Pšenični kalčki in njihove sestavine

Pšenični kalčki so oljna sestavina zrelih pšeničnih zrn in predstavljajo približno 3 % njihove celotne teže. Iz pšeničnih kalčkov se razvije dragocena pšenična trava, iz katere se kasneje oblikujejo pšenična zrna. Pšenični kalčki so običajno stranski produkt pri proizvodnji pšenične moke. Imajo visoko hranilno gostoto in so bogati z mikrohranili in prehranskimi vlakninami (1,5–4 %). Vsebnost olja je okoli 10 %, vsebuje pa veliko nenasičenih maščobnih kislin. Vsebnost beljakovin je približno 27 %, čeprav je možna med 13 % in 35 %, odvisno od izvora.

Sestavine vključujejo:

• Vitamini (B1, B2, B3, B5, B6, B9, pa tudi vitamini A, K in E)
• Minerali in elementi v sledovih (kalcij, magnezij, železo, kalij, jod, fosfor, krom, mangan, cink, molibden in žveplo)
• Poliamini (spermin, spermidin in putrescin)
• Maščobne kisline (v.aAlfa-linolenska kislina, linolna kislina, oleinska kislina in palmitoleinska kislina)
• Aminokisline (arginin, triptofan, lizin, metionin, fenilalanin, levcin in izolevcin)
• Sekundarne rastlinske spojine (karotenoidi, polifenoli in flavonoidi)

Učinki pšeničnih kalčkov

Zgoraj omenjene sestavine kažejo na pomemben zdravstveni potencial. Vendar pa so bili učinki pšeničnih kalčkov doslej eksperimentalno raziskani le delno; študije na ljudeh so redke. Kljub temu obsežno znanje o posameznih sestavinah in njihovem pomenu za presnovo in splošno zdravje omogoča sklepanje o celotnih učinkih pšeničnih kalčkov. Raziskave opredeljujejo tudi potencialne medicinske aplikacije:

• Izvleček pšeničnih kalčkov ima protivnetne, antioksidativne, antibakterijske in imunomodulatorne učinke zaradi visoke vsebnosti mikrohranil. [Mahmoud AA et al.; Pšenični kalčki: pregled hranilne vrednosti, antioksidativnega potenciala in antibakterijskih lastnosti. Food and Nutrition Sciences, 2015, 6, 265–277].
• Glede na študijo na ljudeh, ki jo je izvedla Ataollahi, pšenični kalčki znatno zmanjšajo različne simptome, povezane s predmenstrualnim sindromom (PMS). Po Balintovih besedah ​​ima fermentirani izvleček pšeničnih kalčkov, kadar se uporablja kot dodatek k terapiji s kortikosteroidi, pozitiven učinek na revmatoidni artritis, saj izboljšuje simptome in kakovost življenja. [Ataollahi M et al.; Učinek izvlečka pšeničnih kalčkov na simptome predmenstrualnega sindroma. Iranski časopis za farmacevtske raziskave, zima 2015;14(1):159–66 in Balint G et al.; Učinek Avemarja – fermentiranega izvlečka pšeničnih kalčkov – na revmatoidni artritis. Predhodni podatki, Clin Exp Rheumatol. 2006;24(3):325-8]
• Pšenični kalčki izboljšajo delovanje prebavil. Zmanjšujejo provnetne citokine v črevesju, zvišujejo raven maslene in propionske kisline ter uravnavajo sestavo črevesne flore. Poleg tega povečajo delež laktobacilov in – kot je pokazala majhna dvojno slepa študija Moreira-Rosario – tudi količino Bacteroides in Bifidobacteria. [Moreira-Rosario A et al.; Dnevni vnos kruha, obogatenega s pšeničnimi kalčki, lahko spodbuja zdravo črevesno bakterijsko mikrobioto: randomizirana kontrolirana študija. Eur J Nutr 2020 avg.;59(5):1951–1961 in Ojo BA et al.; Dodatek pšeničnih kalčkov poveča količino laktobacilov in spodbuja protivnetno črevesno okolje pri miših C57BL/6, ki so se hranile z visoko vsebnostjo maščob in saharoze. J Nutr 2019;149(7):1107-1115].
• V dvojno slepi študiji Mohammadija so pšenični kalčki znatno znižali raven holesterola in povečali antioksidativno sposobnost pri diabetikih tipa 2. Ostlund piše tudi, da pšenični kalčki zavirajo absorpcijo holesterola v črevesju.Po Ojojevih besedah ​​pšenični kalčki zmanjšujejo debelost pri miših s prekomerno telesno težo. u.avisceralna maščoba, mitohondrijska disfunkcija srca, serumski inzulin in inzulinska rezistenca [Mohammadi H et al.; Učinki dodatka pšeničnih kalčkov na presnovni profil pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 2: randomizirana, dvojno slepa, s placebom kontrolirana študija. Phytother Res 2020 april;34(4):879-885 in Ojo BA et al.; Dodatek pšeničnih kalčkov blaži inzulinsko rezistenco in srčno mitohondrijsko disfunkcijo v živalskem modelu debelosti, povzročene s prehrano. Br J Nutr 2017;118(4):241-249 in Ostlund R et al.; Vpliv absorpcije holesterola na pšenične kalčke, bogate s fitosteroli. The American Journal of Clinical Nutrition 2003;77,1385-1389].
• Tudi onkologija kaže zanimanje za izvleček pšeničnih kalčkov, saj je sestavljen iz številnih biološko aktivnih snovi (vključno z benzokinoni). Več eksperimentalnih študij, manjših poskusov na ljudeh in študij na živalih je pokazalo učinke alkoholnih in fermentiranih izvlečkov pšeničnih kalčkov na preprečevanje raka. z.B...v primeru kolorektalnega raka. Poleg tega je bila potrjena njegova učinkovitost kot dopolnilnega zdravljenja različnih vrst raka (melanom, pljučni rak, levkemija, rak dojke, kolorektalni rak). Izboljšali so se neželeni učinki, povezani s terapijo, kot sta zmanjšano število nevtrofilcev in utrujenost/izčrpanost. Podaljšal se je tudi čas preživetja in izboljšala se je kakovost življenja. Izvleček kaže antitimetastatične, antiproliferativne in apoptozo spodbujajoče učinke tumorskih celic ter podpira citotoksičnost naravnih celic ubijalk. [Boros LG et al.; Fermentiran izvleček pšeničnih kalčkov (Avemar) pri zdravljenju raka in avtoimunskih bolezni. Ann NY Acad Sci 2005; 1051: 529-42 in Comin-Anduix B et al.; Fermentirani izvleček pšeničnih kalčkov zavira encime glikolize/pentoznega cikla in inducira apoptozo z aktivacijo poli(ADP-riboze) polimeraze v tumorskih celicah levkemije T-celic Jurkat. J Biol Chem, 2002; 277 (48): 46408-14 in Demidov LV et al.; Adjuvantni fermentirani izvleček pšeničnih kalčkov (Avemar) kot nutracevtik izboljša preživetje bolnikov z visokim tveganjem za melanom kože; randomizirana, pilotna klinična študija faze II s 7-letnim spremljanjem. Cancer Biother Radiopharm 2008;23(4):477-82 in Farkas E; Fermentirani izvleček pšeničnih kalčkov v podporni terapiji kolorektalnega raka. Orv Hetil 2005;146(37):1925-31 in Garami M et al.; Fermentirani izvleček pšeničnih kalčkov zmanjšuje s kemoterapijo povzročeno febrilno nevtropenijo pri pediatričnih bolnikih z rakom, J Pediatr Hematol Oncol. 2004;26(10):631-5 in Koh EM et al.; Protirakavo delovanje in mehanizem delovanja fermentiranega izvlečka pšeničnih kalčkov proti raku jajčnikov. Food biochemistry 2018;42.6 in Marcsek Z et al.; Učinkovitost tamoksifena v celicah raka dojke, pozitivnih na estrogenske receptorje, se poveča z medicinskim hranilom. Cancer Biother Radiopharm. 2004;19(6):746-53 in Mueller T, Voigt W; Fermentiran izvleček pšeničnih kalčkov – prehransko dopolnilo ali zdravilo proti raku? Nutr J 2011;10:89 in Telekes A et al.; Avemar (izvleček pšeničnih kalčkov) pri preprečevanju in zdravljenju raka. Nutr Cancer 2009;61(6):891-9].

Skratka, pšenični kalčki zaradi vsebnosti mikrohranil podpirajo osnovne prehranske potrebe in bogatijo celotno prehrano. Primerni so za optimizacijo presnove in preprečevanje presnovnih motenj ter akutnih in kroničnih bolezni.

Poliamin

Skupino poliaminov lahko razdelimo na spermidin in spermin, pa tudi na putrescin in kadaverin.Vse te naravne spojine so nujna sestavina presnove pri ljudeh in živalih.

Poliamini so ključni za razvoj mnogih celic in zagotavljajo tudi njihovo preživetje. Spermidin je zaradi svojih edinstvenih polikationskih lastnosti najučinkovitejši poliamin. [Mendez JD; Druga zapuščina Antonieja Van Leeuwenhoeka: Poliamini. J Clin Mol Endocrinol 2017].

Razpoložljivost, povpraševanje in presnova poliaminov

Tri poliamine, spermin, spermidin in putrescin, lahko telo dobi s hrano ali pa jih proizvaja samo. Živila vsebujejo te poliamine v različnih količinah. Spermidina je še posebej veliko v pšenici in pšeničnih kalčkih. Posušena soja, starani sir cheddar, zeleni grah in gobe prav tako vsebujejo spermidin in druge poliamine. [Ali MA et al. Poliamini v živilih: razvoj podatkovne baze o živilih. Food Nutr Res. 2011;55].

Spermin in spermidin se v črevesju zlahka absorbirata transepitelno (skozi črevesno sluznico). Putrescin pa se težje absorbira, ker ga v črevesju razgradi diamin oksidaza (DAO). Za sintezo poliaminov telo potrebuje aminokislini arginin ali ornitin ter različne kofaktorje, kot so vitamin B12, folna kislina in S-adenozilmetionin (SAM).

Poleg tega je v presnovo poliaminov vključenih več encimov. Mednje spadajo na primer spermidin in spermin sintaza, arginin in ornitin dekarboksilaza, encimi enoogljične poti, poliamin oksidaza in diamin oksidaza (DAO), ki je znana iz presnove histamina. V tem procesu se najprej proizvaja putrescin, ki se presnovi v spermidin, ta pa se nato lahko pretvori v spermin.

Približno dve tretjini potreb po poliaminih je treba zagotoviti s prehrano.Ker telo lahko samo proizvede le približno 1/3 poliaminov, zaenkrat skoraj ni uporabnih podatkov, ki bi omogočili sklepanje o potrebah po poliaminih in morebitnem dodatnem odmerjanju. Po navedbah japonskega vira ... dnevni vnos 70 mg (vključno s sintezo v hiši) je mogoče doseči [Oryza; Brošura o poliaminih, rev. 2". Japonska: Olje Oryza && Fat Chemocial Co., Ltd. 26. 12. 2011. Pridobljeno 6. 11. 2013].

Potreba po poliaminih, zlasti spermidinu, se poveča zaradi povečane rasti celic v nosečnost in se je pri dojenčkih povečala v prvih 28 dneh po rojstvu. Prav tako Onesnaženje ali Sodelovanje v tekmovalnih športih lahko poveča potrebo po tekmovalnih športih.Poleg tega lahko Vplivi okolja in Hormonski status vplivajo na sintezo poliaminov in skupni poliaminski bazen. Poleg tega se s starostjo telesna lastna proizvodnja zmanjšuje., kar zmanjša skupno koncentracijo poliamina [Munoz-Esparza NC et al.; Poliamini v hrani. Sprednja prehrana 2019;6: 108 in Nishimura K et al. Zmanjšanje poliaminov s staranjem in njihov vnos s hrano in pijačo. J Biochem 2006; 139:81-90].

A Pomanjkanje osnovnih snovi, zlasti genetske lastnosti in Disfunkcija črevesja To lahko povzroči, da telo ne dobi poliaminov ali pa jih ne dobi zadostne količine. Če ima telo dolgoročno na voljo premalo poliaminov ali če je homeostaza spermidina/spermina porušena, to sproži številne patološke procese. [Moinard C et al.; Poliamini: metabolizem in posledice za človeške bolezni. Klinična prehrana 2005; 24(2):184–97 in Rocha RO, Wilson RA; Bistveno, smrtonosno, enigmatično: metabolizem poliaminov in vloge v glivičnih celicah. Fungal Biology Reviews 2019;33;47-57].

Učinki spermidina

Spermidin je najbolje raziskan in najpomembnejši poliamin. Igra ključno vlogo pri vzdrževanju celotne presnove, delovanja celic in človekovega zdravja. Zaradi tega se pričakuje, da bo imel različne koristi pri zdravljenju in preprečevanju bolezni.

Spermidin kaže učinke že omenjenih poliaminov. Spermidin ima tudi več neodvisnih učinkov, dobro opisanih v znanstveni literaturi, ki presegajo učinke poliaminov.Ti učinki prispevajo k temu, da spermidin zmanjšuje razvoj tumorjev (kancerogenezo) in potencialno ščiti pred rakom, nevrodegeneracijo, presnovnimi boleznimi in srčnimi boleznimi. [Madeo F et al. Spermidin v zdravju in bolezni. Science. 2018, 359]:

• Spodbuja avtofagijo ("recikliranje celic")
• Deluje kot mimetik za omejevanje kalorij (posnema učinek zmanjšanega vnosa energije iz hrane, ki podaljšuje življenje)
• Ščiti živčne celice (nevroprotekcija) in zmanjšuje starostne motnje spomina.
• Zavira provnetne citokine in tako modulira imunski in vnetni sistem.
• Upočasni staranje matičnih celic
• Izboljša diastolično funkcijo
• Zmanjšuje togost arterij in srčno popuščanje
• Zmanjšuje s starostjo povezane poškodbe ledvic in visok krvni tlak
• Izboljša mišično moč in zmanjša miopatije ("mišične motnje")
• Zmanjšuje kancerogenezo in patološko proliferacijo tkiva (fibrozo) v jetrih.
• Dosega učinke zniževanja krvnega tlaka z izboljšanjem biološke uporabnosti arginina.

Spermidin aktivira avtofagijo

Avtofagija je pomemben program čiščenja in recikliranja telesa. Je bistvena za homeostazo in preživetje. Avtofagija pomaga organizmu in njegovim celicam prebavljati odpadne produkte in "smeti", pa tudi razgraditi napačno usmerjene, odvečne ali nepravilno oblikovane celične komponente in jih reciklirati. Igra ključno vlogo pri ohranjanju celične homeostaze in omogoča celicam, da se prilagodijo molekularnemu stresu. Poleg tega zagotavlja energijo in materiale za nastanek novih celičnih struktur.

Dobro delujoča avtofagija igra pomembno vlogo tudi v povezavi s patološkimi procesi. Mednje spadajo na primer izboljšanje presnovnih motenj in preprečevanje nevrodegenerativnih bolezni, kot so multipla skleroza, Parkinsonova bolezen ali Alzheimerjeva bolezen, z odstranjevanjem napačno zvitih beljakovin.

S starostjo in v primerih presnovnih motenj se sposobnost telesa za izvajanje avtofagije zmanjšuje. Glede na trenutno znanje obstajata dva načina za aktivacijo in izboljšanje avtofagije:

1. Z omejevanjem vnosa kalorij. To je mogoče doseči s postom ali trajno nizkokalorično dieto.
2. To dosežemo z uporabo tako imenovanih mimetikov za omejevanje kalorij, ki posnemajo učinke zmanjšanega vnosa kalorij (kalorična omejitev). Spermidin je pomemben predstavnik skupine mimetikov za omejevanje kalorij in deluje podobno kot sekundarni rastlinski spojini resveratrol iz grozdja in epigalokatehin galat iz zelenega čaja.

Spermidin: Ali podaljšuje življenjsko dobo?

Dandanes spermidin velja za univerzalno zdravilo proti staranju, saj je ena redkih endogenih snovi, ki delujejo kot mimetiki omejevanja kalorij in tako aktivno spodbujajo avtofagijo. [Morselli E et al.; Spermidin in resveratrol inducirata avtofagijo po različnih poteh, ki se zbližajo na acetilproteomu. J Cell Biol 2011;192(4):615-29]Spermidin deluje tudi prek drugih mehanizmov: uravnava rast celic, proliferacijo celic, celično smrt (apoptozo) ter modulira prevajanje beljakovin in izražanje genov. Poleg tega zavira vnetje, nastanek maščobnih celic (adipogenezo) in acetilacijo histonov. Spermidin izboljša presnovo lipidov.

Poliamin aktivira evkariontski faktor iniciacije prevajanja sA (eIFs A), ki je bistvenega pomena za rast celic in sintezo beljakovin. eIFs A deluje kot faktor raztezanja prevajanja in sodeluje pri tvorbi peptidnih vezi med prevajanjem (prevajanjem genetskih informacij) mRNA. eIFs A je trenutno edini znani protein, ki vsebuje specifično aminokislino, ki jo proizvajata deoksihipusin sintaza in deoksihipusin hidroksilaza ter kot substrat potrebuje spermidin. Deoksihipusin sintaza je encim s sistematičnim imenom lizin.

Spermidin je znižal raven malondialdehida (produkta razgradnje polinenasičenih maščobnih kislin; pomembnega biomarkerja za oksidativni stres) v možganih miši in povečal aktivnost SOD (superoksid dismutaze; povezana s podaljšano življenjsko dobo). Spermidin izboljša tudi delovanje mitohondrijev. [Minois N; Molekularna osnova učinka "proti staranju" spermidina in drugih naravnih poliaminov – mini pregled. Gerontology 2014;60(4):319-26 in Pegg AE; Funkcije poliaminov pri sesalcih. J Biol Chem 2016;291(29):14904-12 in Soda K, Spermin in metilacija genov: mehanizem podaljšanja življenjske dobe, ki ga povzroča prehrana, bogata s poliamini. Amino Acids 2020;52(2):213-224 in Xu TT et al.; Spermidin in spermin upočasnjujeta staranje možganov z indukcijo avtofagije pri miših SAMP8. Aging (Albany, NY). 2020; 12 (7): 6401-6414].

Zdaj velja za gotovo, da zunanje dodajanje spermidina zaradi aktivacije avtofagije in drugih tipičnih učinkov poliaminov podaljšuje življenjsko dobo modelnih organizmov, kot so vinske mušice, kvasovke in črvi. Poleg tega ustavi s starostjo povezano izgubo spomina pri vinskih mušicah in zmanjša s starostjo povezano poškodbo beljakovin pri miših. Prav tako zmanjšuje starostne bolezni in izgubo motoričnih sposobnosti. [Ilgarashi K, Kashiwagi K; Modulacija celične funkcije s poliamini; The International Journal of Biochemistry] && Celična biologija 2010;42;39–51 in Madeo F, Eisenberg T et al.; Spermidin: nov induktor avtofagije in eliksir dolgoživosti in Miller-Fleming L et al. Preostale skrivnosti molekularne biologije: vloga poliaminov v celici. Journal of molecular biology. 2015;427(21):3389-406].

V študiji, ki jo je izvedel Gupta, je spermidin podaljšal življenjsko dobo muh, kvasovk, črvov in človeških imunskih celic. Zavira oksidativni stres in odmiranje tkiv (nekrozo) pri starajočih se miših.V starejših kvasnih celicah spodbuja deacilacijo histona H3 z zaviranjem histonskih aciltransferaz. Odstranjevanje poliaminov iz telesa vodi do prekomerne acetilacije, prezgodnje celične smrti, nastajanja prostih radikalov in skrajšane življenjske dobe. Spermidin močno spodbuja avtofagijo, je pomemben za zaviranje nekroze in s tem podaljšuje življenjsko dobo. [Eisenberg T et al. Indukcija avtofagije s spermidinom spodbuja dolgoživost. Nat Cell Biol. 2009;11(11):1305-14].

V predkliničnih modelih je uživanje spermidina podaljšalo zdravje in življenjsko dobo posameznikov. Prospektivna kohortna študija Kiechla potrjuje, da spermidin podaljšuje življenjsko dobo ljudi. V tej študiji se je skupna umrljivost zmanjšala za vsako tretjino povečanega vnosa spermidina s 40,5 % (95 % IZ) na 23,7 % (95 % IZ) oziroma 15,1 % (95 % IZ), kar ustreza kumulativni incidenci umrljivosti 0,48, 0,41 in 0,38. Kumulativna incidenca umrljivosti (IZ) kaže verjetnost, da bo oseba v določenem časovnem okviru razvila določeno bolezen ali umrla. Tveganje umrljivosti med zgornjo in spodnjo tretjino vnosa spermidina je bilo podobno kot pri posameznikih, ki so bili 5,7 leta mlajši. [Eisenberg et al.; Kardioprotekcija in podaljšanje življenjske dobe z naravnim poliaminom spermidinom.] Nat Med 2016;22(12):1428–1438 in Kiechl S et al. Višji vnos spermidina je povezan z nižjo umrljivostjo: prospektivna populacijska študija. V J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380 in Madeo F, Eisenberg T et al.; Spermidin: nov induktor avtofagije in eliksir dolgoživosti in Madeo F, Eisenberg et al.; Prehranski vidiki spermidina. Annu Rev Nutr 2020. doi:10.1146/].

Spermidin ščiti srce

Okvarjena avtofagija lahko škodljivo vpliva na srčno-žilni sistem. Zato lahko snovi, ki aktivirajo avtofagijo, preprečijo razvoj srčno-žilnih bolezni, kot so arterioskleroza, srčno popuščanje, koronarna arterijska bolezen, srčne aritmije in diabetična kardiomiopatija. Spermidin spodbuja tudi mitohondrijsko dihanje in izboljšuje mehanoelastično funkcijo srčnih mišičnih celic (kardiomiocitov). [Nilsson BO, Persson L; Ugodni učinki spermidina na zdravje srca in ožilja ter dolgoživost kažejo na specifičen uvoz poliaminov s strani kardiomiocitov, specifičen za tip celic. Biochem Soc Trans. 2019;47(1):265-272] in Abdellatif M et al.; Avtofagija pri zdravju in boleznih srca in ožilja. Prog Mol Biol Transl Sci 2020;172:87-106].

Pri srčnem popuščanju je presežek encima PP5 (serin/treonin protein fosfataza 5). Ta encim se kopiči v srčnih prekatih, kar zmanjšuje njihovo elastičnost in poslabša elastičnost srca. Spermidin lahko učinkovito zavira PP5. Miši, ki so jih hranili s spermidinom, so ohranile zdravo srce v starosti. Srčno-žilne bolezni se manj pogosto pojavljajo tudi pri ljudeh, ki uživajo hrano, bogato s spermidinom. Ker se raven spermidina s starostjo zmanjšuje, bi lahko bilo prehransko dopolnilo koristno. [Eisenberg T et al.; Kardioprotekcija in podaljšanje življenjske dobe z naravnim poliaminom spermidinom. Nat Med 2016;22(12):1428-1438] in Soda K et al. Poliamini v hrani in srčno-žilne bolezni – epidemiološka študija. Glob J Health Sci. 2012;4(6):170–178].

Zdravstveni učinki spermidina na srčno-žilni sistem so bili dokazani v številnih poskusih na podganah in miših, preneseni pa so tudi na človeški organizem:

• Dodatek spermidina aktivira nastanek novih mitohondrijev v celici (mitohondrijska biogeneza) preko deacetilacije PGC-1alfa (beljakovine), ki jo posreduje SIRT1. Poleg tega spermidin zavira mitohondrijsko disfunkcijo in ohranja ultrastrukturo srčne mišice. Pri živalih sta bili ornitin dekarboksilaza (ODC) in SIRT1/PGC-1a (signalna pot sirtuin-1/peroksisomski proliferator-aktivirani receptor-gama koaktivator-alfa), ki uravnava mitohondrijsko biogenezo, zmanjšani. Nasprotno pa je bila SPD/spermin N1 acetiltransferaza povečana. V poskusih je spermidin povečal aktivnost PGC-1a, SIRT1, NRF1, NRF2, TFAM (mitohondrijski transkripcijski faktor a) in OXPHOS (oksidativna fosforilacija) v celicah srčne mišice. [Wang J et al. Spermidin blaži staranje srca z izboljšanjem biogeneze in delovanja mitohondrijev. Aging (Albany, NY). 2020;12(1):650-71].
• Dodatek spermidina zmanjšuje tveganje za abdominalne arterijske anevrizme in izboljšuje integriteto aortne strukture. Spermidin poveča količino avtofagično odvisnih beljakovin in zmanjša infiltracijo vnetnih snovi in ​​vnetnih fagocitov (monocitov). Zato bi lahko bil spermidin obetavna terapija za abdominalne aortne anevrizme. [Liu S. et al. Spermidin zavira razvoj eksperimentalnih abdominalnih aortnih anevrizem. J Am Heart Assoc. 2020;9(8):e014757].
• Dodatek spermidina izboljša delovanje celic srčne mišice (kardiomiocitov) in zmanjša celično nekrozo (celično smrt). Po srčnem infarktu spermidin izboljša delovanje srca in zmanjša velikost infarkta ter povečanje mase srčne mišice (miokardna hipertrofija). Poleg tega zmanjšuje vnetje, oksidativno škodo in apoptozo (programirano celično smrt) tako in vitro (v epruveti) kot in vivo (opazovano/izvedeno na živih osebah). [Yan J et al. Spermidinsko okrepljen avtofagni tok izboljša srčno disfunkcijo po miokardnem infarktu s ciljanjem na signalno pot AMPK/mTOR. British journal of pharmacology. 2019;176(17):3126-42].
• Dodatek spermidina upočasni staranje arterij, ki ga sprožijo zmanjšan dušikov oksid, povišani AGE (končni produkti napredne glikacije), superoksid in oksidativni stres. Spermidin normalizira hitrost arterijskega pulznega vala (aPWV; neposredna mera togosti arterij), popravlja od endotelija odvisno arterijsko dilatacijo (EDD = končni diastolični premer; premer srčnih votlin na koncu diastole) ter zmanjšuje oksidativni stres, AGE in superoksid. Ta študija kaže, da bi spermidin lahko izboljšal zdravljenje staranja arterij, pa tudi preventivne ukrepe za starostno povezane srčne bolezni. [La Rocca TJ et al.; Spermidin, ki pospešuje avtofagijo, obrne staranje arterij. Mch Aging Dev 2013;134(7-8):314-20].
• Spermidin znatno zavira kopičenje lipidov (kopičenje maščob) in nastanek nekrotičnih jeder v aterosklerotičnih plakih. Kopičenje lipidov se zmanjša, ker spermidin spodbuja izločanje holesterola z aktiviranjem avtofagije. Spermidin ne spremeni velikosti in sestave plakov. Stimulacija avtofagije lahko prepreči razvoj žilnih bolezni. [Michiels CF et al.Spermidin zmanjšuje kopičenje lipidov in nastanek nekrotičnega jedra v aterosklerotičnih plakih z indukcijo avtofagije. Arteroskleroza. 2016;251:319-27].
• Če plod v maternici doživi nevarno pomanjkanje kisika (intrauterina hipoksija), to povzroči zmanjšanje srčne ornitin dekarboksilaze in povečano proizvodnjo spermidina/spermin N1 acetiltransferaze. To povzroči zmanjšanje telesne teže, teže srca, proliferacije celic srčne mišice, antioksidativne kapacitete, mitohondrijske strukture in mitohondrijske biogeneze. Hkrati umre več celic srčne mišice in pride do nenormalne proliferacije tkiva (fibroze). Te poškodbe je mogoče preprečiti z vnosom spermidina v posteljico. [Chai N et al.; Spermidin preprečuje poškodbe srca pri novorojenih podganah, izpostavljenih intrauterini hipoksiji, z zaviranjem oksidativnega stresa in fragmentacije mitohondrijev. Oxide Med Cell Longev. 2019;2019:5406468].
• Povečana avtofagija ščiti pred srčno-žilnimi boleznimi. Pri podganah in miših je prehranski spermidin imel kardioprotektivne učinke s povečanjem srčne avtofagije in mitofagije (razgradnje mitohondrijev). Poleg tega spermidin zavira razvoj hipertenzije z izboljšanjem biološke uporabnosti arginina in zaščito ledvic. Pri ljudeh je bila ugotovljena korelacija med uživanjem spermidina in znižanim krvnim tlakom, pa tudi zmanjšanim tveganjem za razvoj srčno-žilnih bolezni. Zmanjšalo se je tudi tveganje za smrt zaradi teh bolezni. Spermidin je kardioprotektivni aktivator avtofagije. [Eisenberg T et al.; Spermidin v prehrani za zniževanje visokega krvnega tlaka. Autofagija. 2017;13(4):767-769].
• Spermidin podaljšuje življenjsko dobo miši in kaže kardioprotektivne učinke. Zmanjšuje patološko kardiomiopatijo, znižuje sistolični krvni tlak in vzdržuje diastolično funkcijo pri starejših živalih. To prehransko dopolnilo krepi srčno avtofagijo, mitofagijo in mitohondrijsko dihanje. Izboljša mehanoelastičnost celic srčne mišice, poveča fosforilacijo titina in zavira blago vnetje. Pri ljudeh so opazili korelacijo med visoko vsebnostjo spermidina v prehrani in znižanim krvnim tlakom ter manjšo incidenco srčno-žilnih bolezni. [Eisenberg et al.; Kardioprotekcija in podaljšanje življenjske dobe z naravnim poliaminom spermidinom. Nat Med 2016;22(12):1428-1438].

Učinki spermidina na srčno-žilni sistem so bili zdaj potrjeni z uporabo podatkov pri ljudeh:

• Glede na nedavne izjave Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) in Mednarodnega denarnega sklada (IMF) obstaja negativna povezava med vnosom spermidina s hrano in umrljivostjo zaradi srčno-žilnih bolezni. [Soda K et al.; Poliamini v hrani in srčno-žilne bolezni – epidemiološka študija. Glob J Health Sci. 2012;4(6):170–178].
• Raziskovalca Tong in Madeo v epidemioloških študijah opisujeta, kako ima spermidin zaščitni učinek na zdravje srca in ožilja. Nadalje sta zapisala, da prehrana, bogata s spermidinom, zmanjšuje skupno stopnjo umrljivosti, povezano s srčno-žilnimi boleznimi (in rakom). [Madeo F et al.; Spermidin: fiziološki induktor avtofagije, ki deluje kot vitamin proti staranju pri ljudeh? Avtofagija. 2019;15(1):165–168 in Tong D et al.; Spermidin spodbuja kardioprotektivno avtofagijo. Raziskave krvnega obtoka. 2017;120(8):1229-3].
• Po Nilssonovih besedah ​​ima spermidin kardioprotektivni učinek tako pri miših kot pri ljudeh. [Pucciarelli S et al.; Spermidin in spermin sta obogatena v polni krvi stoletnikov/devetinov. Rejuvenation Res 2012, 15(6):590-5].
• V randomizirani študiji Matsjumota so povečane ravni spermidina izboljšale delovanje endotelija pri zdravih osebah in zmanjšale tveganje za aterosklerozo. [Matsumoto M et al.; Endotelijska funkcija se izboljša z indukcijo mikrobne proizvodnje poliaminov v črevesju: randomizirana, s placebom kontrolirana študija. Nutrients.2019;11(5)].
• Eisenberg poroča v objavljeni študiji [Eisenberg T et al.; Kardioprotekcija in podaljšanje življenjske dobe z naravnim poliaminom spermidinom. Nat Med 2016;22(12):1428-1438]Spermidin pri miših odpravlja s starostjo povezano srčno disfunkcijo z aktiviranjem avtofagije. Spermidin "pomlajuje" progasto mišico in izboljšuje delovanje mitohondrijev ter ključne funkcije, povezane s staranjem srca (vključno s hipertenzijo, hipertrofijo levega prekata, diastolično disfunkcijo in povečano togostjo levega prekata). Kaže tudi protivnetne učinke. Ti učinki so odvisni od avtofagije.

Spermidin in njegovi učinki na možgane

Spermidin igra pomembno vlogo pri razvoju možganov. Od spermidina so odvisni tudi delovanje možganov, pridobivanje spomina in utrjevanje spomina (krepitev spominov ali naučenih vsebin v dolgoročnem spominu). Trenutne raziskave kažejo, da so za vpliv spermidina na spomin predvsem odgovorni učinki avtofagije in vezavna mesta poliaminov na receptorju NMDA (NMDAr).

Učinke na možgane so sprva dokazali na živalskih modelih s podganami in sadnimi mušicami. Zdaj obstajajo prve študije na ljudeh, ki potrjujejo te učinke.

• Dajanje spermidina je izboljšalo utrjevanje spominov na strah pri podganah, medtem ko sta tako antagonist TrkB (protein tirozinskega receptorja kinaze B) ANA-12 kot zaviralec Pl3K (encim fosfoinozitid 3-kinaze) LY29400z preprečila učinek spermidina na spomin. To kaže, da s spermidinom okrepljena konsolidacija spomina vključuje aktivacijo receptorja TrkB in signalne poti PI3K/Akt. [Beck Fabbrin SB et al.; S spermidinom povzročeno izboljšanje konsolidacije spomina vključuje signalno pot PI3K/Akt. Brain Res Bull 2020; S0361-9230(20)30607-9].
• Dodatek spermidina ščiti vinske mušice (natančneje: drozofile) pred starostno pogojenimi okvarami spomina. Prehransko dopolnilo deluje neposredno na sinapse, kar omogoča avtofagijo odvisno homeostatsko regulacijo sinaptične komponente, iz katere izvira vzbujanje. [Bhukel A, Madeo F, Sigrist SJ; Spermidin spodbuja avtofagijo in ščiti pred staranjem sinaps. Autophagy.2017;13(2):4444-445.doi:10.1080/15548627.2016.1265193].
• Raven poliaminov v možganih se s starostjo zmanjšuje. Pri sadnih mušicah so opazili, da je ta upad poliaminov povezan z zmanjšanjem spomina. Dodatek spermidina izboljša avtofagijo, obnovi mladostno raven spermidina in ustavi izgubo spomina. Vendar pa se poslabšanje spomina ne izboljša, če genetske pomanjkljivosti preprečujejo ali omejujejo avtofagijo. [Gupta VK et al.; Obnavljanje poliaminov ščiti pred starostno povzročenimi okvarami spomina na avtofagično odvisen način. Nat Neurosci. 2013; 16 (10): 1453-60].
• V nedavni študiji iz leta 2020 Rosh potrjuje, da spermidin spodbuja dolgoživost in stimulira avtofagijo. Ohranja celično in nevronsko homeostazo. Spermidin in spermin medsebojno delujeta z opioidnim sistemom in vplivata na nevroinflamatorno aktivnost (vnetje živčnega tkiva). Poleg tega zavirata vnos kalcija v celice, škodljive proste radikale in eksitotoksičnost glutamata. Razvoj in delovanje možganov sta odvisna od koncentracije poliamina in zlasti spermidina. Starostna nihanja ravni spermidina vodijo tudi do neravnovesij v nevronski mreži in ogrožajo nevrogenezo (nastanek novih živčnih celic). Zato lahko dodaten vnos spermidina podpira zdravljenje možganskih motenj, čeprav natančni mehanizmi še niso povsem razumljeni. [Gosh I et al.; Spermidin, induktor avtofagije, kot terapevtska strategija pri nevroloških motnjah. Neuropeptidi 2020].
• Huang je odkril, da je dajanje spermidina po travmatski poškodbi možganov (TBI) znatno pospešilo nevrološki rezultat NNS in skrajšalo latenco v Morrisovem vodnem labirintu. Študije so pokazale, da je spermidin izboljšal delovanje krvno-možganske pregrade. Poleg tega so bile opažene pozitivne spremembe glede celične smrti in možganskega edema. Provnetni citokini in markerji TBI so se znatno zmanjšali. Ker so bile ravni spermidina pri bolnikih s TBI s hudimi okvarami znatno znižane, je Huang predlagal, da bi se prehransko dopolnilo lahko uporabljalo kot nova oblika terapije za travmatsko poškodbo možganov. [Huang J et al.; Spermidin kaže zaščitne učinke proti travmatski poškodbi možganov. Cell Mol Neurobiol.2020].
• V randomizirani študiji preSmartAge, ki jo je izvedla dr. Miranda Wirth v bolnišnici Charité, je spermidin znatno izboljšal delovanje spomina. Študija kaže, da ta učinek temelji na spodbujanju nevromodulatornih dejanj v spominskem sistemu. [Wirth M et al.; Učinki dodatka spermidina na kognitivne funkcije in biomarkerje pri starejših odraslih s subjektivnim kognitivnim upadom (SmartAge) - protokol študije za randomizirano kontrolirano preskušanje. Alzheimer Res Ther. 2019;11:36].

Spermidin: Zaščita pred nevrodegenerativnimi motnjami?

Poleg do sedaj opisanih učinkov spermidina na možgane naslednji razdelek predstavlja učinke na nevrodegenerativne motnje in jih podpira z novimi ugotovitvami iz študij na ljudeh:

• V majhni študiji je raziskovalcu M. Fischerju uspelo dokazati, da povečana avtofagija v možganskih celicah izboljša spomin. Poleg tega je odkril, da celice T in citokini delujejo kot pomembni mediatorji v patologiji Alzheimerjeve bolezni. V visokih odmerkih spermidin zavira vse citokine razen IL-17A, spodbuja avtofagijo in povečuje aktivacijo celic T. [Fischer M et al.; Spermin in spermidin modulirata delovanje celic T pri starejših odraslih s kognitivnim upadom in brez njega ex vivo. Aging (Albany, NY). 15. julij 2020;12(13):13716-13739].
• Pekarjeva študija je pokazala, da spermidin zaradi svojega vpliva na avtofagijo sproži odstranjevanje beta-amiloidnih plakov. Pozitivno vpliva na demenco in že po treh mesecih uporabe znatno izboljša kognitivne sposobnosti stanovalcev domov za ostarele. [Pekar T et al.; Spermidin pri demenci: Povezava s starostjo in zmogljivostjo spomina. Wien Klein Wochenschr. 2020;132(1-2):42-46].
• Leta 2020 je Schwarz opisal, kako je večji vnos spermidina pri starejših odraslih povezan z večjim volumnom hipokampusa. Opazil je tudi večjo povprečno gostoto skorje in povečano debelino skorje v možganskih predelih, dovzetnih za Alzheimerjevo bolezen, ter v parietalnih in temporalnih režnjih. [Black C et al.; Vnos spermidina je povezan z debelino skorje in volumnom hipokampusa pri starejših odraslih. Neuroimage 2020;221:117132].
• V prejšnji randomizirani študiji iz leta 2018 je Schwarz že ugotovil, da lahko spermidin zaščiti pred kognitivnimi primanjkljaji in nevrodegeneracijo. [Black C et al.; Varnost in prenašanje dodatkov spermidina pri miših in starejših odraslih s subjektivnim kognitivnim upadom. Aging (Albany, NY). 2018;10(1):19-33].

Nemško združenje za nevrologijo zdaj prav tako priznava velik potencial spermidina glede njegovega zaščitnega učinka proti demenci in navaja, da trenutni podatki kažejo, da ima spermidin pozitiven učinek na delovanje možganov in kognitivne sposobnosti. Ti učinki so trenutno v središču študije SmartAge, ki jo izvaja profesor Flöel. V tej študiji so uporabljeni pripravki pšeničnih kalčkov, obogateni s spermidinom. [Diener HC; Prehrana, zdrava za možgane: Kako lahko hrana ščiti pred demenco; IWD-Informationsdienst Wissenschaften 2017].

Spermidin v onkologiji

Spermidin naj bi imel pozitivne učinke tudi na področju preprečevanja raka. Poliamin je lahko koristen celo pri majhnih tumorjih v zgodnjih fazah. Študije so dale naslednje rezultate:

• Levesque je v eni od svojih študij uporabil spermidin kot sredstvo proti raku. Kombinacija mimetikov za omejevanje kalorij (CRM; z.BSpermidin v kombinaciji z imunogenimi aktivatorji celične smrti (ICD) in zaviralci imunskih kontrolnih točk (ICI) je izboljšal nadzor rasti tumorja pri miših. Brez mimetikov za omejevanje kalorij ICD in ICI povzročijo le delno senzibilizacijo na zdravljenje. [Levesque S et al.; Sinergistična triada kemoterapije, zaviralcev imunskih kontrolnih točk in mimetikov za omejevanje kalorij izkorenini tumorje pri miših. Onkoimunologija 2019;8(11):e1657375].
• Kot sta Yue in sodelavci odkrila, lahko spermidin zmanjša okvare rakavih celic, ki sprožijo oksidativno, s stresom povzročeno celično smrt ter spodbujajo raka jeter in jetrno fibrozo z aktiviranjem avtofagije. Kot prehransko dopolnilo lahko ta poliamin ne le podaljša življenjsko dobo miši za do 25 %, temveč tudi zmanjša žarišča jetrne fibroze in raka jeter. [Yue F et al.; Spermidin podaljšuje življenjsko dobo in preprečuje jetrno fibrozo ter hepatocelularni karcinom z aktiviranjem avtofagije, ki jo posreduje MAP1S. Cancer Res. 2017;77(11):2938-2951].
• Pietrocola je leta 2019 komentiral Kiechlovo prospektivno študijo (s.o.), ki kaže, da spermidin zmanjšuje umrljivost zaradi raka, in zapisal, da se rak lahko razvije le, če imunski sistem ne prepozna nevarnosti in ne odpravi malignih celic. V skladu s tem lahko avtofagija, ki jo aktivira spermidin, zavre maligne spremembe, zavira prokancerogene vnetne reakcije in spodbuja protitumorsko imunost. [Pietrocola F et al.; Spermidin zmanjšuje umrljivost zaradi raka pri ljudeh. Autophagy 2019;15(2):362-5].
• V prospektivni študiji, ki jo je Vargas opravil na 87.V študiji s 602 ženskami je bil večji dnevni vnos poliamina povezan z zmanjšanim tveganjem za kolorektalni rak (povprečno razmerje tveganja 0,81), zlasti pri ženskah s prekomerno telesno težo. [Vargas AJ et al. Vnos poliaminov s hrano in tveganje za kolorektalni rak pri ženskah po menopavzi. V J Clin Nutr. 2015;102(2):411-9]Vendar je treba omeniti, da tako rakave celice s povečano presnovno aktivnostjo kot zdrave celice uporabljajo poliamine. Zaradi tega se trenutno razpravlja o tem, ali bi lahko disregulacija presnove poliaminov spodbujala raka. V takih primerih je skupna koncentracija poliaminov povišana, encimi, ki sodelujejo pri presnovi poliaminov (kot sta adenozilmetionin dekarboksilaza (SAMDC) in spermin oksidaza (SMO)), pa so zelo aktivni. Če se to izkaže za resnično, se je treba med zdravljenjem raka izogibati visokim ravnem poliaminov ali jih zmanjšati. [Nowotarski SL et al.; Poliamini in rak: posledice za kemoterapijo in kemopreventivo.] Strokovni preglednik Mol Med 2013;15:e3 in Murray-Stewart TR et al.; Ciljno usmerjanje presnove poliaminov za zdravljenje in preprečevanje raka. Biochem J. 2016;473(19):2937-53].

Vir: Spermidin in pšenični kalčki – impresiven dvojec s številnimi funkcijami; pregled dr. Uda Böhma