Alfa-ketoglutaran wapnia (Ca-AKG) to specyficzna forma kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG), naturalnie występującego związku, który odgrywa kluczową rolę w cyklu kwasu cytrynowego i uczestniczy w licznych procesach metabolicznych organizmu. Jako produkt pośredni w metabolizmie energetycznym komórek, AKG działa nie tylko jako źródło energii, ale także jako cząsteczka sygnałowa, prekursor syntezy aminokwasów i regulator procesów epigenetycznych. Forma wapniowa (Ca-AKG) została opracowana w celu poprawy biodostępności i stabilności AKG, co czyni ją szczególnie interesującą w zastosowaniach terapeutycznych.
Warto zauważyć, że poziom AKG w organizmie znacząco spada wraz z wiekiem – badania pokazują, że stężenie w wieku 80 lat wynosi zaledwie około 10% wartości obecnej w wieku 40 lat. Ten związany z wiekiem spadek wzbudził zainteresowanie naukowców Ca-AKG jako potencjalnym czynnikiem wpływającym na procesy związane z wiekiem („długowieczność”).
Zasady biochemiczne i mechanizmy działania
Funkcje metaboliczne
Ca-AKG odgrywa kluczową rolę w kilku podstawowych procesach biochemicznych:
- Metabolizm energetyczny: Jako kluczowy związek pośredni w cyklu kwasu cytrynowego AKG bezpośrednio uczestniczy w produkcji energii komórkowej i wspomaga efektywną przemianę makroskładników w energię komórkową (ATP).
- Metabolizm azotu: AKG działa jako akceptor azotu w syntezie aminokwasów i pomaga regulować równowagę azotu i amoniaku w organizmie, co jest szczególnie istotne w okresach stresu metabolicznego.
- Synteza kolagenu: AKG jest kofaktorem prolilowych hydroksylaz, które są niezbędne do tworzenia i stabilizacji kolagenu, co wyjaśnia jego znaczenie dla zdrowia kości i skóry..
- Regulacja epigenetyczna: AKG jest substratem dla demetylaz DNA (enzymów TET), które przyczyniają się do demetylacji DNA i mogą w ten sposób wpływać na ekspresję genów.
Szlaki sygnałowe molekularne
Na poziomie molekularnym Ca-AKG wpływa na kilka ścieżek sygnałowych związanych z procesami starzenia i zdrowiem:
- Aktywacja AMPK: Badania wskazują, że AKG może aktywować kinazę białkową aktywowaną przez AMP (AMPK), kluczowy czujnik energii regulujący metabolizm komórkowy.
- Hamowanie mTOR: W niektórych organizmach modelowych wykazano, że AKG hamuje szlak sygnałowy mTOR, który odgrywa ważną rolę we wzroście i starzeniu się komórek.
- Promocja autofagii: Wpływając na AMPK i mTOR, AKG może promować autofagię, czyli proces oczyszczania komórek, który jest ważny dla ich zdrowia i długowieczności.
- Przeciwzapalny: Ca-AKG wykazuje właściwości przeciwzapalne, szczególnie poprzez indukcję interleukiny-10 (IL-10) w limfocytach T, co może pomóc w stłumieniu przewlekłego stanu zapalnego.
Badania kliniczne i zastosowania terapeutyczne
Zdrowie kości i osteoporoza
- W randomizowanym, podwójnie zaślepionym, kontrolowanym placebo badaniu z udziałem 76 kobiet po menopauzie cierpiących na osteopenię analizowano wpływ Ca-AKG (6 g AKG i 1,68 g Ca na dobę) przez okres 6 miesięcy.Wyniki wykazały znaczący spadek stężenia w surowicy C-końcowego usieciowanego telopeptydu kolagenu typu I (CTX), markera resorpcji kości, aż o 37% po 24 tygodniach.
Choroba nerek i hemodializa
- Badania kliniczne z udziałem pacjentów hemodializowanych wykazały, że Ca-AKG w dawkach do 4,5 g na dobę przez okres do trzech lat jest bezpieczne i może prowadzić do wzrostu poziomu argininy w osoczu i spadku poziomu mocznika w osoczu.
- W badaniu krzyżowym porównano skuteczność wiązania fosforanów przez ketoglutaran wapnia i węglan wapnia u pacjentów poddawanych przewlekłej hemodializie i stwierdzono porównywalne efekty w kontrolowaniu poziomu fosforanów w surowicy.
- Wykazano, że Ca-AKG jest skuteczny w korygowaniu wtórnej nadczynności przytarczyc u niedożywionych pacjentów hemodializowanych poprzez regulację stosunku fosforanów do wapnia.
Starzenie się i zdrowa długowieczność
Badania nad glukozą związaną z wapniem (Ca-AKG) w kontekście starzenia się i długowieczności stały się w ostatnich latach coraz ważniejsze:
- Retrospektywna analiza 42 osób, które przyjmowały Rejuvant® (opatentowany preparat zawierający Ca-AKG i witaminy właściwe dla danej płci) przez średnio 7 miesięcy, wykazała znaczną średnią redukcję wieku biologicznego o około 8 lat, mierzoną na podstawie wzorców metylacji DNA (wartość p = 6,538 × 10^-12).
- W randomizowanym badaniu z podwójnie ślepą próbą, kontrolowanym placebo, o nazwie ABLE (suplementacja alfa-ketoglutaranem i BiologicaL agE) badany jest obecnie wpływ 1 g Ca-AKG dziennie przez 6 miesięcy u 120 zdrowych osób w wieku 40–60 lat z wyższym wiekiem metylacji DNA w porównaniu z wiekiem chronologicznym. Pierwszorzędowym punktem końcowym jest obniżenie wieku metylacji DNA, biomarkera biologicznego starzenia się.
Zdrowie mięśni i sprawność fizyczna
Ca-AKG wykazuje również potencjał wspomagający zdrowie mięśni i wydolność fizyczną:
- Badania przedkliniczne wykazały, że AKG może wspomagać regenerację mięśni poprzez stymulację komórek satelitarnych mięśni (MuSC) i wpływanie na polaryzację makrofagów, co przyczynia się do naprawy mięśni i zmniejsza zwłóknienie.
- AKG może zapobiegać zanikowi mięśni poprzez poprawę syntezy białek, hamowanie szlaków degradacji i modulację odpowiedzi zapalnych, co czyni go istotnym w leczeniu takich schorzeń, jak sarkopenia, wyniszczenie oraz rekonwalescencja po urazach.
- Badania wykazały, że suplementacja AKG u sportowców i osób aktywnych poprawia wytrzymałość, zmniejsza zmęczenie i przyspiesza regenerację po treningu.
Zdrowie metaboliczne
Ca-AKG może mieć również pozytywny wpływ na różne aspekty zdrowia metabolicznego:
- W badaniach na zwierzętach wykazano, że Ca-AKG wspomaga kontrolę masy ciała i sprzyja przekształcaniu białej tkanki tłuszczowej w brunatną, co może mieć korzystny wpływ na metabolizm energetyczny.
- AKG odgrywa ważną rolę w regulacji metabolizmu azotu i może pomóc ograniczyć gromadzenie się amoniaku, co jest istotne dla ogólnego zdrowia metabolicznego.
- Badania przedkliniczne wskazują, że AKG może być obiecującym lekiem w leczeniu cukrzycy, gdyż zmniejsza hiperglikemię i zapobiega glukoneogenezie wątrobowej.
Profil bezpieczeństwa i skutki uboczne
Ca-AKG jest ogólnie uważany za bezpieczny i został sklasyfikowany jako „ogólnie uznany za bezpieczny” (GRAS) przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA). Badania kliniczne potwierdziły bezpieczeństwo Ca-AKG w różnych dawkach.
- Badania z dawką 4,5 g dziennie przez okres trzech lat nie wykazały żadnych istotnych skutków ubocznych suplementacji Ca-AKG.
- W innym badaniu dawkę 6 g uznano za bezpieczną dla ludzi.
Mimo że Ca-AKG jest na ogół dobrze tolerowany, zgłaszano pewne łagodne działania niepożądane: Sporadycznie obserwowano łagodne zaburzenia żołądkowo-jelitowe, takie jak nudności, biegunka i rozstrój żołądka, szczególnie przy większych dawkach.
Specjalne środki ostrożności i przeciwwskazania
Niektóre grupy osób powinny zachować szczególną ostrożność podczas przyjmowania Ca-AKG:
- Ciąża i karmienie piersią: Ze względu na niewystarczającą ilość danych badawczych zaleca się, aby kobiety w ciąży i karmiące piersią unikały Ca-AKG.
- Choroba nerek: Osoby cierpiące na choroby nerek powinny skonsultować się z lekarzem przed zażywaniem leku Ca-AKG, chociaż kontrolowane badania przeprowadzone u pacjentów dializowanych wykazały, że jest on bezpieczny.
Interakcje leków
Mimo że badania nad interakcjami między Ca-AKG a lekami są ograniczone, istnieje kilka potencjalnych interakcji, które należy wziąć pod uwagę:
- Bloker kanału wapniowego: Leku Ca-AKG nie należy przyjmować jednocześnie z blokerami kanału wapniowego, ponieważ może to prowadzić do niebezpiecznej interakcji, która mogłaby osłabić skuteczność leków stosowanych w leczeniu zaburzeń serca i ciśnienia krwi.
- Leki immunosupresyjne: Ze względu na potencjalne działanie immunomodulacyjne AKG, osoby przyjmujące leki immunosupresyjne powinny skonsultować się z lekarzem przed rozpoczęciem suplementacji Ca-AKG.
- Leki rozrzedzające krew: Osoby cierpiące na zaburzenia krzepnięcia krwi lub przyjmujące leki rozrzedzające krew powinny skonsultować się z lekarzem przed rozpoczęciem stosowania leku Ca-AKG.
Zalecenia dotyczące dawkowania i stosowania
Optymalna dawka Ca-AKG może się różnić w zależności od miejsca zastosowania i czynników indywidualnych:
- W celach ogólnego zdrowia i przeciwstarzeniowych: Dawki stosowane w badaniach klinicznych wahają się od 300 mg do 1000 mg Ca-AKG dziennie.
- Dla zdrowia kości: W badaniu obejmującym kobiety po menopauzie stosowano 6 g AKG (w postaci soli wapniowej) dziennie przez 6 miesięcy.
- W przypadku chorób nerek: Wykazano, że dawki do 4,5 g na dobę są bezpieczne i skuteczne u pacjentów dializowanych.
- Biodostępność: Biodostępność Ca-AKG jest wyższa niż czystego AKG, co pozwala na stosowanie niższych dawek. Badania farmakokinetyczne wykazały, że AKG podawany doustnie jest szybko wchłaniany i dystrybuowany do różnych tkanek, w tym kości, skóry i mięśni.
Porównanie z innymi kształtami AKG
Ca-AKG nie jest jedyną dostępną formą alfa-ketoglutaranu.Inne formy obejmują:
- Alfa-ketoglutaran sodu (Na-AKG): Ta forma charakteryzuje się większą rozpuszczalnością w wodzie niż Ca-AKG, ale niższą biodostępnością.
- Alfa-ketoglutaran argininy (AAKG): Połączenie L-argininy i AKG jest często stosowane w sporcie w celu poprawy przepływu krwi i wyników sportowych.
- Alfa-ketoglutaran ornityny (OAKG): Ta forma łączy AKG z aminokwasem ornityną i jest często stosowana w celu wspomagania syntezy białek i regeneracji mięśni.
W porównaniu do pozostałych form Ca-AKG charakteryzuje się następującymi właściwościami:
- Wyższa biodostępność: Forma wapniowa zapewnia lepszą stabilność i biodostępność niż czysty AKG.
- Korzyści dla długowieczności i przeciwdziałania starzeniu się: Ca-AKG wykazał szczególnie obiecujące wyniki w badaniach nad długowiecznością i wiekiem biologicznym.
Źródła:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_alpha-ketoglutarate
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10643463/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37217632/
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8660611/
- https://research.vu.nl/files/160079366/AlphaKetoglutarate_dietary_supplementation_to_improve_health_in_humans.pdf
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7645772/
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8508957/
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11597751/
- https://www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-144/alpha-ketoglutarate-akg
- https://longevity.technology/news/akg-study-first-to-show-dramatically-compressed-morbidity-in-mammals/
- https://research.vu.nl/en/publications/alpha-ketoglutarate-supplementation-and-biological-age-in-middle-
- https://www.biospace.com/study-shows-rejuvant-decreases-biological-age-by-eight-years-in-seven-months
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19755457/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32641503/
- https://examine.com/supplements/alpha-ketoglutarate/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17896582/
- https://econtent.hogrefe.com/doi/10.1024/0300-9831.77.2.89
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18336415/
- https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2019/10/04/779157.full.pdf
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34817909/
- https://www.aging-us.com/article/203736/text
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S053155652300075X
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1043276021002666
- https://www.mdpi.com/2072-6643/16/22/3968
- https://www.mdpi.com/2076-2615/13/4/569
na podstawie
Recenzje