Tarwekiemen en de ingrediënten ervan

Tarwekiemen zijn het olierijke bestanddeel van rijpe tarwekorrels en vormen ongeveer 3% van hun totale gewicht. Het waardevolle tarwegras ontwikkelt zich uit de tarwekiemen, waaruit later tarwekorrels ontstaan. Tarwekiemen zijn meestal een bijproduct van de productie van tarwebloem. Ze hebben een hoge voedingsdichtheid en zijn rijk aan micronutriënten en voedingsvezels (1,5-4%). ​​Het oliegehalte is ongeveer 10% en bevat veel onverzadigde vetzuren. Het eiwitgehalte is ongeveer 27%, hoewel tussen 13% en 35% mogelijk is, afhankelijk van de herkomst.

De ingrediënten zijn:

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

De effecten van tarwekiemen

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

• Tarwekiemextract heeft een ontstekingsremmende, antioxiderende, antibacteriële en immuunmodulerende werking vanwege het hoge gehalte aan micronutriënten. [Mahmoud AA et al.; Tarwekiemen: Een overzicht van voedingswaarde, antioxidant potentieel en antibacteriële eigenschappen. Food and Nutrition Sciences, 2015, 6, 265-277].
• Volgens een onderzoek op mensen door Ataollahi vermindert tarwekiemen de verschillende symptomen die gepaard gaan met het premenstrueel syndroom (PMS) aanzienlijk. Volgens Balint heeft gefermenteerd tarwekiemextract, gebruikt als aanvulling op corticosteroïdtherapie, een positief effect op reumatoïde artritis, wat de symptomen en de kwaliteit van leven verbetert. [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 pro-inflammatoire cytokines in de darm, verhogen de hoeveelheid boterzuur en propionzuur en reguleren de samenstelling van de darmflora. Bovendien verhogen ze het aantal lactobacillen en – zoals een kleinschalige dubbelblinde studie van Moreira-Rosario aantoonde – ook de hoeveelheid Bacteroides en Bifidobacteria. [Moreira-Rosario A et al.; Dagelijkse inname van met tarwekiemen verrijkt brood kan een gezonde darmbacteriële microbiota bevorderen: een gerandomiseerde gecontroleerde studie. Eur J Nutr 2020 aug;59(5):1951-1961 En Ojo BA et al.; Tarwekiemsuppletie verhoogt de lactobacillaceae en bevordert een ontstekingsremmend darmmilieu bij C57BL/6-muizen die een vetrijk en sucroserijk dieet kregen. J Nutr 2019;149(7):1107-1115].
• In een dubbelblind onderzoek van Mohammadi verlaagden tarwekiemen het cholesterolgehalte aanzienlijk en verhoogden ze de antioxidantcapaciteit bij diabetes type 2. Ostlund schrijft ook dat tarwekiemen de cholesterolopname in de darm remmen.Volgens Ojo verminderen tarwekiemen obesitas bij muizen met overgewicht. u.a. visceraal vet, disfunctie van de hartmitochondriën, seruminsuline en insulineresistentie [Mohammadi H et al.; De effecten van tarwekiemsuppletie op het metabolische profiel bij patiënten met diabetes type 2: een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebogecontroleerde studie. Phytother Res 2020 april;34(4):879-885 En Ojo BA et al.; Tarwekiemsuppletie verlicht insulineresistentie en disfunctie van de hartmitochondriën in een diermodel van dieetgeïnduceerde obesitas. Br J Nutr 2017;118(4):241-249 En Ostlund R et al.; Bewoning van 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 proeven met mensen en dierstudies hebben de kankerpreventieve werking van alcoholische en gefermenteerde tarwekiemextracten aangetoond. z.B...in het geval van colorectale kanker. Bovendien is de effectiviteit ervan als aanvullende behandeling voor verschillende soorten kanker (melanoom, longkanker, leukemie, borstkanker, colorectale kanker) bevestigd. Therapiegerelateerde bijwerkingen zoals een verlaagd aantal neutrofielen en vermoeidheid/uitputting verbeterden. De overlevingstijd werd ook verlengd en de kwaliteit van leven verbeterde. Het extract vertoont anti-timetastatische, anti-proliferatieve en tumorcel-apoptose-bevorderende effecten en ondersteunt de cytotoxiciteit van natural killer-cellen. [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 glycolyse/pentosecyclusenzymen en induceert apoptose door activering van poly(ADP-ribose)polymerase in Jurkat T-celleukemietumorcellen. J Biol Chem, 2002;277(48):46408-14 En Demidov LV et al.; Adjuvant gefermenteerd tarwekiemextract (Avemar) als nutraceutical 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 chemotherapie-geïnduceerde 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. Food biochemistry 2018;42.6 En Marcsek Z et al.; De werkzaamheid van tamoxifen in oestrogeenreceptor-positieve borstkankercellen wordt versterkt door een medisch voedingsmiddel. Cancer Biother Radiopharm. 2004;19(6):746-53 En Mueller T, Voigt W; Gefermenteerd tarwekiemextract – voedingssupplement of antikankermedicijn? Nutr J 2011;10:89 En Telekes A et al.; Avemar (tarwekiemextract) bij kankerpreventie en -behandeling. Nutr Cancer 2009;61(6):891-9].

Kortom, tarwekiemen ondersteunen, dankzij hun gehalte aan micronutriënten, de basisvoedingsbehoeften en verrijken het algehele dieet. Ze zijn 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, maar ook in putrescine en cadaverine.Al deze natuurlijke stoffen zijn een noodzakelijk onderdeel van de stofwisseling van mens en dier.

Polyaminen zijn cruciaal voor de ontwikkeling van veel cellen en zorgen ook voor hun overleving. Spermidine is, vanwege 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 polyamines spermine, spermidine en putrescine kunnen via de voeding worden opgenomen of door het lichaam zelf worden aangemaakt. Voedingsmiddelen bevatten deze polyamines in wisselende hoeveelheden. Spermidine komt vooral veel voor in tarwe en tarwekiemen. Gedroogde sojabonen, oude cheddar, groene erwten en champignons bevatten ook spermidine en andere polyamines. [Ali MA et al. Polyaminen in voedingsmiddelen: ontwikkeling van een voedingsmiddelendatabase. Food Nutr Res. 2011;55].

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

Verder zijn verschillende enzymen betrokken bij het polyaminemetabolisme. Deze omvatten bijvoorbeeld spermidine- en sperminesynthase, arginine- en ornithinedecarboxylase, de enzymen van de 1-koolstofroute, polyamineoxidase, en diamineoxidase (DAO), bekend 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 tweederde van de polyaminebehoefte moet via de voeding worden gedekt.Omdat het lichaam slechts ongeveer 1/3 van de polyaminen zelf kan aanmaken. Tot nu toe zijn er nauwelijks bruikbare gegevens 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 toegenomen celgroei in de zwangerschap en nam toe bij zuigelingen gedurende de eerste 28 dagen na de geboorte. Ook Vervuiling of de Deelname aan wedstrijdsporten kan de behoefte aan wedstrijdsporten vergroten.Bovendien kunnen ze Omgevingsinvloeden en de Hormoonstatus beïnvloeden de polyaminesynthese en de totale polyaminepool. Bovendien neemt de lichaamseigen productie af met de leeftijd., waardoor de algehele polyamineconcentratie wordt verlaagd [Munoz-Esparza NC et al.; Polyaminen in voedsel. Voorwielaandrijving 2019;6: 108 En Nishimura K et al. Afname van polyaminen met veroudering en hun inname via voedsel en drank. J Biochem 2006; 139:81-90].

A Gebrek aan basisstoffen, bijzonder genetische eigenschappen En Darmstoornissen Dit kan ertoe leiden dat het lichaam niet of onvoldoende polyamines krijgt aangeleverd. Als het lichaam langdurig te weinig polyaminen ter beschikking heeft of als de spermidine-/sperminehomeostase verstoord is, leidt dit tot talrijke pathologische processen. [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 het best onderzochte en meest prominente polyamine. Het speelt een essentiële rol bij het behoud van de algehele stofwisseling, celfunctie en gezondheid van de mens. Om deze reden kan worden verwacht dat het diverse voordelen biedt bij de behandeling en preventie van ziekten.

Spermidine vertoont de effecten van de reeds genoemde polyaminen. Spermidine bezit daarnaast nog een aantal onafhankelijke effecten, die uitgebreid beschreven zijn in de wetenschappelijke literatuur en die verder gaan dan die van polyaminen.Deze effecten dragen bij aan het verminderen van tumorontwikkeling (carcinogenese) door spermidine en bieden mogelijk bescherming tegen kanker, neurodegeneratie, stofwisselingsziekten en hartziekten. [Madeo F et al. Spermidine in gezondheid en ziekte. Science. 2018,359]:

• Bevordert autofagie (“celrecycling”)
• Het werkt als een imitatie van caloriebeperking (het imiteert het levensverlengende effect van 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 leeftijdsgerelateerde en hoge bloeddrukgerelateerde nierschade
• Verbetert de spierkracht en vermindert myopathieën ("spieraandoeningen")
• Vermindert carcinogenese en pathologische weefselproliferatie (fibrose) in de lever.
• Bereikt bloeddrukverlagende effecten 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 bij het verteren van afvalproducten en "rommel", en bij het afbreken van verkeerd gedistribueerde, overbodige of verkeerd gevormde celcomponenten en het recyclen ervan. Het speelt een cruciale rol bij het handhaven van de 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. Denk bijvoorbeeld aan het verbeteren van stofwisselingsstoornissen en het voorkomen van neurodegeneratieve ziekten zoals multiple sclerose, de ziekte van Parkinson of de ziekte van Alzheimer door het elimineren van misgevouwen eiwitten.

Met de leeftijd en bij 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 door te vasten of een permanent caloriearm dieet.
2. Dit wordt bereikt door het gebruik van zogenaamde calorierestrictie-mimetica, die de effecten van een verminderde calorie-inname (caloriebeperking) nabootsen. Spermidine is een belangrijk lid van de groep calorierestrictie-mimetica en werkt vergelijkbaar met de secundaire plantenstoffen resveratrol uit druiven en epigallocatechinegallaat uit groene thee.

Spermidine: Verlengt het de levensduur?

Tegenwoordig wordt spermidine beschouwd als een universeel antiverouderingsmedicijn, omdat het een van de weinige endogene stoffen is die de werking van caloriebeperking nabootst en zo actief de autofagie bevordert. [Morselli E et al.; Spermidine en resveratrol induceren autofagie via verschillende routes die samenkomen op het acetylproteoom. J Cell Biol 2011;192(4):615-29]Spermidine werkt ook via andere mechanismen: het reguleert celgroei, celproliferatie, celdood (apoptose) en moduleert eiwittranslatie en genexpressie. Bovendien remt het ontstekingen, de vorming van vetcellen (adipogenese) en histonacetylering. Spermidine verbetert de lipidenstofwisseling.

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

Spermidine verlaagde de malondialdehydespiegels (een afbraakproduct van meervoudig onverzadigde vetzuren; een belangrijke biomarker voor oxidatieve stress) in de hersenen van muizen en verhoogde de activiteit van SOD (superoxidedismutase; 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-review. 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 polyaminerijk 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 spermidinesuppletie, dankzij autofagie-activering en andere typische polyamine-effecten, de levensduur van modelorganismen zoals fruitvliegjes, gisten en wormen verlengt. Bovendien stopt het leeftijdsgebonden geheugenverlies bij fruitvliegjes 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 elixer voor een langer leven En Miller-Fleming L et al. De resterende mysteries van de moleculaire biologie: de rol van polyaminen in de cel. Journal of molecular biology. 2015;427(21):3389-406].

In een onderzoek van Gupta verlengde spermidine de levensduur van vliegen, gist, wormen en menselijke immuuncellen. Het remt oxidatieve stress en weefselafsterving (necrose) bij ouder wordende muizen.In oudere gistcellen stimuleert het de deacylering van histon H3 door histonacyltransferases te remmen. De verwijdering van polyamines uit het lichaam leidt tot overmatige acetylering, vroegtijdige celdood, de vorming van vrije radicalen en een verkorte levensduur. Spermidine stimuleert sterk autofagie, is belangrijk voor het onderdrukken van necrose en verlengt zo 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 spermidinesuppletie de gezondheid en levensduur van individuen. Een prospectieve cohortstudie van Kiechl bevestigt dat spermidine de menselijke levensduur verlengt. In deze studie daalde de totale mortaliteit voor elk derde deel van de toegenomen spermidine-inname van 40,5% (95% BI) naar respectievelijk 23,7% (95% BI) en 15,1% (95% BI), wat overeenkomt met een cumulatieve mortaliteitsincidentie van 0,48, 0,41 en 0,38. De cumulatieve mortaliteitsincidentie (BI) geeft de waarschijnlijkheid aan dat een persoon binnen een bepaald tijdsbestek een specifieke ziekte zal ontwikkelen of zal overlijden. Het mortaliteitsrisico 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 verlenging van de levensduur door de natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438 En Kiechl S et al. Hogere spermidine-inname hangt samen met lagere mortaliteit: een prospectieve populatiestudie. Bij J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380 En Madeo F, Eisenberg T et al.; Spermidine: een nieuwe autofagie-inductor en elixer voor een langer leven En Madeo F, Eisenberg et al.; Voedingsaspecten van Spermidine. Annu Rev Nutr 2020. doi:10.1146/].

Spermidine beschermt het hart

Een verstoorde autofagie kan een nadelig 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 ook 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 de elasticiteit ervan afneemt en de elasticiteit van het hart wordt aangetast. Spermidine kan PP5 effectief remmen. Muizen die spermidine kregen, behielden hun gezonde hart tot op hoge leeftijd. Hart- en vaatziekten komen ook minder vaak voor bij mensen die een spermidinerijk dieet volgen. Omdat de spermidinespiegel met de leeftijd afneemt, kan suppletie nuttig zijn. [Eisenberg T et al.; Cardioprotectie en verlenging van de levensduur door de natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438] En Soda K et al. Voedselpolyamine en hart- en vaatziekten – een epidemiologische studie. Glob J Health Sci. 2012;4(6):170-178].

De gezondheidseffecten van spermidine op het cardiovasculaire stelsel zijn aangetoond in talrijke experimenten met ratten en muizen en zijn ook op het menselijk organisme overgedragen:

• Spermidinesuppletie activeert de vorming van nieuwe mitochondriën in de cel (mitochondriale biogenese) door SIRT1-gemedieerde deacetylering van PGC-1α (een eiwit). Bovendien remt spermidine mitochondriale disfunctie en behoudt het de ultrastructuur van de hartspier. Bij de dieren werden ornithinedecarboxylase (ODC) en SIRT1/PGC-1a (de sirtuin-1/peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-α signaalroute), die de mitochondriale biogenese reguleert, onderdrukt. Daarentegen werd SPD/spermin N1 acetyltransferase verhoogd. In de experimenten verhoogde spermidine de activiteit van PGC-1a, SIRT1, NRF1, NRF2, TFAM (mitochondriale transcriptiefactor a) en OXPHOS (oxidatieve fosforylering) in hartspiercellen. [Wang J et al. Spermidine verlicht hartveroudering door de mitochondriale biogenese en functie te verbeteren. Aging (Albany, NY). 2020;12(1):650-71].
• Spermidinesuppletie vermindert het risico op abdominale aorta-aneurysma's en verbetert de integriteit van de aortastructuur. Spermidine verhoogt de productie 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].
• Spermidinesuppletie verbetert de functie van hartspiercellen (cardiomyocyten) en vermindert celnecrose (celdood). Na een hartaanval verbetert spermidine de hartfunctie en vermindert het de infarctgrootte en de toename van de hartspiermassa (myocardiale hypertrofie). 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].
• Spermidinesuppletie vertraagt ​​arteriële veroudering, die wordt veroorzaakt door een verlaagd stikstofmonoxidegehalte, verhoogde AGE's (advanced glycation end products), superoxide en oxidatieve stress. Spermidine normaliseert de arteriële pulsgolfsnelheid (aPWV; een directe maat voor arteriële stijfheid), herstelt endotheelafhankelijke arteriële dilatatie (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 de behandeling van arteriële veroudering en preventieve maatregelen voor leeftijdsgebonden hartziekten zou kunnen verbeteren. [La Rocca TJ et al.; De autofagie-versterker spermidine keert arteriële veroudering om. Mch Aging Dev 2013;134(7-8):314-20].
• Spermidine remt significant de lipideaccumulatie (vetophoping) en de vorming van necrotische kernen in atherosclerotische plaques. De lipideaccumulatie neemt af doordat spermidine de cholesterolefflux 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 de ophoping van lipiden en de vorming van necrotische kernen in atherosclerotische plaques via inductie van autofagie. Artherosclerosis. 2016;251:319-27].
• Als een foetus in de baarmoeder een gevaarlijk zuurstoftekort ervaart (intra-uteriene hypoxie), leidt dit tot een afname van cardiale ornithinedecarboxylase en een verhoogde productie van spermidine/spermine N1-acetyltransferase. Dit resulteert in een afname van het lichaamsgewicht, het hartgewicht, de proliferatie van hartspiercellen, de antioxidatieve capaciteit, 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 spermidinesuppletie in de placenta. [Chai N et al.; Spermidine voorkomt hartletsel 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 oefende spermidine in de voeding een cardioprotectief effect uit door de cardiale autofagie en mitofagie (mitochondriale afbraak) 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 spermidinesuppletie en een verlaagde bloeddruk, evenals een verminderd risico op het ontwikkelen van hart- en vaatziekten. Het risico om aan deze ziekten te overlijden, werd eveneens verminderd. Spermidine is een cardioprotectieve autofagieactivator. [Eisenberg T et al.; Dieet-spermidine voor het verlagen van hoge bloeddruk. Autofagie. 2017;13(4):767-769].
• Spermidine verlengt de levensduur bij muizen en heeft een cardioprotectief effect. Het vermindert pathologische cardiomyopathie, verlaagt de systolische bloeddruk en handhaaft de diastolische functie bij oudere dieren. Dit voedingssupplement verbetert de 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 verlenging van de levensduur door de natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438].

De effecten van spermidine op het cardiovasculaire systeem zijn nu geverifieerd met behulp van menselijke gegevens:

• Volgens recente uitspraken van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en het IMF bestaat er een negatief verband tussen de inname van spermidine via de voeding en sterfte door hart- en vaatziekten. [Soda K et al.; Voedselpolyamine 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 dieet rijk aan spermidine de algehele sterfte als gevolg van hart- en vaatziekten (en kanker) verlaagt. [Madeo F et al.; Spermidine: een fysiologische autofagie-inductor die werkt als een anti-verouderingsvitamine bij mensen? Autofagie. 2019;15(1):165-168 En Tong D et al.; Spermidine bevordert cardioprotectieve autofagie. Circulatieonderzoek. 2017;120(8):1229-3].
• Volgens Nilsson heeft spermidine een cardioprotectief effect bij zowel muizen als mensen. [Pucciarelli S et al.; Spermidine en spermine zijn verrijkt in het bloed van honderdjarigen. Rejuvenation Res 2012, 15(6):590-5].
• Uit een gerandomiseerd onderzoek van Matsjumoto bleek dat verhoogde spermidinespiegels de endotheelfunctie bij gezonde proefpersonen verbeterden en het risico op atherosclerose verminderden. [Matsumoto M et al.; Endotheelfunctie wordt verbeterd door het induceren van microbiële polyamineproductie in de darm: een gerandomiseerde placebogecontroleerde studie. Nutrients.2019;11(5)].
• Eisenberg rapporteert in een gepubliceerd onderzoek [Eisenberg T et al.; Cardioprotectie en verlenging van de gezondheidsspanne door de natuurlijke polyamine spermidine. Nat Med 2016;22(12):1428-1438]Spermidine keert leeftijdsgerelateerde 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 linkerventrikelstijfheid). Het heeft 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. Hersenfunctie, geheugenverwerving en geheugenconsolidatie (het versterken van herinneringen of geleerde inhoud in het langetermijngeheugen) zijn ook afhankelijk van spermidine. Huidig ​​onderzoek suggereert dat autofagie-effecten en de polyamine-bindingsplaatsen bij de NMDA-receptor (NMDAr) primair verantwoordelijk zijn voor de invloed van spermidine op het geheugen.

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

• Toediening van spermidine verbeterde de consolidatie van angstherinneringen bij ratten, terwijl zowel de TrkB-antagonist (tyrosinereceptorkinase B; proteïne) ANA-12 als de Pl3K-remmer (fosfoinositide 3-kinase; enzym) LY29400z het effect van spermidine op het geheugen voorkwamen. 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].
• Spermidine-suppletie beschermt fruitvliegjes (preciezer: Drosophila) tegen leeftijdsgebonden geheugenverlies. Het voedingssupplement werkt direct op de synapsen en maakt autofagie-afhankelijke homeostatische regulatie mogelijk van de synaptische component waaruit de excitatie voortkomt. [Bhukel A, Madeo F, Sigrist SJ; Spermidine stimuleert autofagie ter bescherming tegen synaptische veroudering. Autophagy.2017;13(2):4444-445.doi:10.1080/15548627.2016.1265193].
• Polyaminespiegels in de hersenen nemen af ​​met de leeftijd. Bij fruitvliegjes is waargenomen dat deze afname van polyamines gepaard gaat met een afname van het geheugen. Suppletie met spermidine verbetert de autofagie, herstelt de jeugdige spermidinespiegels en stopt geheugenverlies. Er treedt echter geen verbetering op in geheugenverlies als genetische tekortkomingen de autofagie verhinderen of beperken. [Gupta VK et al.; Herstel van polyamines beschermt tegen leeftijdsgebonden geheugenverlies op een autofagie-afhankelijke manier. Nat Neurosci.2013;16(10):1453-60].
• In een recente studie uit 2020 bevestigt Rosh dat spermidine de levensduur bevordert en autofagie stimuleert. Het handhaaft de cellulaire en neuronale homeostase. Spermidine en spermine interageren met het opioïde systeem 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 polyamine en, in het bijzonder, spermidine. Leeftijdsgebonden schommelingen in de spermidinespiegels leiden ook tot onevenwichtigheden in het neurale netwerk en bedreigen de neurogenese (de vorming van nieuwe zenuwcellen). Daarom kan extra inname van spermidine de behandeling van hersenaandoeningen ondersteunen, hoewel de precieze mechanismen nog niet volledig bekend zijn. [Gosh I et al.; Spermidine, een autofagie-inductor, als therapeutische strategie bij neurologische aandoeningen. Neuropeptiden 2020].
• Huang ontdekte dat het toedienen van spermidine na traumatisch hersenletsel (TBI) de neurologische NNS-score aanzienlijk versnelde en de latentietijd in de Morris Water Maze-test verkortte. Studies toonden aan dat spermidine de bloed-hersenbarrière verbeterde. Bovendien werden positieve veranderingen waargenomen met betrekking tot celdood en hersenoedeem. Pro-inflammatoire cytokines en TBI-markers werden significant verlaagd. Omdat de spermidinespiegels significant verlaagd waren bij TBI-patiënten met ernstige beperkingen, opperde 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 het geheugen significant. De studie geeft aan dat dit effect gebaseerd is op de stimulatie van neuromodulerende acties in het geheugensysteem. [Wirth M et al.; Effecten van spermidinesuppletie op cognitie en biomarkers bij ouderen met subjectieve cognitieve achteruitgang (SmartAge) - studieprotocol voor een gerandomiseerde gecontroleerde studie. 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 beschreven en ondersteund met nieuwe bevindingen uit menselijke studies:

• 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 belangrijke mediatoren zijn in de pathologie van de ziekte van Alzheimer. Bij hoge doses onderdrukt spermidine alle cytokinen behalve IL-17A, bevordert het de autofagie en verhoogt het de activatie van T-cellen. [Fischer M et al.; Spermine en spermidine moduleren de T-celfunctie bij ouderen met en zonder cognitieve achteruitgang ex vivo. Aging (Albany NY). 15 juli 2020;12(13):13716-13739].
• Uit Pekars onderzoek bleek dat spermidine, door zijn invloed op autofagie, de verwijdering van amyloïde-bèta-plaques activeert. Het heeft een positief effect op dementie en leidt al na drie maanden gebruik tot een significante verbetering van de cognitieve prestaties bij bewoners van verpleeghuizen. [Pekar T et al.; Spermidine bij dementie: relatie tot leeftijd en geheugenprestaties. Wien Klein Wochenschr. 2020;132(1-2):42-46].
• In 2020 beschreef Schwarz hoe een hogere inname van spermidine bij ouderen verband houdt met een groter hippocampusvolume. Hij observeerde ook een hogere gemiddelde corticale dichtheid en een grotere 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 hangt samen met corticale dikte en hippocampusvolume bij ouderen. Neuroimage 2020;221:117132].
• In een eerder gerandomiseerd onderzoek uit 2018 ontdekte Schwarz al dat spermidine bescherming kan bieden tegen cognitieve tekorten en neurodegeneratie. [Black C et al.; Veiligheid en verdraagzaamheid van spermidinesuppletie bij muizen en ouderen met subjectieve cognitieve achteruitgang. Veroudering (Albany, NY). 2018;10(1):19-33].

Ook de Duitse Vereniging voor Neurologie erkent nu het grote potentieel van spermidine wat betreft 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 vormen momenteel de focus van 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

Spermidine zou nu ook positieve effecten hebben op het gebied van kankerpreventie. De 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.BSpermidine gecombineerd met immunogene celdoodactivatoren (ICD's) en immuuncheckpointremmers (ICI's) verbeterde de controle van de tumorgroei bij muizen. Zonder calorierestrictie-mimetica resulteren ICD's en ICI's slechts in gedeeltelijke sensibilisatie voor de behandeling. [Levesque S et al.; Een synergetische triade van chemotherapie, immuuncheckpointremmers en calorierestrictie-mimetica roeit tumoren uit bij muizen. Oncoimmunology 2019;8(11):e1657375].
• Zoals Yue en collega's ontdekten, kan spermidine kankerceldefecten verminderen die oxidatieve, stressgeïnduceerde 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 Kiechl's prospectieve studie (s.o.), waaruit blijkt dat spermidine de kankersterfte vermindert, en schreef dat kanker zich alleen kan ontwikkelen als het immuunsysteem het gevaar niet herkent en kwaadaardige cellen niet elimineert. Volgens deze theorie is autofagie, geactiveerd door spermidine, in staat om kwaadaardige veranderingen te onderdrukken, procarcinogene 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 prospectief onderzoek van Vargas, in de 87eUit een onderzoek onder 602 vrouwen bleek dat een hogere dagelijkse inname van polyaminen gepaard ging met een lager risico op colorectale kanker (gemiddelde HR 0,81), vooral bij vrouwen met overgewicht. [Vargas AJ et al. Inname van polyaminen in de voeding en het risico op colorectale kanker bij postmenopauzale vrouwen. Bij J Clin Nutr. 2015;102(2):411-9]Het is echter belangrijk om op te merken dat zowel kankercellen met een verhoogde metabole activiteit als gezonde cellen polyaminen gebruiken. Daarom wordt momenteel onderzocht of een ontregeling van het polyaminemetabolisme kanker zou kunnen bevorderen. In dergelijke gevallen is de totale polyamineconcentratie verhoogd en zijn de enzymen die betrokken zijn bij het polyaminemetabolisme (zoals adenosylmethioninedecarboxylase (SAMDC) en spermineoxidase (SMO)) zeer actief. Mocht dit het geval zijn, dan dienen hoge polyamineconcentraties tijdens kankertherapie te 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 van polyaminemetabolisme voor kankertherapie en -preventie. Biochem J. 2016;473(19):2937-53].

Bron: Spermidine en tarwekiemen – een indrukwekkend duo met talloze functies; een overzicht door Dr. Udo Böhm