Zarodki pszenicy i ich składniki

Zarodki pszenicy to bogaty w olej składnik dojrzałych ziaren pszenicy, stanowiący około 3% ich całkowitej masy. Z zarodków rozwija się wartościowa trawa pszeniczna, z której później powstają ziarna pszenicy. Zarodki pszenicy są zazwyczaj produktem ubocznym produkcji mąki pszennej. Charakteryzują się wysoką gęstością odżywczą i są bogate w mikroelementy oraz błonnik pokarmowy (1,5–4%). Zawartość oleju wynosi około 10%, a w jego składzie znajduje się wiele nienasyconych kwasów tłuszczowych. Zawartość białka wynosi około 27%, choć w zależności od pochodzenia może wahać się od 13% do 35%.

Składniki obejmują:

• Witaminy (B1, B2, B3, B5, B6, B9 oraz witaminy A, K i E)
• Minerały i pierwiastki śladowe (wapń, magnez, żelazo, potas, jod, fosfor, chrom, mangan, cynk, molibden i siarka)
• Poliaminy (spermina, spermidyna i putrescyna)
• Kwasy tłuszczowe (v.aKwas alfa-linolenowy, kwas linolowy, kwas oleinowy i kwas palmitynowy)
• Aminokwasy (arginina, tryptofan, lizyna, metionina, fenyloalanina, leucyna i izoleucyna)
• Wtórne związki roślinne (karotenoidy, polifenole i flawonoidy)

Efekty zarodków pszenicy

Wymienione składniki wykazują znaczący potencjał zdrowotny. Jednakże, wpływ kiełków pszenicy został jak dotąd jedynie częściowo zbadany eksperymentalnie; badania na ludziach są skąpe. Niemniej jednak, rozległa wiedza na temat poszczególnych składników i ich znaczenia dla metabolizmu i ogólnego stanu zdrowia pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat ogólnego wpływu kiełków pszenicy. Badania wskazują również na potencjalne zastosowania medyczne:

• Ekstrakt z kiełków pszenicy ma działanie przeciwzapalne, antyoksydacyjne, antybakteryjne i immunomodulacyjne ze względu na wysoką zawartość mikroskładników odżywczych. [Mahmoud AA i in.; Zarodki pszenicy: przegląd wartości odżywczej, potencjału antyoksydacyjnego i właściwości antybakteryjnych. Food and Nutrition Sciences, 2015, 6, 265-277].
• Według badań przeprowadzonych na ludziach przez Ataollahi, kiełki pszenicy znacząco zmniejszają różne objawy związane z zespołem napięcia przedmiesiączkowego (PMS). Według Balinta, fermentowany ekstrakt z kiełków pszenicy, stosowany jako uzupełnienie terapii kortykosteroidami, ma pozytywny wpływ na reumatoidalne zapalenie stawów, łagodząc objawy i poprawiając jakość życia. [Ataollahi M i in.; Wpływ ekstraktu z kiełków pszenicy na objawy zespołu napięcia przedmiesiączkowego. Iran J Pharm Res Zima 2015;14(1):159-66 I Balint G i wsp.; Wpływ Avemaru – fermentowanego ekstraktu z kiełków pszenicy – ​​na reumatoidalne zapalenie stawów. Dane wstępne, Clin Exp Rheumatol. 2006;24(3):325-8]
• Zarodki pszenicy poprawiają funkcjonowanie przewodu pokarmowego. Zmniejszają poziom cytokin prozapalnych w jelitach, zwiększają poziom kwasu masłowego i propionowego oraz regulują skład flory jelitowej. Ponadto zwiększają udział pałeczek kwasu mlekowego oraz – jak wykazało badanie przeprowadzone na niewielkiej grupie pacjentów metodą podwójnie ślepej próby przez Moreira-Rosario – również liczbę bakterii Bacteroides i Bifidobacteria. [Moreira-Rosario A i in.; Codzienne spożywanie chleba wzbogaconego zarodkami pszenicy może sprzyjać zdrowej mikrobiomie jelitowej: badanie randomizowane kontrolowane. Eur J Nutr 2020 sierpień;59(5):1951-1961 I Ojo BA i in.; Suplementacja kiełkami pszenicy zwiększa liczbę pałeczek kwasu mlekowego i wspomaga przeciwzapalne środowisko jelitowe u myszy C57BL/6 karmionych dietą bogatą w tłuszcz i sacharozę. J Nutr 2019;149(7):1107-1115].
• W badaniu z podwójnie ślepą próbą przeprowadzonym przez Mohammadiego, zarodki pszenicy znacząco obniżyły poziom cholesterolu i zwiększyły potencjał antyoksydacyjny u osób z cukrzycą typu 2. Ostlund pisze również, że zarodki pszenicy hamują wchłanianie cholesterolu w jelitach.Według Ojo zarodki pszenicy minimalizują otyłość u myszy z nadwagą. u.a. tłuszcz trzewny, dysfunkcja mitochondriów serca, insulina w surowicy i insulinooporność [Mohammadi H i in.; Wpływ suplementacji kiełkami pszenicy na profil metaboliczny u pacjentów z cukrzycą typu 2: randomizowane, podwójnie zaślepione badanie kontrolowane placebo. Phytother Res 2020 kwiecień;34(4):879-885 I Ojo BA i in.; Suplementacja kiełkami pszenicy łagodzi insulinooporność i dysfunkcję mitochondriów serca w zwierzęcym modelu otyłości wywołanej dietą. Br J Nutr 2017;118(4):241-249 I Ostlund R i wsp.; Zasiedlanie wchłaniania cholesterolu przez zarodki pszenicy bogate w fitosterole. The American Journal of Clinical Nutrition 2003;77,1385-1389].
• Onkologia również wykazuje zainteresowanie ekstraktem z kiełków pszenicy, ponieważ zawiera on wiele substancji biologicznie czynnych (w tym benzochinony). Kilka badań eksperymentalnych, małych prób na ludziach oraz badań na zwierzętach wykazało działanie profilaktyczne ekstraktów z alkoholowych i fermentowanych kiełków pszenicy na raka. z.B...w przypadku raka jelita grubego. Ponadto potwierdzono jego skuteczność jako leczenia uzupełniającego w różnych typach nowotworów (czerniak, rak płuc, białaczka, rak piersi, rak jelita grubego). Złagodzone zostały działania niepożądane związane z terapią, takie jak zmniejszenie liczby neutrofilów i zmęczenie/wyczerpanie. Wydłużono również czas przeżycia i poprawiono jakość życia. Ekstrakt wykazuje działanie antytimetastatyczne, antyproliferacyjne i promujące apoptozę komórek nowotworowych oraz wspomaga cytotoksyczność komórek NK. [Boros LG i in.; Ekstrakt z fermentowanych zarodków pszenicy (Avemar) w leczeniu raka i chorób autoimmunologicznych. Ann NY Acad Sci 2005;1051:529-42 I Comin-Anduix B i in.; Fermentowany ekstrakt z zarodków pszenicy hamuje enzymy glikolizy/cyklu pentozowego i indukuje apoptozę poprzez aktywację polimerazy poli(ADP-rybozy) w komórkach nowotworowych białaczki limfocytów T Jurkat. J Biol Chem, 2002;277(48):46408-14 I Demidov LV i wsp.; Nutraceutyk z ekstraktem z fermentowanych kiełków pszenicy (Avemar) poprawia przeżywalność pacjentów z czerniakiem skóry wysokiego ryzyka; randomizowane, pilotażowe badanie kliniczne fazy II z 7-letnią obserwacją. Cancer Biother Radiopharm 2008;23(4):477-82 I Farkas E; Ekstrakt z fermentowanych zarodków pszenicy w leczeniu wspomagającym raka jelita grubego. Orv Hetil 2005;146(37):1925-31 I Garami M i wsp.; Fermentowany ekstrakt z zarodków pszenicy zmniejsza gorączkę neutropeniczną wywołaną chemioterapią u dzieci chorych na raka, J Pediatr Hematol Oncol. 2004;26(10):631-5 I Koh EM i wsp.; Aktywność przeciwnowotworowa i mechanizm działania ekstraktu z fermentowanych kiełków pszenicy w raku jajnika. Food Biochemistry 2018;42.6 I Marcsek Z i wsp.; Skuteczność tamoksifenu w komórkach raka piersi z dodatnim receptorem estrogenowym jest zwiększona dzięki suplementacji diety. Cancer Biother Radiopharm. 2004;19(6):746-53 I Mueller T, Voigt W; Ekstrakt z fermentowanych kiełków pszenicy – ​​suplement diety czy lek przeciwnowotworowy? Nutr J 2011;10:89 I Telekes A i in.; Avemar (ekstrakt z kiełków pszenicy) w profilaktyce i leczeniu raka. Nutr Cancer 2009;61(6):891-9].

Podsumowując, zarodki pszenicy, dzięki zawartości mikroelementów, zaspokajają podstawowe potrzeby żywieniowe i wzbogacają ogólną dietę. Są odpowiednie do optymalizacji metabolizmu i zapobiegania zaburzeniom metabolicznym, a także chorobom ostrym i przewlekłym.

Poliamina

Grupę poliamin można podzielić na spermidynę i sperminę, a także putrescynę i kadawerynę.Wszystkie te naturalne związki są niezbędnym składnikiem metabolizmu człowieka i zwierząt.

Poliaminy są kluczowe dla rozwoju wielu komórek i zapewniają ich przetrwanie. Spermidyna, ze względu na swoje unikalne właściwości polikationowe, jest najskuteczniejszą poliaminą. [Mendez JD; Inne dziedzictwo Antoniego Van Leeuwenhoeka: poliaminy. J Clin Mol Endokrynol 2017].

Dostępność, zapotrzebowanie i metabolizm poliamin

Trzy poliaminy: spermina, spermidyna i putrescyna, mogą być dostarczane z pożywieniem lub wytwarzane przez organizm. Produkty spożywcze zawierają te poliaminy w zróżnicowanych ilościach. Spermidyna występuje szczególnie obficie w pszenicy i zarodkach pszenicy. Suszona soja, dojrzały ser cheddar, zielony groszek i grzyby również zawierają spermidynę i inne poliaminy. [Ali MA i wsp. Poliaminy w żywności: opracowanie bazy danych żywności. Food Nutr Res. 2011;55].

Spermina i spermidyna są łatwo wchłaniane przez nabłonek (przez błonę śluzową jelita) w jelicie. Putrescyna natomiast wchłania się trudniej, ponieważ jest rozkładana przez diaminoksydazę (DAO) w jelicie. Aby organizm mógł syntetyzować poliaminy, potrzebuje aminokwasów argininy lub ornityny, a także różnych kofaktorów, takich jak witamina B12, kwas foliowy i S-adenozylometionina (SAM).

Ponadto w metabolizmie poliamin bierze udział kilka enzymów. Należą do nich na przykład spermidyna i syntaza sperminy, dekarboksylaza argininy i ornityny, enzymy szlaku 1-węglowego, oksydaza poliaminowa oraz oksydaza diaminowa (DAO), znana z metabolizmu histaminy. W tym procesie początkowo wytwarzana jest putrescyna, która jest metabolizowana do spermidyny, a ta z kolei może zostać przekształcona w sperminę.

Około dwie trzecie zapotrzebowania na poliaminy musi zostać pokryte poprzez dietę.Ponieważ organizm sam może wytworzyć tylko około 1/3 poliamin. Jak dotąd brakuje użytecznych danych, które pozwoliłyby na wyciągnięcie wniosków na temat zapotrzebowania na poliaminy i ewentualnego dodatkowego dawkowania. Według japońskiego źródła, dzienne spożycie 70 mg (w tym synteza wewnętrzna) może zostać osiągnięta [Oryza; Broszura o poliaminach, wyd. 2]. Japonia: Olej Oryza && Fat Chemocial Co., Ltd. 2011-12-26. Pobrano 2013-11-06].

Zapotrzebowanie na poliaminy, zwłaszcza spermidynę, wzrasta ze względu na wzmożony wzrost komórek w ciąża i wzrasta u niemowląt w ciągu pierwszych 28 dni po urodzeniu. Również Zanieczyszczenie lub Udział w sporcie wyczynowym może zwiększyć potrzebę uprawiania sportu wyczynowego.Co więcej, mogą Wpływy środowiskowe i Status hormonalny wpływają na syntezę poliamin i całkowitą pulę poliamin. Co więcej, wraz z wiekiem zmniejsza się produkcja tego pierwiastka w organizmie., co zmniejsza całkowite stężenie poliamin [Munoz-Esparza NC i in.; Poliaminy w żywności. Front Nutr. 2019;6: 108 I Nishimura K i in. Spadek stężenia poliamin wraz z wiekiem i ich spożycie z pożywieniem i napojami. J Biochem 2006; 139:81-90].

A Brak substancji podstawowych, konkretny cechy genetyczne I Dysfunkcja jelit Może to doprowadzić do tego, że organizm nie otrzyma wystarczającej ilości poliamin lub że nie zostaną one dostarczone w wystarczających ilościach. Jeśli w organizmie przez dłuższy czas występuje zbyt mała ilość poliamin lub zaburzona zostanie homeostaza spermidyny/sperminy, może to wywołać liczne procesy patologiczne. [Moinard C i in.; Poliaminy: metabolizm i implikacje w chorobach człowieka. Clin Nutr 2005; 24(2):184-97 I Rocha RO, Wilson RA; Niezbędne, zabójcze, enigmatyczne: Metabolizm poliamin i ich rola w komórkach grzybów. Fungal Biology Reviews 2019;33;47-57].

Efekty spermidyny

Spermidyna jest najlepiej przebadaną i najbardziej znaną poliaminą. Odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu ogólnego metabolizmu, funkcji komórek i zdrowia człowieka. Z tego powodu można oczekiwać, że będzie miała różnorodne korzyści w leczeniu i zapobieganiu chorobom.

Spermidyna wykazuje działanie poliamin, o których już wspomniano. Spermidyna wykazuje również szereg niezależnych efektów, dobrze opisanych w literaturze naukowej, które wykraczają poza działanie poliamin.Efekty te przyczyniają się do zmniejszenia przez spermidynę rozwoju nowotworu (karcynogenezy) i potencjalnie chronią przed rakiem, neurodegeneracją, chorobami metabolicznymi i chorobami serca. [Madeo F i in. Spermidyna w zdrowiu i chorobie. Science. 2018,359]:

• Promuje autofagię („recykling komórek”)
• Działa jak mimetyk ograniczenia kalorii (imitując efekt wydłużający życie dzięki zmniejszeniu spożycia energii z pożywienia)
• Chroni komórki nerwowe (neuroprotekcja) i zmniejsza zaburzenia pamięci związane z wiekiem.
• Hamuje cytokiny prozapalne, a tym samym moduluje układ odpornościowy i zapalny.
• Spowalnia starzenie się komórek macierzystych
• Poprawia funkcję rozkurczową
• Zmniejsza sztywność tętnic i niewydolność serca
• Zmniejsza uszkodzenia nerek związane z wiekiem i nadciśnieniem tętniczym
• Poprawia siłę mięśni i zmniejsza miopatie („zaburzenia mięśni”)
• Zmniejsza karcynogenezę i patologiczną proliferację tkanek (włóknienie) w wątrobie.
• Osiąga efekt obniżający ciśnienie krwi poprzez poprawę biodostępności argininy.

Spermidyna aktywuje autofagię

Autofagia to ważny proces oczyszczania i recyklingu organizmu. Jest niezbędna dla homeostazy i przetrwania. Autofagia pomaga organizmowi i jego komórkom trawić produkty przemiany materii i „śmieci”, a także rozkładać nieprawidłowo ukierunkowane, zbędne lub nieprawidłowo uformowane składniki komórek i poddawać je recyklingowi. Odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy komórkowej i umożliwia komórkom adaptację do stresu molekularnego. Ponadto dostarcza energii i materiałów do tworzenia nowych struktur komórkowych.

Sprawnie funkcjonująca autofagia odgrywa również istotną rolę w procesach patologicznych, takich jak łagodzenie zaburzeń metabolicznych i zapobieganie chorobom neurodegeneracyjnym, takim jak stwardnienie rozsiane, choroba Parkinsona czy choroba Alzheimera, poprzez eliminację nieprawidłowo sfałdowanych białek.

Wraz z wiekiem oraz w przypadku zaburzeń metabolicznych, zdolność organizmu do autofagii maleje. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy, istnieją dwa sposoby aktywacji i poprawy autofagii:

1. Ograniczając spożycie kalorii. Można to osiągnąć poprzez post lub stałą dietę niskokaloryczną.
2. Osiąga się to poprzez zastosowanie tzw. mimetyków ograniczających spożycie kalorii, które naśladują efekty zmniejszonego spożycia kalorii (ograniczenia kalorii). Spermidyna jest ważnym przedstawicielem grupy mimetyków ograniczających spożycie kalorii i działa podobnie do wtórnych związków roślinnych, takich jak resweratrol z winogron i galusan epigallokatechiny z zielonej herbaty.

Spermidyna: Czy przedłuża życie?

Obecnie spermidynę uważa się za uniwersalny lek przeciwstarzeniowy, gdyż jest jedną z niewielu substancji endogennych, które działają jako mimetyki ograniczania kalorii i tym samym aktywnie promują autofagię. [Morselli E i in.; Spermidyna i resweratrol indukują autofagię poprzez odrębne ścieżki zbiegające się w acetyloproteomie. J Cell Biol 2011;192(4):615-29]Spermidyna działa również poprzez inne mechanizmy: reguluje wzrost komórek, proliferację komórek, śmierć komórek (apoptozę) oraz moduluje translację białek i ekspresję genów. Ponadto hamuje stany zapalne, powstawanie komórek tłuszczowych (adipogenezę) i acetylację histonów. Spermidyna poprawia metabolizm lipidów.

Poliamina aktywuje eukariotyczny czynnik inicjacji translacji sA (eIFs A), który jest niezbędny do wzrostu komórek i syntezy białek. eIFs A działa jako czynnik rozciągający translację i uczestniczy w tworzeniu wiązań peptydowych podczas translacji (translacji informacji genetycznej) mRNA. eIFs A jest obecnie jedynym znanym białkiem zawierającym specyficzny aminokwas, który jest wytwarzany przez syntazę deoksyhypusyny i hydroksylazę deoksyhypusyny i wymaga spermidyny jako substratu. Syntaza deoksyhypusyny to enzym o nazwie systematycznej lizyna.

Spermidyna zmniejszyła poziom malondialdehydu (produktu rozpadu wielonienasyconych kwasów tłuszczowych; ważnego biomarkera stresu oksydacyjnego) w mózgach myszy i zwiększyła aktywność SOD (dysmutazy ponadtlenkowej; koreluje to z wydłużeniem życia). Spermidyna poprawia również funkcjonowanie mitochondriów. [Minois N; Molekularne podstawy działania „przeciwstarzeniowego” spermidyny i innych naturalnych poliamin – mini przegląd. Gerontology 2014;60(4):319-26 I Pegg AE; Funkcje poliamin u ssaków. J Biol Chem 2016;291(29):14904-12 i Soda K, Sperminy i metylacja genów: mechanizm wydłużania życia indukowany dietą bogatą w poliaminy. Amino Acids 2020;52(2):213-224 I Xu TT i wsp.; Spermidyna i spermina opóźniają starzenie się mózgu poprzez indukowanie autofagii u myszy SAMP8. Aging (Albany NY).2020;12(7):6401-6414].

Obecnie uważa się za pewne, że zewnętrzna suplementacja spermidyną, dzięki aktywacji autofagii i innym typowym efektom poliaminowym, wydłuża życie organizmów modelowych, takich jak muszki owocowe, drożdże i robaki. Ponadto, hamuje ona utratę pamięci związaną z wiekiem u muszek owocowych i zmniejsza uszkodzenia białek związane z wiekiem u myszy. Zmniejsza również ryzyko chorób związanych z wiekiem i utraty zdolności motorycznych. [Ilgarashi K, Kashiwagi K; Modulacja funkcji komórkowych przez poliaminy; The International Journal of Biochemistry &i Biologia Komórki 2010;42;39-51 I Madeo F, Eisenberg T i in.; Spermidyna: nowy induktor autofagii i eliksir długowieczności I Miller-Fleming L i wsp. Pozostałe tajemnice biologii molekularnej: rola poliamin w komórce. Journal of molecular biology. 2015;427(21):3389-406.

W badaniu przeprowadzonym przez Guptę, spermidyna wydłużyła życie muszek, drożdży, robaków i ludzkich komórek odpornościowych. Hamuje stres oksydacyjny i obumieranie tkanek (martwicę) u starzejących się myszy.W starszych komórkach drożdży stymuluje deacylację histonu H3 poprzez hamowanie acylotransferaz histonowych. Usunięcie poliamin z organizmu prowadzi do nadmiernej acetylacji, przedwczesnej śmierci komórek, powstawania wolnych rodników i skrócenia życia. Spermidyna silnie stymuluje autofagię, odgrywa ważną rolę w hamowaniu martwicy, a tym samym wydłuża życie. [Eisenberg T i wsp. Indukcja autofagii przez spermidynę sprzyja długowieczności. Nat Cell Biol. 2009;11(11):1305-14].

W modelach przedklinicznych suplementacja spermidyną wydłużała zdrowie i życie osób. Prospektywne badanie kohortowe przeprowadzone przez Kiechl potwierdza, że ​​spermidyna wydłuża ludzkie życie. W tym badaniu ogólna śmiertelność zmniejszyła się wraz ze wzrostem spożycia spermidyny o każdą trzecią część, odpowiednio z 40,5% (95% CI) do 23,7% (95% CI) i 15,1% (95% CI), co odpowiada skumulowanym wskaźnikom śmiertelności wynoszącym 0,48, 0,41 i 0,38. Skumulowany wskaźnik śmiertelności (CI) wskazuje prawdopodobieństwo rozwoju określonej choroby lub śmierci u danej osoby w danym przedziale czasowym. Ryzyko śmiertelności pomiędzy górną a dolną częścią okresu spożycia spermidyny było podobne do ryzyka u osób młodszych o 5,7 roku. [Eisenberg i wsp.; Kardioprotekcja i wydłużenie życia dzięki naturalnej poliaminie spermidynie. Nat Med 2016;22(12):1428-1438 I Kiechl S i wsp. Wyższe spożycie spermidyny wiąże się z niższą śmiertelnością: prospektywne badanie populacyjne. W J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380 I Madeo F, Eisenberg T i in.; Spermidyna: nowy induktor autofagii i eliksir długowieczności I Madeo F, Eisenberg i in.; Aspekty odżywcze spermidyny. Annu Rev Nutr 2020. doi:10.1146/].

Spermidyna chroni serce

Zaburzona autofagia może mieć szkodliwy wpływ na układ sercowo-naczyniowy. Dlatego substancje aktywujące autofagię mogą przeciwdziałać rozwojowi chorób układu sercowo-naczyniowego, takich jak miażdżyca, niewydolność serca, choroba wieńcowa, zaburzenia rytmu serca i kardiomiopatia cukrzycowa. Spermidyna stymuluje również oddychanie mitochondrialne i poprawia funkcję mechanoelastyczną komórek mięśnia sercowego (kardiomiocytów). [Nilsson BO, Persson L; Korzystny wpływ spermidyny na zdrowie układu sercowo-naczyniowego i długowieczność sugeruje specyficzny dla typu komórek import poliamin przez kardiomiocyty. Biochem Soc Trans.2019;47(1):265-272 I Abdellatif M i in.; Autofagia w zdrowiu i chorobach układu sercowo-naczyniowego. Prog Mol Biol Transl Sci 2020;172:87-106].

W niewydolności serca występuje nadmiar enzymu PP5 (fosfatazy białkowej serynowo-treoninowej 5). Enzym ten kumuluje się w komorach serca, zmniejszając ich elastyczność i upośledzając elastyczność serca. Spermidyna może skutecznie hamować PP5. Myszy karmione spermidyną zachowały zdrowe serca do późnej starości. Choroby układu sercowo-naczyniowego występują również rzadziej u osób spożywających dietę bogatą w spermidynę. Ponieważ poziom spermidyny spada z wiekiem, suplementacja może być korzystna. [Eisenberg T i in.; Kardioprotekcja i wydłużenie życia dzięki naturalnej poliaminie spermidynie. Nat Med 2016;22(12):1428-1438] I Soda K i wsp. Poliaminy w żywności a choroby układu krążenia – badanie epidemiologiczne. Glob J Health Sci. 2012;4(6):170-178].

Wpływ spermidyny na zdrowie układu sercowo-naczyniowego został udowodniony w licznych eksperymentach na szczurach i myszach, a jego działanie przeniesiono również na organizm ludzki:

• Suplementacja spermidyną aktywuje powstawanie nowych mitochondriów w komórce (biogeneza mitochondriów) poprzez deacetylację PGC-1alfa (białka) za pośrednictwem SIRT1. Ponadto spermidyna hamuje dysfunkcję mitochondriów i chroni ultrastrukturę mięśnia sercowego. U zwierząt stwierdzono zmniejszoną ekspresję dekarboksylazy ornityny (ODC) i SIRT1/PGC-1a (ścieżki sygnałowej sirtuiny-1/receptora aktywowanego przez proliferator peroksysomów – koaktywatora gamma – alfa), regulującej biogenezę mitochondriów. Z kolei podwyższona ekspresja acetylotransferazy SPD/sperminy N1. W eksperymentach spermidyna zwiększała aktywność PGC-1a, SIRT1, NRF1, NRF2, TFAM (mitochondrialnego czynnika transkrypcyjnego a) oraz OXPHOS (fosforylacji oksydacyjnej) w komórkach mięśnia sercowego. [Wang J i wsp. Spermidyna łagodzi proces starzenia się serca poprzez poprawę biogenezy i funkcji mitochondriów. Aging (Albany, NY). 2020;12(1):650-71].
• Suplementacja spermidyną zmniejsza ryzyko wystąpienia tętniaków tętnicy brzusznej i poprawia integralność struktury aorty. Spermidyna zwiększa ilość białek zależnych od autofagii i zmniejsza naciekanie substancji zapalnych i fagocytów zapalnych (monocytów). Dlatego spermidyna może być obiecującą terapią w leczeniu tętniaków aorty brzusznej. [Liu S i wsp. Spermidyna hamuje rozwój eksperymentalnych tętniaków aorty brzusznej. J Am Heart Assoc. 2020;9(8):e014757].
• Suplementacja spermidyną poprawia funkcję komórek mięśnia sercowego (kardiomiocytów) i zmniejsza martwicę komórek (śmierć komórkową). Po zawale serca spermidyna poprawia czynność serca i zmniejsza rozmiar zawału, a także wzrost masy mięśnia sercowego (przerost mięśnia sercowego). Ponadto zmniejsza stan zapalny, uszkodzenia oksydacyjne i apoptozę (programowaną śmierć komórek), zarówno in vitro (w probówce), jak i in vivo (obserwowane/wykonywane u żywych organizmów). [Yan J i wsp. Wzmocniony spermidyną przepływ autofagiczny poprawia dysfunkcję serca po zawale mięśnia sercowego poprzez oddziaływanie na szlak sygnałowy AMPK/mTOR. British journal of pharmacology. 2019;176(17):3126-42].
• Suplementacja spermidyną spowalnia starzenie się tętnic, które jest wywoływane przez obniżone stężenie tlenku azotu, podwyższone stężenie AGE (produktów końcowej glikacji), anionorodnik ponadtlenkowy i stres oksydacyjny. Spermidyna normalizuje prędkość fali tętna (aPWV; bezpośrednia miara sztywności tętnic), naprawia zależne od śródbłonka rozszerzenie tętnic (EDD = średnica końcoworozkurczowa; średnica komór serca pod koniec rozkurczu) oraz zmniejsza stres oksydacyjny, stężenie AGE i anionorodnik ponadtlenkowy. Badanie to sugeruje, że spermidyna może wspomagać leczenie starzenia się tętnic, a także profilaktykę chorób serca związanych z wiekiem. [La Rocca TJ i in.; Wzmacniacz autofagii spermidyna odwraca proces starzenia się tętnic. Mch Aging Dev 2013;134(7-8):314-20].
• Spermidyna znacząco hamuje akumulację lipidów (odkładanie się tłuszczu) i powstawanie jąder martwiczych w blaszkach miażdżycowych. Akumulacja lipidów zmniejsza się, ponieważ spermidyna stymuluje odpływ cholesterolu poprzez aktywację autofagii. Spermidyna nie wpływa na wielkość ani skład blaszek miażdżycowych. Stymulacja autofagii może zapobiegać rozwojowi chorób naczyniowych. [Michiels CF i wsp.; Spermidyna zmniejsza akumulację lipidów i powstawanie jąder martwiczych w blaszkach miażdżycowych poprzez indukcję autofagii. Arterioskleroza. 2016;251:319-27].
• Jeśli płód doświadcza niebezpiecznego niedotlenienia w macicy (niedotlenienia wewnątrzmacicznego), prowadzi to do spadku aktywności dekarboksylazy ornityny w sercu i zwiększonej produkcji acetylotransferazy N1 spermidyny/sperminy. Skutkuje to zmniejszeniem masy ciała, masy serca, proliferacją komórek mięśnia sercowego, zdolnością antyoksydacyjną, strukturą i biogenezą mitochondriów. Jednocześnie dochodzi do obumierania większej liczby komórek mięśnia sercowego i nieprawidłowej proliferacji tkanek (włóknienia). Uszkodzeniom tym można zapobiec poprzez suplementację spermidyny do łożyska. [Chai N i in.; Spermidyna zapobiega uszkodzeniom serca u noworodków szczurów narażonych na niedotlenienie wewnątrzmaciczne poprzez hamowanie stresu oksydacyjnego i fragmentacji mitochondriów. Oxide Med Cell Longev. 2019;2019:5406468].
• Zwiększona autofagia chroni przed chorobami układu krążenia. U szczurów i myszy spermidyna w diecie wywierała działanie kardioprotekcyjne poprzez zwiększenie autofagii i mitofagii (rozpadu mitochondriów) serca. Ponadto spermidyna hamuje rozwój nadciśnienia tętniczego poprzez poprawę biodostępności argininy i ochronę nerek. U ludzi stwierdzono korelację między suplementacją spermidyną a obniżeniem ciśnienia krwi, a także zmniejszeniem ryzyka rozwoju chorób układu krążenia. Zmniejszyło się również ryzyko zgonu z powodu tych chorób. Spermidyna jest kardioprotekcyjnym aktywatorem autofagii. [Eisenberg T i in.; Spermidyna w diecie obniżająca wysokie ciśnienie krwi. Autofagia. 2017;13(4):767-769].
• Spermidyna wydłuża życie myszy i wykazuje działanie kardioprotekcyjne. Zmniejsza patologiczną kardiomiopatię, obniża skurczowe ciśnienie krwi i utrzymuje funkcję rozkurczową u starszych zwierząt. Ten suplement diety wspomaga autofagię serca, mitofagię i oddychanie mitochondrialne. Poprawia mechanoelastyczność komórek mięśnia sercowego, zwiększa fosforylację tytyny i hamuje łagodny stan zapalny. U ludzi zaobserwowano korelację między wysoką zawartością spermidyny w diecie a obniżonym ciśnieniem krwi, a także mniejszą częstością występowania chorób sercowo-naczyniowych. [Eisenberg i wsp.; Kardioprotekcja i wydłużenie życia dzięki naturalnej poliaminie spermidynie. Nat Med 2016;22(12):1428-1438].

Wpływ spermidyny na układ sercowo-naczyniowy został już potwierdzony badaniami na ludziach:

• Według ostatnich oświadczeń Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) i Międzynarodowego Funduszu Walutowego istnieje negatywny związek między spożyciem spermidyny w diecie a śmiertelnością spowodowaną chorobami układu krążenia. [Soda K i in.; Poliaminy w żywności i choroby układu krążenia – badanie epidemiologiczne. Glob J Health Sci. 2012;4(6):170-178].
• Naukowcy Tong i Madeo opisują w badaniach epidemiologicznych, jak spermidyna działa ochronnie na zdrowie układu sercowo-naczyniowego. Napisali również, że dieta bogata w spermidynę zmniejsza ogólną śmiertelność związaną z chorobami układu sercowo-naczyniowego (i nowotworami). [Madeo F i in.; Spermidyna: fizjologiczny induktor autofagii działający jako witamina przeciwstarzeniowa u ludzi? Autofagia. 2019;15(1):165-168 I Tong D i wsp.; Spermidyna wspomaga kardioprotekcyjną autofagię. Badania krążenia. 2017;120(8):1229-3].
• Według Nilssona spermidyna ma działanie kardioprotekcyjne zarówno u myszy, jak i u ludzi. [Pucciarelli S i in.; Spermidyna i spermina są wzbogacone w pełnej krwi osób w wieku powyżej 18 lat/stulatków. Rejuvenation Res 2012, 15(6):590-5].
• W randomizowanym badaniu przeprowadzonym przez Matsjumoto, zwiększenie poziomu spermidyny poprawiło funkcjonowanie śródbłonka u zdrowych osób i zmniejszyło ryzyko miażdżycy. [Matsumoto M i in.; Funkcja śródbłonka poprawia się poprzez indukcję produkcji poliamin przez drobnoustroje w jelitach: randomizowane badanie kontrolowane placebo. Nutrients.2019;11(5)].
• Eisenberg donosi w opublikowanym badaniu [Eisenberg T i in.; Kardioprotekcja i wydłużenie okresu zdrowia dzięki naturalnej poliaminie spermidynie. Nat Med 2016;22(12):1428-1438]Spermidyna odwraca związaną z wiekiem dysfunkcję serca u myszy poprzez aktywację autofagii. Spermidyna „odmładza” mięśnie prążkowane i poprawia funkcjonowanie mitochondriów, a także kluczowe funkcje związane ze starzeniem się serca (w tym nadciśnienie tętnicze, przerost lewej komory, dysfunkcję rozkurczową i zwiększoną sztywność lewej komory). Wykazuje również działanie przeciwzapalne. Efekty te są zależne od autofagii.

Spermidyna i jej wpływ na mózg

Spermidyna odgrywa ważną rolę w rozwoju mózgu. Funkcje mózgu, nabywanie pamięci i jej konsolidacja (wzmacnianie wspomnień lub treści zapamiętanych w pamięci długotrwałej) również zależą od spermidyny. Aktualne badania sugerują, że za wpływ spermidyny na pamięć odpowiadają przede wszystkim efekty autofagii oraz miejsca wiązania poliamin w receptorze NMDA (NMDAr).

Wpływ na mózg został początkowo wykazany w modelach zwierzęcych na szczurach i muszkach owocowych. Teraz wstępne badania na ludziach potwierdzają istnienie tych efektów.

• Podanie spermidyny poprawiło konsolidację wspomnień strachu u szczurów, podczas gdy zarówno antagonista TrkB (kinaza receptora tyrozynowego B; białko) ANA-12, jak i inhibitor Pl3K (kinaza fosfoinozytydu 3; enzym) LY29400z zapobiegały wpływowi spermidyny na pamięć. Sugeruje to, że wzmocniona spermidyną konsolidacja pamięci obejmuje aktywację receptora TrkB i szlaku sygnałowego PI3K/Akt. [Beck Fabbrin SB i in.; Poprawa konsolidacji pamięci wywołana spermidyną obejmuje szlak sygnałowy PI3K/Akt. Brain Res Bull 2020; S0361-9230(20)30607-9].
• Suplementacja spermidyną chroni muszki owocowe (a dokładniej: Drosophila) przed zaburzeniami pamięci związanymi z wiekiem. Suplement diety działa bezpośrednio na synapsy, umożliwiając zależną od autofagii regulację homeostatyczną składnika synaptycznego, z którego pochodzi pobudzenie. [Bhukel A, Madeo F, Sigrist SJ; Spermidyna wspomaga autofagię, chroniąc przed starzeniem się synaps. Autophagy.2017;13(2):4444-445.doi:10.1080/15548627.2016.1265193].
• Poziom poliamin w mózgu spada wraz z wiekiem. U muszek owocowych zaobserwowano, że spadek poziomu poliamin wiąże się z pogorszeniem pamięci. Suplementacja spermidyną poprawia autofagię, przywraca młodzieńczy poziom spermidyny i zatrzymuje utratę pamięci. Jednakże, nie następuje poprawa w zakresie zaburzeń pamięci, jeśli niedobory genetyczne uniemożliwiają lub ograniczają autofagię. [Gupta VK i in.; Przywracanie poliamin chroni przed upośledzeniem pamięci wywołanym wiekiem w sposób zależny od autofagii. Nat Neurosci.2013;16(10):1453-60].
• W niedawnym badaniu z 2020 roku Rosh potwierdza, że ​​spermidyna sprzyja długowieczności i stymuluje autofagię. Utrzymuje homeostazę komórkową i neuronalną. Spermidyna i spermina oddziałują z układem opioidowym i wpływają na neurozapalenie (stan zapalny tkanki nerwowej). Ponadto hamują napływ wapnia do komórek, szkodliwe wolne rodniki i ekscytotoksyczność glutaminianu. Rozwój i funkcjonowanie mózgu zależą od stężenia poliamin, a w szczególności spermidyny. Związane z wiekiem wahania poziomu spermidyny prowadzą również do zaburzeń równowagi w sieci neuronowej i zagrażają neurogenezie (powstawaniu nowych komórek nerwowych). Dlatego dodatkowe spożycie spermidyny może wspomagać leczenie zaburzeń mózgu, chociaż dokładne mechanizmy tego zjawiska nie są jeszcze w pełni poznane. [Gosh I i in.; Spermidyna, induktor autofagii, jako strategia terapeutyczna w zaburzeniach neurologicznych. Neuropeptydy 2020].
• Huang odkrył, że podanie spermidyny po urazowym uszkodzeniu mózgu (TBI) znacząco przyspieszyło neurologiczny wynik NNS i skróciło czas latencji w teście wodnego labiryntu Morrisa. Badania wykazały, że spermidyna poprawiła funkcjonowanie bariery krew-mózg. Ponadto zaobserwowano pozytywne zmiany w zakresie obumierania komórek i obrzęku mózgu. Stężenie cytokin prozapalnych i markerów TBI uległo znacznemu obniżeniu. Ponieważ poziom spermidyny był znacząco obniżony u pacjentów z TBI z ciężkimi zaburzeniami, Huang zasugerował, że suplement diety mógłby być stosowany jako nowa forma terapii urazowego uszkodzenia mózgu. [Huang J i in.; Spermidyna wykazuje działanie ochronne przed urazowym uszkodzeniem mózgu. Cell Mol Neurobiol.2020].
• W randomizowanym badaniu preSmartAge, przeprowadzonym przez dr Mirandę Wirth w szpitalu Charité, spermidyna znacząco poprawiła pamięć. Badanie wskazuje, że efekt ten opiera się na stymulacji neuromodulacji w układzie pamięci. [Wirth M i in.; Wpływ suplementacji spermidyną na funkcje poznawcze i biomarkery u osób starszych z subiektywnym pogorszeniem funkcji poznawczych (SmartAge) – protokół badania z randomizacją kontrolowaną. Alzheimer Res Ther. 2019;11:36].

Spermidyna: ochrona przed chorobami neurodegeneracyjnymi?

Oprócz dotychczas opisanych efektów spermidyny na mózg, w dalszej części omówiono jej wpływ na zaburzenia neurodegeneracyjne i poparto go nowymi wynikami badań na ludziach:

• W niewielkim badaniu, badacz M. Fischer udowodnił, że zwiększona autofagia w komórkach mózgowych poprawia pamięć. Ponadto odkrył, że limfocyty T i cytokiny działają jako ważne mediatory w patologii choroby Alzheimera. W wysokich dawkach spermidyna obniża ekspresję wszystkich cytokin z wyjątkiem IL-17A, promuje autofagię i zwiększa aktywację limfocytów T. [Fischer M i in.; Spermina i spermidyna modulują funkcję limfocytów T u osób starszych z upośledzeniem funkcji poznawczych i bez niego ex vivo. Aging (Albany, NY). 2020, 15 lipca; 12(13):13716-13739].
• Badania Pekara wykazały, że spermidyna, ze względu na swój wpływ na autofagię, stymuluje usuwanie blaszek beta-amyloidu. Ma pozytywny wpływ na demencję i prowadzi do znacznej poprawy funkcji poznawczych u pensjonariuszy domów opieki już po trzech miesiącach stosowania. [Pekar T i in.; Spermidyna w demencji: związek z wiekiem i wydajnością pamięci. Wien Klein Wochenschr. 2020;132(1-2):42-46].
• W 2020 roku Schwarz opisał, jak wyższe spożycie spermidyny u osób starszych wiąże się z większą objętością hipokampu. Zaobserwował również większą średnią gęstość korową i zwiększoną grubość kory w obszarach mózgu podatnych na chorobę Alzheimera, a także w płatach ciemieniowych i skroniowych. [Black C i in.; Spożycie spermidyny wiąże się z grubością kory mózgowej i objętością hipokampa u osób starszych. Neuroimage 2020;221:117132].
• Już w poprzednim badaniu randomizowanym z 2018 r. Schwarz odkrył, że spermidyna może chronić przed deficytami poznawczymi i neurodegeneracją. [Black C i in.; Bezpieczeństwo i tolerancja suplementacji spermidyną u myszy i osób starszych z subiektywnym pogorszeniem funkcji poznawczych. Starzenie się (Albany, NY). 2018;10(1):19-33].

Niemieckie Towarzystwo Neurologiczne również dostrzega obecnie ogromny potencjał spermidyny w zakresie jej działania ochronnego przed demencją i stwierdza, że ​​aktualne dane sugerują, że spermidyna ma pozytywny wpływ na funkcje mózgu i zdolności poznawcze. Efekty te są obecnie przedmiotem badania SmartAge, prowadzonego pod kierunkiem profesora Flöela. W badaniu tym wykorzystano preparaty z kiełków pszenicy wzbogacone spermidyną. [Dienera HC; Odżywianie zdrowe dla mózgu: jak żywność może chronić przed demencją; IWD-Informationsdienst Wissenschaften 2017].

Spermidyna w onkologii

Obecnie uważa się, że spermidyna ma również pozytywny wpływ na profilaktykę nowotworów. Poliamina może być pomocna nawet w przypadku małych guzów we wczesnym stadium. Badania przyniosły następujące wyniki:

• Levesque wykorzystał spermidynę jako środek przeciwnowotworowy w jednym ze swoich badań. Połączenie mimetyków ograniczających kalorie (CRM); z.BSpermidyna w połączeniu z immunogennymi aktywatorami śmierci komórek (ICD) i inhibitorami punktów kontrolnych układu odpornościowego (ICI) poprawiła kontrolę wzrostu guza u myszy. Bez mimetyków ograniczających spożycie kalorii, ICD i ICI powodują jedynie częściową uwrażliwienie na leczenie. [Levesque S i in.; Synergiczna triada chemioterapii, inhibitorów punktów kontrolnych układu odpornościowego i mimetyków restrykcji kalorycznej eliminuje guzy u myszy. Oncoimmunology 2019;8(11):e1657375].
• Jak odkryli Yue i współpracownicy, spermidyna może redukować defekty komórek nowotworowych, które wywołują śmierć komórek wywołaną stresem oksydacyjnym oraz sprzyjają rakowi wątroby i zwłóknieniu wątroby poprzez aktywację autofagii. Jako suplement diety, ta poliamina może nie tylko wydłużyć życie myszy nawet o 25%, ale także zminimalizować zwłóknienie wątroby i ogniska raka wątroby. [Yue F i in.; Spermidyna wydłuża życie i zapobiega włóknieniu wątroby oraz rakowi wątrobowokomórkowemu poprzez aktywację autofagii zależnej od MAP1S. Cancer Res. 2017;77(11):2938-2951].
• Pietrocola skomentował prospektywne badanie Kiechla z 2019 r. (s.o.), który dowodzi, że spermidyna zmniejsza śmiertelność z powodu raka, i napisał, że rak może rozwinąć się tylko wtedy, gdy układ odpornościowy nie rozpozna zagrożenia i nie wyeliminuje komórek nowotworowych. Zgodnie z tym, autofagia aktywowana przez spermidynę może tłumić zmiany nowotworowe, hamować prokarcynogenne reakcje zapalne i promować odporność przeciwnowotworową. [Pietrocola F i in.; Spermidyna zmniejsza śmiertelność z powodu raka u ludzi. Autophagy 2019;15(2):362-5].
• W prospektywnym badaniu Vargasa, w 87.W badaniu przeprowadzonym na 602 kobietach stwierdzono, że wyższe dzienne spożycie poliamin wiązało się ze zmniejszonym ryzykiem raka jelita grubego (średnia HR 0,81), szczególnie u kobiet z nadwagą. [Vargas AJ i wsp. Spożycie poliamin w diecie a ryzyko raka jelita grubego u kobiet po menopauzie. W J Clin Nutr. 2015;102(2):411-9]Warto jednak zauważyć, że zarówno komórki nowotworowe o zwiększonej aktywności metabolicznej, jak i komórki zdrowe wykorzystują poliaminy. Z tego powodu obecnie toczy się dyskusja, czy zaburzenia regulacji metabolizmu poliamin mogą sprzyjać rozwojowi raka. W takich przypadkach całkowite stężenie poliamin jest podwyższone, a enzymy biorące udział w metabolizmie poliamin (takie jak dekarboksylaza adenozylometioniny (SAMDC) i oksydaza sperminy (SMO)) są wysoce aktywne. Jeśli okaże się to prawdą, należy unikać wysokiego poziomu poliamin lub go obniżyć podczas terapii przeciwnowotworowej. [Nowotarski SL i in.; Poliaminy i rak: implikacje dla chemioterapii i chemoprewencji. Ekspert Rev Mol Med 2013;15:e3 I Murray-Stewart TR i wsp.; Celowanie w metabolizm poliamin w terapii i profilaktyce nowotworów. Biochem J. 2016;473(19):2937-53].

Źródło: Spermidyna i zarodki pszenicy – ​​imponujący duet o wielu funkcjach; przegląd autorstwa dr. Udo Böhma