oliezuur en palmitoleïnezuur)
• Aminozuren (arginine, tryptofaan, lysine, methionine, fenylalanine, leucine en isoleucine)
• Secundaire plantenstoffen (carotenoïden, polyfenolen en flavonoïden)

De effecten van tarwekiem

De bovengenoemde ingrediënten duiden op een aanzienlijk gezondheidspotentieel. De effecten van tarwekiem zijn echter tot nu toe slechts gedeeltelijk experimenteel onderzocht; studies bij mensen zijn schaars. Niettemin maakt de uitgebreide kennis over de afzonderlijke ingrediënten en hun betekenis voor de stofwisseling en de algemene gezondheid het mogelijk conclusies te trekken over de algehele effecten van tarwekiem. Onderzoek wijst ook op mogelijke medische toepassingen:

• Tarwekiemextract heeft ontstekingsremmende, antioxidante, antibacteriële en immuunmodulerende effecten dankzij het hoge gehalte aan micronutriënten. [Mahmoud AA et al.; Tarwekiem: Een overzicht van de voedingswaarde, het antioxidantpotentieel en de antibacteriële eigenschappen. Food and Nutrition Sciences, 2015, 6, 265-277].
• Volgens een onderzoek onder mensen door Ataollahi vermindert tarwekiem de verschillende symptomen van het premenstrueel syndroom (PMS) aanzienlijk. Volgens Balint heeft gefermenteerd tarwekiemextract, wanneer het als aanvulling op corticosteroïdtherapie wordt gebruikt, een positief effect op reumatoïde artritis, waardoor de symptomen en de kwaliteit van leven verbeteren. [Ataollahi M et al.; Het effect van tarwekiemextract op symptomen van het premenstrueel syndroom.] Iran J Pharm Res Winter 2015;14(1):159-66 En Balint G et al.; Effect van Avemar – een gefermenteerd tarwekiemextract – op reumatoïde artritis. Voorlopige gegevens, Clin Exp Rheumatol. 2006;24(3):325-8]
• Tarwekiemen verbeteren de werking van het maag-darmkanaal. Ze verminderen de hoeveelheid pro-inflammatoire cytokinen in de darmen, verhogen de niveaus van boterzuur en propionzuur en reguleren de samenstelling van de darmflora. Bovendien verhogen ze het aandeel lactobacillen en – zoals een kleine dubbelblinde studie van Moreira-Rosario aantoonde – ook de hoeveelheid Bacteroides en Bifidobacteriën. [Moreira-Rosario A et al.; Dagelijkse consumptie van brood verrijkt met tarwekiemen kan een gezonde darmflora bevorderen: een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek.] Eur J Nutr 2020 aug;59(5):1951-1961 En Ojo BA et al.; Supplementatie met tarwekiemen verhoogt het aantal lactobacillaceae en bevordert een ontstekingsremmend darmmilieu bij C57BL/6-muizen die een vetrijk, suikerrijk dieet krijgen. J Nutr 2019;149(7):1107-1115].
• In een dubbelblind onderzoek van Mohammadi verlaagde tarwekiem de cholesterolspiegel aanzienlijk en verhoogde de antioxidantcapaciteit bij type 2-diabetici. Ostlund schrijft ook dat tarwekiem de cholesterolopname in de darmen remt.Volgens Ojo vermindert tarwekiem de obesitas bij muizen met overgewicht. u.a. visceraal vet, mitochondriale disfunctie van het hart, seruminsuline en insulineresistentie [Mohammadi H et al.; De effecten van suppletie met tarwekiemen op het metabolisch profiel bij patiënten met diabetes mellitus type 2: een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebogecontroleerde studie.] Phytother Res 2020 apr;34(4):879-885 En Ojo BA et al.; Supplementatie met tarwekiemen verlicht insulineresistentie en mitochondriale hartfunctiestoornissen in een diermodel van door voeding veroorzaakte obesitas. Br J Nutr 2017;118(4):241-249 En Ostlund R et al.; Remming van de cholesterolabsorptie door fytosterolrijke tarwekiemen. The American Journal of Clinical Nutrition 2003;77,1385-1389].
• Ook de oncologie toont interesse in tarwekiemextract, omdat het uit veel biologisch actieve stoffen bestaat (waaronder benzochinonen). Verschillende experimentele studies, kleinschalige onderzoeken bij mensen en dierstudies hebben aangetoond dat alcoholische en gefermenteerde tarwekiemextracten kankerpreventieve effecten hebben. z.B. bij darmkanker. Bovendien zijn de effecten ervan aangetoond als aanvullende maatregel bij de behandeling van verschillende soorten kanker (melanoom, longkanker, leukemie, borstkanker, darmkanker). Therapiegerelateerde bijwerkingen zoals een verlaagd aantal neutrofielen en vermoeidheid/uitputting verbeterden. Ook de overlevingstijd werd verlengd en de kwaliteit van leven verbeterde. Het extract vertoont antimetastatische, antiproliferatieve en tumorcelapoptosebevorderende effecten en ondersteunt de cytotoxiciteit van natuurlijke killercellen. [Boros LG et al.; Gefermenteerd tarwekiemextract (Avemar) bij de behandeling van kanker en auto-immuunziekten.] Ann NY Acad Sci 2005; 1051: 529-42 En Comin-Anduix B et al.; Gefermenteerd tarwekiemextract remt enzymen van de glycolyse/pentosecyclus en induceert apoptose door activering van poly(ADP-ribose)polymerase in Jurkat T-cel leukemie tumorcellen. J Biol Chem, 2002; 277(48): 46408-14 En Demidov LV et al.; Adjuvante gefermenteerde tarwekiemextract (Avemar) als nutraceuticum verbetert de overleving van patiënten met een hoog risico op huidmelanoom; een gerandomiseerde, pilot, fase II klinische studie met een follow-up van 7 jaar. Cancer Biother Radiopharm 2008;23(4):477-82 En Farkas E; Gefermenteerd tarwekiemextract in de ondersteunende therapie van colorectale kanker. Orv Hetil 2005;146(37):1925-31 En Garami M et al.; Gefermenteerd tarwekiemextract vermindert door chemotherapie veroorzaakte febriele neutropenie bij pediatrische kankerpatiënten, J Pediatr Hematol Oncol. 2004;26(10):631-5 En Koh EM et al.; Antikankeractiviteit en werkingsmechanisme van gefermenteerd tarwekiemextract tegen eierstokkanker. Voedingsbiochemie 2018;42.6 En Marcsek Z et al.; De werkzaamheid van tamoxifen in oestrogeenreceptor-positieve borstkankercellen wordt versterkt door een medisch voedingssupplement. Cancer Biother Radiopharm. 2004;19(6):746-53 En Mueller T, Voigt W; Gefermenteerd tarwekiemextract – voedingssupplement of geneesmiddel tegen kanker? Nutr J 2011;10:89 En Telekes A et al.; Avemar (tarwekiemextract) in de preventie en behandeling van kanker. Nutr Cancer 2009;61(6):891-9].

Samenvattend ondersteunt tarwekiem, dankzij de micronutriënten die het bevat, de basisbehoeften aan voedingsstoffen en verrijkt het de algehele voeding. Het is geschikt voor het optimaliseren van de stofwisseling en het voorkomen van stofwisselingsstoornissen, evenals acute en chronische ziekten.

Polyamine

De groep polyaminen kan worden onderverdeeld in spermidine en spermine, en putrescine en cadaverine.Deze natuurlijke stoffen zijn allemaal noodzakelijke componenten van de stofwisseling bij mens en dier.

Polyamines zijn essentieel voor de ontwikkeling van veel cellen en zorgen tevens voor hun overleving. Spermidine is, dankzij zijn unieke polykationische eigenschappen, de meest effectieve polyamine. [Mendez JD; De andere erfenis van Antonie Van Leeuwenhoek: de polyaminen. J Clin Mol Endocrinol 2017].

Beschikbaarheid, vraag en metabolisme van polyaminen

De drie polyaminen spermine, spermidine en putrescine kunnen via voeding worden verkregen of door het lichaam zelf worden aangemaakt. Voedingsmiddelen bevatten deze polyaminen in wisselende hoeveelheden. Spermidine komt met name veel voor in tarwe en tarwekiemen. Gedroogde sojabonen, oude cheddar kaas, groene erwten en champignons bevatten ook spermidine en andere polyaminen. [Ali MA et al. Polyamines in voedingsmiddelen: ontwikkeling van een voedingsdatabase. Food Nutr Res. 2011;55].

Spermine en spermidine worden gemakkelijk trans-epitheliaal (via het darmslijmvlies) in de darm opgenomen. Putrescine daarentegen wordt minder gemakkelijk opgenomen omdat het in de darm wordt afgebroken door diamine-oxidase (DAO). Om polyaminen te synthetiseren, heeft het lichaam de aminozuren arginine of ornithine nodig, evenals verschillende cofactoren zoals vitamine B12, foliumzuur en S-adenosylmethionine (SAM).

Bovendien zijn er verschillende enzymen betrokken bij het polyaminemetabolisme. Voorbeelden hiervan zijn spermidine- en sperminesynthase, arginine- en ornithinedecarboxylase, de enzymen van de 1-koolstofroute, polyamineoxidase en diamineoxidase (DAO), dat bekend is van het histaminemetabolisme. In dit proces wordt in eerste instantie putrescine geproduceerd, dat wordt gemetaboliseerd tot spermidine, dat vervolgens kan worden omgezet in spermine.

Ongeveer twee derde van de polyaminebehoefte moet via de voeding worden gedekt., Omdat het lichaam zelf maar ongeveer een derde ervan kan aanmaken. Tot nu toe zijn er nauwelijks bruikbare gegevens beschikbaar die conclusies mogelijk maken over de behoefte aan polyaminen en mogelijke aanvullende doseringen. Volgens een Japanse bron... dagelijkse inname van 70 mg (inclusief interne synthese) kan worden bereikt [Oryza; Brochure over polyaminen, rev. 2". Japan: Oryza Oil & Fat Chemocial Co., Ltd. 2011-12-26. Geraadpleegd op 2013-11-06].

De behoefte aan polyaminen, met name spermidine, neemt toe als gevolg van de verhoogde celgroei in de zwangerschap en nam toe bij zuigelingen gedurende de eerste 28 dagen na de geboorte. Ook Vervuiling of de Deelname aan competitiesporten kan de behoefte aan competitiesporten vergroten.. Verder, Omgevingsinvloeden en de Hormoonstatus beïnvloedt de polyaminesynthese en de totale polyaminevoorraad. Bovendien neemt de eigen productie van het lichaam af met de leeftijd., waardoor de totale polyamineconcentratie daalt. [Munoz-Esparza NC et al.; Polyamines in Food. Front Nutr. 2019;6: 108 En Nishimura K et al. Afname van polyaminen met het ouder worden en de inname ervan via voedsel en drank. J Biochem 2006; 139:81-90].

A Gebrek aan basisgrondstoffen, bijzonder genetische eigenschappen En Darmdysfunctie Dit kan ertoe leiden dat het lichaam niet of onvoldoende polyaminen binnenkrijgt. Als het lichaam op de lange termijn te weinig polyaminen tot zijn beschikking heeft, of als de spermidine/spermine-homeostase verstoord raakt, kan dit tal van pathologische processen in gang zetten. [Moinard C et al.; Polyamines: metabolisme en implicaties voor menselijke ziekten.] Clin Nutr 2005; 24(2):184-97 En Rocha RO, Wilson RA; Essentieel, dodelijk, raadselachtig: Polyaminemetabolisme en rollen in schimmelcellen. Fungal Biology Reviews 2019;33;47-57].

De effecten van spermidine

Spermidine is de meest onderzochte en meest prominente polyamine. Het speelt een essentiële rol in het in stand houden van de algehele stofwisseling, celfunctie en menselijke gezondheid. Om die reden kan worden verwacht dat het diverse voordelen biedt bij de behandeling en preventie van ziekten.

Spermidine vertoont de reeds genoemde effecten van polyaminen. Spermidine bezit ook diverse onafhankelijke effecten, die goed beschreven staan ​​in de wetenschappelijke literatuur, en die verder gaan dan die van polyaminen.. Deze effecten dragen ertoe bij dat spermidine de tumorontwikkeling (carcinogenese) remt en mogelijk bescherming biedt tegen kanker, neurodegeneratie, stofwisselingsziekten en hart- en vaatziekten. [Madeo F et al. Spermidine in gezondheid en ziekte. Science. 2018, 359]:

• Bevordert autofagie ("celrecycling").
• Het werkt als een middel dat caloriebeperking nabootst (het bootst het levensverlengende effect na van een verminderde energie-inname uit voedsel).
• Beschermt zenuwcellen (neuroprotectie) en vermindert leeftijdsgebonden geheugenverlies.
• Het onderdrukt pro-inflammatoire cytokinen en moduleert zo het immuun- en ontstekingssysteem.
• Vertraagt ​​de veroudering van stamcellen
• Verbetert de diastolische functie
• Vermindert arteriële stijfheid en hartfalen.
• Vermindert leeftijdsgebonden en door hoge bloeddruk veroorzaakte nierschade.
• Verbetert de spierkracht en vermindert myopathieën ("spieraandoeningen").
• Vermindert carcinogenese en pathologische weefselproliferatie (fibrose) in de lever.
• Het middel verlaagt de bloeddruk door de biologische beschikbaarheid van arginine te verbeteren.

Spermidine activeert autofagie

Autofagie is een belangrijk reinigings- en recyclingprogramma van het lichaam. Het is essentieel voor homeostase en overleving. Autofagie helpt het organisme en zijn cellen afvalstoffen en 'rommel' te verteren, evenals verkeerd gerichte, overbodige of onjuist gevormde celcomponenten af ​​te breken en te recyclen. Het speelt een cruciale rol in het handhaven van cellulaire homeostase en stelt cellen in staat zich aan te passen aan moleculaire stress. Bovendien levert het energie en materialen voor de vorming van nieuwe celstructuren.

Een goed functionerende autofagie speelt ook een belangrijke rol bij pathologische processen. Zo draagt ​​het bijvoorbeeld bij aan de verbetering van stofwisselingsstoornissen en de preventie van neurodegeneratieve ziekten zoals multiple sclerose, de ziekte van Parkinson of de ziekte van Alzheimer door de verwijdering van verkeerd gevouwen eiwitten.

Met het ouder worden en in gevallen van stofwisselingsstoornissen neemt het vermogen van het lichaam om autofagie uit te voeren af. Volgens de huidige kennis zijn er twee manieren om autofagie te activeren en te verbeteren:

1. Door de calorie-inname te beperken. Dit kan worden bereikt door te vasten of een permanent caloriearm dieet te volgen.
2. Dit wordt bereikt door het gebruik van zogenaamde calorierestrictiemimetica, die de effecten van een verminderde calorie-inname (caloriebeperking) nabootsen. Spermidine is een belangrijk voorbeeld van deze groep calorierestrictiemimetica en werkt op een vergelijkbare manier als de secundaire plantenstoffen resveratrol uit druiven en epigallocatechinegallaat uit groene thee.

Spermidine: Verlengt het de levensduur?

Tegenwoordig wordt spermidine beschouwd als een universeel anti-verouderingsmiddel, omdat het een van de weinige lichaamseigen stoffen is die calorierestrictie nabootsen en zo actief autofagie bevorderen. [Morselli E et al.; Spermidine en resveratrol induceren autofagie via verschillende routes die samenkomen in het acetylproteoom. J Cell Biol 2011;192(4):615-29]. Spermidine werkt ook via andere mechanismen: het reguleert celgroei, celproliferatie, celdood (apoptose) en moduleert eiwitsynthese en genexpressie. Bovendien remt het ontstekingen, de vorming van vetcellen (adipogenese) en histonacetylatie. Spermidine verbetert het lipidenmetabolisme.

Het polyamine activeert de eukaryotische translatie-initiatiefactor sA (eIFsA), die essentieel is voor celgroei en eiwitsynthese. eIFsA fungeert als een translatie-rekfactor en is betrokken bij de vorming van peptidebindingen tijdens de translatie (vertaling van genetische informatie) van mRNA. eIFsA is momenteel het enige bekende eiwit dat een specifiek aminozuur bevat, dat wordt geproduceerd door deoxyhypusinesynthase en deoxyhypusinehydroxylase en spermidine als substraat vereist. Deoxyhypusinesynthase is een enzym met de systematische naam lysine.

Spermidine verlaagde de malondialdehyde-spiegel (een afbraakproduct van meervoudig onverzadigde vetzuren; een belangrijke biomarker voor oxidatieve stress) in de hersenen van muizen en verhoogde de SOD-activiteit (superoxide dismutase; gecorreleerd met een langere levensduur). Spermidine verbetert ook de mitochondriale functie. [Minois N; Moleculaire basis van het ‘anti-verouderingseffect’ van spermidine en andere natuurlijke polyaminen – een mini-overzicht. Gerontology 2014;60(4):319-26] En Pegg AE; Functies van polyaminen bij zoogdieren. J Biol Chem 2016;291(29):14904-12 en Soda K, Spermine en genmethylering: een mechanisme van levensduurverlenging geïnduceerd door een polyamine-rijk dieet. Amino Acids 2020;52(2):213-224 En Xu TT et al.; Spermidine en spermine vertragen hersenveroudering door autofagie te induceren bij SAMP8-muizen. Aging (Albany NY). 2020; 12(7): 6401-6414].

Het wordt nu als zeker beschouwd dat externe suppletie met spermidine, door activering van autofagie en andere typische polyamine-effecten, de levensduur van modelorganismen zoals fruitvliegen, gist en wormen verlengt. Bovendien remt het leeftijdsgebonden geheugenverlies bij fruitvliegen en vermindert het leeftijdsgebonden eiwitschade bij muizen. Het vermindert ook leeftijdsgebonden ziekten en het verlies van motorische vaardigheden. [Ilgarashi K, Kashiwagi K; Modulatie van cellulaire functie door polyaminen; The International Journal of Biochemistry] & Celbiologie 2010;42;39-51 En Madeo F, Eisenberg T et al.; Spermidine: een nieuwe autofagie-inductor en een elixer voor een langer leven En Miller-Fleming L et al. Resterende mysteries van de moleculaire biologie: de rol van polyaminen in de cel. Tijdschrift voor moleculaire biologie. 2015;427(21):3389-406].

In een onderzoek van Gupta bleek spermidine de levensduur van vliegen, gist, wormen en menselijke immuuncellen te verlengen. Het remt oxidatieve stress en weefselsterfte (necrose) bij verouderende muizen.In oudere gistcellen stimuleert het de deacylering van histone H3 door histone-acyltransferasen te remmen. De verwijdering van polyaminen uit het lichaam leidt tot overmatige acetylering, vroegtijdige celdood, de vorming van vrije radicalen en een verkorte levensduur. Spermidine stimuleert autofagie sterk, is belangrijk voor het onderdrukken van necrose en verlengt daardoor de levensduur. [Eisenberg T et al. Inductie van autofagie door spermidine bevordert de levensduur. Nat Cell Biol. 2009;11(11):1305-14].

In preklinische modellen verlengde suppletie met spermidine de gezondheid en levensduur van individuen. Een prospectieve cohortstudie van Kiechl bevestigt dat spermidine de menselijke levensduur verlengt. In deze studie daalde de algehele mortaliteit voor elk derde deel van de toenemende spermidine-inname van 40,5% (95% CI) naar respectievelijk 23,7% (95% CI) en 15,1% (95% CI), wat overeenkomt met cumulatieve sterftecijfers van 0,48, 0,41 en 0,38. Het cumulatieve sterftecijfer (CI) geeft de waarschijnlijkheid aan dat een persoon binnen een bepaalde periode een specifieke ziekte ontwikkelt of overlijdt. Het sterfterisico tussen het bovenste en onderste derde deel van de spermidine-inname was vergelijkbaar met dat van personen die 5,7 jaar jonger waren. [Eisenberg et al.; Cardioprotectie en levensduurverlenging door het natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438 En Kiechl S et al. Een hogere spermidine-inname hangt samen met een lagere sterfte: een prospectieve, op de bevolking gebaseerde studie. In J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380 En Madeo F, Eisenberg T et al.; Spermidine: een nieuwe autofagie-inductor en een elixer voor een langer leven En Madeo F, Eisenberg et al.; Nutritionele aspecten van spermidine. Annu Rev Nutr 2020. doi:10.1146/].

Spermidine beschermt het hart

Een verstoorde autofagie kan een schadelijk effect hebben op het cardiovasculaire systeem. Stoffen die autofagie activeren, kunnen daarom de ontwikkeling van hart- en vaatziekten zoals arteriosclerose, hartfalen, coronaire hartziekte, hartritmestoornissen en diabetische cardiomyopathie tegengaan. Spermidine stimuleert bovendien de mitochondriale ademhaling en verbetert de mechano-elastische functie van hartspiercellen (cardiomyocyten). [Nilsson BO, Persson L; Gunstige effecten van spermidine op de cardiovasculaire gezondheid en levensduur suggereren een celtype-specifieke import van polyaminen door cardiomyocyten. Biochem Soc Trans. 2019;47(1):265-272] En Abdellatif M et al.; Autofagie in cardiovasculaire gezondheid en ziekte. Prog Mol Biol Transl Sci 2020;172:87-106].

Bij hartfalen is er een overmaat aan het enzym PP5 (serine/threonine proteïnefosfatase 5). Dit enzym hoopt zich op in de hartkamers, waardoor hun elasticiteit afneemt en de hartfunctie wordt aangetast. Spermidine kan PP5 effectief remmen. Muizen die spermidine kregen toegediend, behielden tot op hoge leeftijd een gezond hart. Hart- en vaatziekten komen ook minder vaak voor bij mensen die een spermidine-rijk dieet volgen. Omdat de spermidinespiegel met de leeftijd daalt, zou suppletie gunstig kunnen zijn. [Eisenberg T et al.; Cardioprotectie en levensverlenging door de natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438] En Soda K et al. Voedingspolyamines en hart- en vaatziekten – een epidemiologische studie. Glob J Health Sci.2012;4(6):170-178].

De gunstige effecten van spermidine op het cardiovasculaire systeem zijn aangetoond in talrijke experimenten met ratten en muizen en zijn ook overgedragen op het menselijk lichaam:

• Spermidine-suppletie activeert de vorming van nieuwe mitochondriën in de cel (mitochondriale biogenese) via SIRT1-gemedieerde deacetylering van PGC-1α (een eiwit). Bovendien remt spermidine mitochondriale disfunctie en behoudt het de ultrastructuur van de hartspier. Bij de proefdieren werden ornithine-decarboxylase (ODC) en SIRT1/PGC-1α (de sirtuin-1/peroxisoomproliferator-geactiveerde receptor-gamma coactivator-alfa signaalroute), die de mitochondriale biogenese reguleren, gedownreguleerd. Daarentegen werd SPD/spermin N1-acetyltransferase opgereguleerd. In de experimenten verhoogde spermidine de activiteit van PGC-1α, SIRT1, NRF1, NRF2, TFAM (mitochondriale transcriptiefactor α) en OXPHOS (oxidatieve fosforylering) in hartspiercellen. [Wang J et al. Spermidine vermindert hartveroudering door de mitochondriale biogenese en functie te verbeteren. Aging (Albany NY). 2020;12(1):650-71].
• Suppletie met spermidine verlaagt het risico op abdominale arteriële aneurysma's en verbetert de integriteit van de aortastructuur. Spermidine verhoogt de aanmaak van autofagie-afhankelijke eiwitten en vermindert de infiltratie van ontstekingsstoffen en ontstekingsfagocyten (monocyten). Daarom zou spermidine een veelbelovende therapie kunnen zijn voor abdominale aorta-aneurysma's. [Liu S et al. Spermidine onderdrukt de ontwikkeling van experimentele abdominale aorta-aneurysma's. J Am Heart Assoc. 2020;9(8):e014757].
• Suppletie met spermidine verbetert de functie van hartspiercellen (cardiomyocyten) en vermindert celnecrose (celdood). Na een hartaanval verbetert spermidine de hartfunctie en vermindert het de infarctgrootte, evenals de toename van de hartspiermassa (myocardhypertrofie). Bovendien vermindert het ontstekingen, oxidatieve schade en apoptose (geprogrammeerde celdood), zowel in vitro (in een reageerbuis) als in vivo (waargenomen/uitgevoerd bij levende proefpersonen). [Yan J et al. Spermidine-versterkte autofagische flux verbetert hartfunctiestoornissen na een myocardinfarct door zich te richten op de AMPK/mTOR-signaalroute. British Journal of Pharmacology. 2019;176(17):3126-42].
• Suppletie met spermidine vertraagt ​​de veroudering van de slagaders, die wordt veroorzaakt door een verminderde stikstofmonoxideproductie, verhoogde AGE's (advanced glycation end products), superoxide en oxidatieve stress. Spermidine normaliseert de arteriële polsgolfsnelheid (aPWV; een directe maat voor de stijfheid van de slagaders), herstelt de endotheelafhankelijke vaatverwijding (EDD = einddiastolische diameter; de diameter van de hartkamers aan het einde van de diastole) en vermindert oxidatieve stress, AGE's en superoxide. Deze studie suggereert dat spermidine behandelingen voor veroudering van de slagaders en preventieve maatregelen tegen leeftijdsgebonden hartziekten zou kunnen verbeteren. [La Rocca TJ et al.; De autofagieversterker spermidine keert arteriële veroudering om. Mch Aging Dev 2013;134(7-8):314-20].
• Spermidine remt de ophoping van lipiden (vetophoping) en de vorming van necrotische kernen in atherosclerotische plaques aanzienlijk. De lipidenophoping neemt af doordat spermidine de cholesterolafvoer stimuleert door autofagie te activeren. De grootte en samenstelling van de plaques worden niet beïnvloed door spermidine. Stimulatie van autofagie kan de ontwikkeling van vaatziekten voorkomen. [Michiels CF et al.[Spermidine vermindert lipidenaccumulatie en de vorming van necrotische kernen in atherosclerotische plaques door inductie van autofagie. Atherosclerosis. 2016;251:319-27].
• Als een foetus in de baarmoeder te maken krijgt met een gevaarlijk zuurstoftekort (intra-uteriene hypoxie), leidt dit tot een afname van de cardiale ornithine-decarboxylase en een verhoogde productie van spermidine/spermine N1-acetyltransferase. Dit resulteert in een vermindering van het lichaamsgewicht, het hartgewicht, de proliferatie van hartspiercellen, de antioxidantcapaciteit, de mitochondriale structuur en de mitochondriale biogenese. Tegelijkertijd sterven er meer hartspiercellen af ​​en treedt er abnormale weefselproliferatie (fibrose) op. Deze schade kan worden voorkomen door spermidine toe te dienen aan de placenta. [Chai N et al.; Spermidine voorkomt hartschade bij pasgeboren ratten die zijn blootgesteld aan intra-uteriene hypoxie door oxidatieve stress en mitochondriale fragmentatie te remmen. Oxide Med Cell Longev. 2019;2019:5406468].
• Verhoogde autofagie beschermt tegen hart- en vaatziekten. Bij ratten en muizen had spermidine in de voeding een cardioprotectief effect door de autofagie en mitofagie (afbraak van mitochondriën) in het hart te verhogen. Bovendien remt spermidine de ontwikkeling van hypertensie door de biologische beschikbaarheid van arginine te verbeteren en de nieren te beschermen. Bij mensen werd een verband gevonden tussen spermidinesupplementatie en een verlaagde bloeddruk, evenals een verminderd risico op het ontwikkelen van hart- en vaatziekten. Ook het risico om aan deze ziekten te overlijden werd verlaagd. Spermidine is een cardioprotectieve activator van autofagie. [Eisenberg T et al.; Spermidine in de voeding ter verlaging van de hoge bloeddruk. Autophagy. 2017;13(4):767-769].
• Spermidine verlengt de levensduur van muizen en heeft cardioprotectieve effecten. Het vermindert pathologische cardiomyopathie, verlaagt de systolische bloeddruk en behoudt de diastolische functie bij oudere dieren. Dit voedingssupplement bevordert cardiale autofagie, mitofagie en mitochondriale ademhaling. Het verbetert de mechano-elasticiteit van hartspiercellen, verhoogt de titinefosforylering en onderdrukt milde ontstekingen. Bij mensen is een verband waargenomen tussen een hoog spermidinegehalte in de voeding en een verlaagde bloeddruk, evenals een lagere incidentie van hart- en vaatziekten. [Eisenberg et al.; Cardioprotectie en levensverlenging door de natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438].

De effecten van spermidine op het cardiovasculaire systeem zijn nu bevestigd aan de hand van gegevens van mensen:

• Volgens recente verklaringen van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en het IMF bestaat er een negatief verband tussen de inname van spermidine via de voeding en de sterfte door hart- en vaatziekten. [Soda K et al.; Voedselpolyaminen en hart- en vaatziekten – een epidemiologische studie. Glob J Health Sci. 2012;4(6):170-178].
• Onderzoekers Tong en Madeo beschrijven in epidemiologische studies hoe spermidine een beschermend effect heeft op de cardiovasculaire gezondheid. Ze schreven verder dat een spermidine-rijk dieet de algehele sterfte door hart- en vaatziekten (en kanker) verlaagt. [Madeo F et al.; Spermidine: een fysiologische autofagie-inductor die als een anti-verouderingsvitamine bij mensen fungeert? Autophagy.] 2019;15(1):165-168 En Tong D et al.; Spermidine bevordert cardioprotectieve autofagie. Circulation research.2017;120(8):1229-3].
• Volgens Nilsson heeft spermidine een hartbeschermend effect bij zowel muizen als mensen. [Pucciarelli S et al.; Spermidine en spermine zijn verrijkt in het volbloed van nona/centenarians. Rejuvenation Res 2012, 15(6):590-5].
• In een gerandomiseerde studie van Matsjumoto bleek dat verhoogde spermidinespiegels de endotheelfunctie bij gezonde proefpersonen verbeterden en het risico op atherosclerose verlaagden. [Matsumoto M et al.; De endotheelfunctie wordt verbeterd door het induceren van microbiële polyamineproductie in de darm: een gerandomiseerde placebogecontroleerde studie. Nutrients.2019;11(5)].
• Eisenberg rapporteert dit in een gepubliceerde studie. [Eisenberg T et al.; Cardioprotectie en verlenging van de levensduur door het natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438]. Spermidine keert leeftijdsgebonden hartfunctiestoornissen bij muizen om door autofagie te activeren. Spermidine "verjongt" dwarsgestreepte spieren en verbetert de mitochondriale functie, evenals belangrijke functies die verband houden met hartveroudering (waaronder hypertensie, linkerventrikelhypertrofie, diastolische disfunctie en verhoogde stijfheid van de linkerhartkamer). Het vertoont ook ontstekingsremmende effecten. Deze effecten zijn afhankelijk van autofagie.

Spermidine en de effecten ervan op de hersenen

Spermidine speelt een belangrijke rol in de hersenontwikkeling. Hersenfuncties, geheugenverwerving en geheugenconsolidatie (het versterken van herinneringen of geleerde inhoud in het langetermijngeheugen) zijn eveneens afhankelijk van spermidine. Huidig ​​onderzoek suggereert dat autofagie-effecten en de polyamine-bindingsplaatsen op de NMDA-receptor (NMDAr) voornamelijk verantwoordelijk zijn voor de invloed van spermidine op het geheugen.

De effecten op de hersenen werden aanvankelijk aangetoond in diermodellen met ratten en fruitvliegen. Nu zijn er eerste studies bij mensen die deze effecten bevestigen.

• Toediening van spermidine verbeterde de consolidatie van angstherinneringen bij ratten, terwijl zowel de TrkB-antagonist (tyrosinereceptorkinase B; eiwit) ANA-12 als de PI3K-remmer (fosfoinositide 3-kinase; enzym) LY29400z het effect van spermidine op het geheugen tenietdeden. Dit suggereert dat de door spermidine versterkte geheugenconsolidatie gepaard gaat met activering van de TrkB-receptor en de PI3K/Akt-signaalroute. [Beck Fabbrin SB et al.; Spermidine-geïnduceerde verbetering van geheugenconsolidatie omvat de PI3K/Akt-signaleringsroute. Brain Res Bull 2020; S0361-9230(20)30607-9].
• Suppletie met spermidine beschermt fruitvliegen (meer precies: Drosophila) tegen leeftijdsgebonden geheugenverlies. Het voedingssupplement werkt rechtstreeks in op de synapsen, waardoor autofagie-afhankelijke homeostatische regulatie mogelijk wordt van het synaptische component waaruit de excitatie ontstaat. [Bhukel A, Madeo F, Sigrist SJ; Spermidine stimuleert autofagie ter bescherming tegen synapsveroudering. Autophagy.2017;13(2):4444-445.doi:10.1080/15548627.2016.1265193].
• De hoeveelheid polyaminen in de hersenen neemt af met de leeftijd. Bij fruitvliegen is waargenomen dat deze afname van polyaminen samenhangt met een verslechtering van het geheugen. Suppletie met spermidine verbetert de autofagie, herstelt de spermidinespiegels tot het niveau van jonge mensen en stopt het geheugenverlies. Er treedt echter geen verbetering van de geheugenstoornis op als genetische afwijkingen de autofagie verhinderen of beperken. [Gupta VK et al.; Het herstellen van polyaminen beschermt tegen leeftijdsgebonden geheugenverlies op een autofagie-afhankelijke manier.Nat Neurosci.2013;16(10):1453-60].
• In een recent onderzoek uit 2020 bevestigt Rosh dat spermidine de levensduur verlengt en autofagie stimuleert. Het handhaaft de cellulaire en neuronale homeostase. Spermidine en spermine werken samen met het opioïdsysteem en beïnvloeden neuro-inflammatie (ontsteking van zenuwweefsel). Bovendien remmen ze de calciuminstroom in cellen, schadelijke vrije radicalen en glutamaat-excitotoxiciteit. De ontwikkeling en functie van de hersenen zijn afhankelijk van de concentraties polyaminen en met name spermidine. Leeftijdsgebonden schommelingen in de spermidinespiegels leiden ook tot onevenwichtigheden in het neurale netwerk en brengen neurogenese (de vorming van nieuwe zenuwcellen) in gevaar. Daarom kan extra inname van spermidine de behandeling van hersenaandoeningen ondersteunen, hoewel de precieze mechanismen nog niet volledig duidelijk zijn. [Gosh I et al.; Spermidine, een autofagie-inductor, als therapeutische strategie bij neurologische aandoeningen. Neuropeptides 2020].
• Huang ontdekte dat toediening van spermidine na traumatisch hersenletsel (TBI) de neurologische NNS-score aanzienlijk versnelde en de latentietijd in de Morris-waterdoolhoftest verkortte. Studies toonden aan dat spermidine de functie van de bloed-hersenbarrière verbeterde. Bovendien werden positieve veranderingen waargenomen met betrekking tot celdood en hersenoedeem. Pro-inflammatoire cytokinen en TBI-markers werden significant verlaagd. Omdat de spermidinespiegels significant verlaagd waren bij TBI-patiënten met ernstige beperkingen, suggereerde Huang dat het voedingssupplement gebruikt zou kunnen worden als een nieuwe vorm van therapie voor traumatisch hersenletsel. [Huang J et al.; Spermidine vertoont beschermende effecten tegen traumatisch hersenletsel. Cell Mol Neurobiol. 2020].
• In de gerandomiseerde preSmartAge-studie, uitgevoerd door Dr. Miranda Wirth in het Charité-ziekenhuis, verbeterde spermidine de geheugenprestaties aanzienlijk. De studie wijst erop dat dit effect gebaseerd is op de stimulatie van neuromodulerende processen in het geheugensysteem. [Wirth M et al.; Effecten van spermidinesupplementatie op cognitie en biomarkers bij oudere volwassenen met subjectieve cognitieve achteruitgang (SmartAge) - studieprotocol voor een gerandomiseerde gecontroleerde trial. Alzheimer Res Ther. 2019;11:36].

Spermidine: Bescherming tegen neurodegeneratieve aandoeningen?

Naast de tot nu toe beschreven effecten van spermidine op de hersenen, worden in het volgende gedeelte de effecten op neurodegeneratieve aandoeningen gepresenteerd en onderbouwd met nieuwe bevindingen uit studies bij mensen:

• In een kleinschalig onderzoek slaagde onderzoeker M. Fischer erin aan te tonen dat verhoogde autofagie in hersencellen het geheugen verbetert. Bovendien ontdekte hij dat T-cellen en cytokinen een belangrijke rol spelen als bemiddelaars in de pathologie van de ziekte van Alzheimer. Bij hoge doses remt spermidine alle cytokinen behalve IL-17A, bevordert het autofagie en verhoogt het de T-celactivatie. [Fischer M et al.; Spermine en spermidine moduleren de T-celfunctie bij oudere volwassenen met en zonder cognitieve achteruitgang ex vivo. Aging (Albany NY). 2020 15 juli;12(13):13716-13739].
• Uit het onderzoek van Pekar bleek dat spermidine, door zijn invloed op autofagie, de verwijdering van amyloïde-bèta-plaques stimuleert. Het heeft een positief effect op dementie en leidt al na drie maanden gebruik tot een aanzienlijke verbetering van de cognitieve functies bij bewoners van verpleeghuizen. [Pekar T et al.; Spermidine bij dementie: verband met leeftijd en geheugenprestaties.]Wien Klein Wochenschr. 2020;132(1-2):42-46].
• In 2020 beschreef Schwarz hoe een hogere inname van spermidine bij oudere volwassenen samenhangt met een groter hippocampusvolume. Hij observeerde ook een hogere gemiddelde corticale dichtheid en een toegenomen corticale dikte in hersengebieden die gevoelig zijn voor de ziekte van Alzheimer, evenals in de pariëtale en temporale kwabben. [Black C et al.; Spermidine-inname is geassocieerd met corticale dikte en hippocampusvolume bij oudere volwassenen. Neuroimage 2020;221:117132].
• In een eerder gerandomiseerd onderzoek uit 2018 ontdekte Schwarz al dat spermidine bescherming kan bieden tegen cognitieve stoornissen en neurodegeneratie. [Black C et al.; Veiligheid en verdraagbaarheid van spermidinesupplementatie bij muizen en oudere volwassenen met subjectieve cognitieve achteruitgang. Aging (Albany NY). 2018;10(1):19-33].

De Duitse Vereniging voor Neurologie erkent nu ook het grote potentieel van spermidine met betrekking tot de beschermende werking tegen dementie en stelt dat de huidige gegevens suggereren dat spermidine een positief effect heeft op de hersenfunctie en cognitieve vaardigheden. Deze effecten staan ​​momenteel centraal in de SmartAge-studie, die wordt uitgevoerd onder leiding van professor Flöel. Deze studie maakt gebruik van tarwekiempreparaten verrijkt met spermidine. [Diener HC; Hersengezonde voeding: hoe voedsel kan beschermen tegen dementie; IWD-Informatiedienst Wissenschaften 2017].

Spermidine in de oncologie

Er wordt nu ook beweerd dat spermidine een positief effect heeft op de preventie van kanker. Deze polyamine zou zelfs nuttig kunnen zijn bij kleine tumoren in een vroeg stadium. Studies hebben de volgende resultaten opgeleverd:

• Levesque gebruikte spermidine als antikankermiddel in een van zijn studies. Een combinatie van calorierestrictie-mimetica (CRM's; z.B. Spermidine in combinatie met immunogene celdoodactivatoren (ICD's) en immuuncheckpointremmers (ICI's) verbeterde de beheersing van tumorgroei bij muizen. Zonder calorierestrictie-mimetica leiden ICD's en ICI's slechts tot gedeeltelijke sensibilisatie voor de behandeling. [Levesque S et al.; Een synergetische triade van chemotherapie, immuuncheckpointremmers en calorische restrictiemimetica elimineert tumoren bij muizen. Oncoimmunology 2019;8(11):e1657375].
• Zoals Yue en collega's ontdekten, kan spermidine defecten in kankercellen verminderen die oxidatieve, stress-geïnduceerde celdood veroorzaken en leverkanker en leverfibrose bevorderen door autofagie te activeren. Als voedingssupplement kan deze polyamine niet alleen de levensduur van muizen met wel 25% verlengen, maar ook leverfibrose en leverkankerhaarden minimaliseren. [Yue F et al.; Spermidine verlengt de levensduur en voorkomt leverfibrose en hepatocellulair carcinoom door activering van MAP1S-gemedieerde autofagie. Cancer Res. 2017;77(11):2938-2951].
• Pietrocola gaf in 2019 commentaar op Kiechls prospectieve studie (s.o. ), waaruit blijkt dat spermidine de sterfte door kanker vermindert, en schreef dat kanker zich alleen kan ontwikkelen als het immuunsysteem de dreiging niet herkent en de kwaadaardige cellen niet elimineert. Volgens deze theorie is door spermidine geactiveerde autofagie in staat om kwaadaardige veranderingen te onderdrukken, pro-carcinogene ontstekingsreacties te remmen en de antitumorimmuniteit te bevorderen. [Pietrocola F et al.; Spermidine vermindert kankergerelateerde sterfte bij mensen.Autophagy 2019;15(2):362-5].
• In een prospectieve studie van Vargas met 87.602 vrouwen werd een hogere dagelijkse inname van polyaminen geassocieerd met een verlaagd risico op darmkanker (gemiddelde HR 0,81), met name bij vrouwen met overgewicht. [Vargas AJ et al. Inname van polyaminen via de voeding en het risico op darmkanker bij postmenopauzale vrouwen. [J Clin Nutr. 2015;102(2):411-9]. Het is echter belangrijk op te merken dat zowel kankercellen met verhoogde metabolische activiteit als gezonde cellen polyaminen gebruiken. Om die reden wordt momenteel onderzocht of een ontregeling van het polyaminemetabolisme kanker kan bevorderen. In dergelijke gevallen is de totale polyamineconcentratie verhoogd en zijn de enzymen die betrokken zijn bij het polyaminemetabolisme (zoals adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) en spermine oxidase (SMO)) zeer actief. Mocht dit het geval blijken te zijn, dan moeten hoge polyamineniveaus tijdens kankertherapie worden vermeden of verlaagd. [Nowotarski SL et al.; Polyamines en kanker: implicaties voor chemotherapie en chemopreventie. Expert Rev Mol Med 2013;15:e3 En Murray-Stewart TR et al.; Het richten op polyaminemetabolisme voor kankertherapie en -preventie. Biochem J. 2016;473(19):2937-53].

Bron: Spermidine en tarwekiem – een indrukwekkend duo met talrijke functies; een overzicht door dr. Udo Böhm