Спермидин: уақытқа қарсы болатын қартаюға қарсы күшті қосылыс

Спермидиннің қартаюға қарсы ерекше артықшылықтары

Қартаюмен күресудің ең қызықты тағамдық факторларының бірі - спермидиндеп аталатын бірегей амин қышқылы. Атауынан көрініп тұрғандай, спермидинді алғаш рет 1678 жылы “Микробиологияның әкесі” деп аталатын атақты голландиялық ғалым Антон Ван Левенхук адам ұрығында ашқан. Спермидин сперматозоидтардың қызметі үшін өте маңызды, бірақ ол бүкіл денедегі жасушаларда маңызды рөл атқарады. 

Спермидин әртүрлі биологиялық механизмдер арқылы қартаю процесімен күреседі. Бірақ бұл спермидиннің аутофагия деп аталатын процесті күшейткіш ретіндегі рөлі және митохондриялардың қызметі, жасушалардың энергия өндіретін бөліктері, бұл оның қартаюға қарсы маңызды әсерін тудыратын негізгі факторлар осы мақалада талқыланады.

Бұл әсерлерді практикалық қолдану қартаюға қарсы стратегия ретінде спермидинге бай диетаны немесе спермидинге қоспаларды қолдану болып табылады. 

Спермидинді енгізу өмір бойы немесе өмірінде кейінірек берілсе де, қартаю модельдерінде және жануарларға арналған зерттеулерде өмір сүру ұзақтығын ұзартады. Адамдарда өмір бойы спермидин деңгейін сақтау ұзақ өмір сүруге ықпал етеді. 60 пен 80 жас аралығындағы адамдарда спермидин мен оның метаболиті сперминнің қандағы деңгейі 50 жастан төмен адамдарға қарағанда төмен болды. Дегенмен, бір қызығы, 90-нан асқан адамдардың 50-ден төмен адамдарға ұқсас деңгейлері бар. Бұл нәтиже спермидиннің жоғары деңгейі мен ұзақ өмір сүру арасындағы корреляцияны білдіреді.

Спермидин не істейді?

Ұялы функцияны қолдайды

Спермидин жасушалық функция мен өмір сүруде маңызды рөл атқарады. Ол мыналарға қатысатын негізгі молекулаларды белсендіру үшін қажет: 

• Жасушаның өсуі
• ДНҚ тұрақтылығы
• Генетикалық ақпараттың транскрипциясы
• Дене ақуыздарын өндіру

Иммундық денсаулықты нығайтады

Спермидин сонымен қатар иммундық жауапта және антиоксидантты жүйеде, әсіресе мембраналық липидтер мен ДНҚ-ны қорғауда маңызды рөл атқарады.

Метаболизмді белсендіреді

Сонымен қатар, спермидин АМП белсендірілген ақуыз киназа (AmPK) деп аталатын ферментті метаболизмнің негізгі қосқышын белсендіреді. AmPK белсенділігі энергия алмасуында үлкен рөл атқарады және өмір сүру ұзақтығымен де байланысты. Қартаю кезінде жасушалық AmPK активтенуі төмендейді, бұл инсулинге төзімділікке, бауырдың бұзылуына, іштегі (висцеральды) майдың жиналуына және бұлшықет массасының жоғалуына (саркопения) әкеледі. AmPK белсендірілуі спермидиннің қартаюға қарсы маңызды әсері болуы мүмкін. 

Қартаюға қарсы күтеді

Алайда, оның қартаюға қарсы әсеріне қатысты зерттеулердің көпшілігі аутофагия мен митохондриялық функцияның күшейткіші ретінде спермидинге бағытталған. 

Аутофагия дегеніміз не?

Аутофагия “өздігінен тамақтану” дегенді білдіреді. Бұл жасушалық тазарту процесі, онда жиналған қалдықтар лизосомалар деп аталатын жасушалардағы бөліктерге жеткізіледі, осылайша оларды жойып, ықтималды қайта пайдалануға болады. 

Аутофагия - жасушалық қоқыстарды, қоқыстарды, микроорганизмдерді және қажетсіз қосылыстарды тастау, сондай-ақ құтқаруға болатын қосылыстарды қайта пайдалану үшін жасушаның сапасын бақылау процесі. 

Аутофагияның ғылымы мен маңыздылығы салыстырмалы түрде жаңа жаңалық болып табылады. 2016 жылы жапон биологы Йошинори Охсуми аутофагия механизмдерін ашқаны үшін физиология немесе медицина саласындағы 2016 жылғы Нобель сыйлығын жеңіп алды.

Спермидиннің ұзақ өмір сүрудің артықшылықтары

Күшейтілген аутофагия ерекше сау жүзжылдықтағы адамдарда табылды және салауатты, ұзақ өмір сүрудің негізгі нысаны болып көрінеді. Генетика аутофагияда маңызды рөл атқарады, бірақ оған диета, өмір салты және диеталық қоспалар арқылы аутофагия гендерінің экспрессиясы айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Спермидин аутофагия функциясын күшейтудің негізгі диеталық факторы ретінде өзін танытуда.

Спермидин аутофагияны ынталандыратын әртүрлі гендерге, соның ішінде аутофагия геніне (ATG5) әсер етуі арқылы аутофагияны күшейтеді. Бұл генді шамадан тыс экспрессиялаған адамдар ұзақ өмір сүруі мүмкін. ATG5 экспрессиясы тотығу және еркін радикалдардың зақымдануына жауап ретінде, сондай-ақ митохондриялық функцияның төмендеуімен азаяды. Демек, спермидин осы факторлардың аутофагияны басуға әсерін кері қайтаратын сияқты.

Спермидинді қабылдау ұзақ өмір сүруді арттыруы мүмкін екенін көрсететін эксперименттік зерттеулерден алынған дәлелдерден басқа, адамдарда спермидинді жоғары қабылдау жалпы өлім-жітімнің төмендігімен байланысты екенін көрсететін зерттеулер де бар. 

Басқаша айтқанда, спермидинді жоғары қабылдау ұзақ өмір сүруді арттырады, бұл ұзақ және салауатты өмір сүруді білдіреді. Спермидин сонымен қатар қартаюдан қорғауда, әсіресе мида, жүректе, бауырда, буындарда және бұлшықеттерде уәде береді. Бұл тіндер әсіресе қартаюдың зиянды әсеріне сезімтал. Аутофагияны күшейту арқылы спермидин осы тіндерде және басқалардағы қартаюмен күреседі.

Бұзылған аутофагия тотығу зақымдануын арттыру арқылы қартаюды тездетеді. Ол сонымен қатар жасушалық ақуыздарды құрудағы бақылауды жоғалтуға әкеледі, митохондриялық функцияны тежеу арқылы жасушалық энергия өндірісін азайтады және жасушалық қартаюдың жоғарылауымен байланысты басқа биохимиялық қиындықтарды тудырады. Бұл әсерлер дененің әрбір тініне, әсіресе миға әсер етеді, өйткені ол метаболикалық белсенді тін болып табылады. Аутофагияның қартаюына байланысты төмендеуі саркопенияға да жауап береді - қартаюмен байланысты бұлшықет массасы мен күшінің үдемелі жоғалуы.

Денеңіздің жасушалық қоқыстармен күресу қабілетіне көмектесетін кілттердің бірі - бірінші кезекте олардың пайда болуы мен жиналуына жол бермеу. Созылмалы, төмен дәрежелі қабыну жағдайы адамның үдемелі қартаюын сипаттайды. Бұл процесс қабыну деп аталады, ал қабыну аутофагияның төмендеуіне әкеледі.

Қабынудың бірнеше триггерлері бар, мысалы, қандағы қантты бақылаудың нашар болуы және қабынумен күресетін негізгі диеталық факторлардың болмауы, мысалы, омега-3 май қышқылдары, жидектер сияқты полифенолға бай тағамдар, басқа жемістер, жасыл жапырақты көкөністер, каротиноидтарға бай көкөністер және т.б. 

Қабыну кезінде митохондриялық функция, ең алдымен, бос радикалдар мен про-оксиданттардың әсерінен болатын зақымдану мен стресске байланысты төмендейді. Бұл жасушаның өзінде жасушалық қоқыстың көп пайда болуына әкеледі. Демек, “киім-қартаю” термині жасушалық қоқыстың артық жиналуының, автофагияның азаюының немесе екеуінің комбинациясының әсерін сипаттау үшін де қолданылады. Спермидин антиоксидант ретінде де, аутофагияны күшейте отырып, көгалдандырудың қартаюының алдын алуға көмектеседі. 

Спермидиннің тамақ көздері

Спермидин көптеген тағамдарда, бірақ аз мөлшерде кездеседі. Бидай ұрықтары, дәнді дақылдар, бұршақ дақылдары, соя тағамдары және саңырауқұлақтар ең жоғары мазмұнды қамтамасыз етеді. Ескі ірімшіктер мен ашытылған тағамдар тауық еті немесе сиыр бауырымен қатар жақсы көздер болып табылады. 

Америка Құрама Штаттары мен Еуропадағы ересектер үшін спермидиннің болжамды тәуліктік тұтынуы тәулігіне шамамен 12,5 мг құрайды. Үш ас қасық бидай ұрығы шамамен 5 мг спермидинді немесе әдеттегі күнделікті тұтынудың шамамен 40% -ын қамтамасыз етеді. 

Диеталық тұтынудан басқа, денеде спермидин де түзіледі. Бір жолы - орнитин амин қышқылы оның метаболиті путресцин арқылы. Бұл жол спермидин синтаза ферменті арқылы путресцинді спермидинге айналдыруды қамтиды. Спермидин сперминге айналып, қайта спермидинге айналуы мүмкін. Спермидин, спермин және путресцин өзара түрленсе де, спермидин адамның жасушалық физиологиясы үшін басым және ең маңызды полиамин болып табылады. 

Ішек бактериялары спермидин мен басқа полиаминдерді де шығара алады. Барлық ішек бактериялары полиаминдер шығармайтындықтан, микробиоманың әртүрлі құрамы спермидиннің қолайлы өндірілуіне әкелуі мүмкін. Ішек қабығында спермидиннің бірнеше пайдалы әсерлері бар, соның ішінде жасушалық ұзақ өмір сүрудің жоғарылауы, жарақат алған ішек эпителиясының қалпына келуі және жасушалық энергетиканың жақсаруы.

Спермидин қоспасының артықшылықтары

Спермидин қоспасы - спермидин қабылдауды арттырудың өміршең тәсілі. Бір қызығы, дені сау еріктілер тәулігіне 15 мг спермидинді қабылдағанда, ол қан плазмасындағы спермин деңгейін едәуір арттырды, бірақ ол спермидин немесе путресцин деңгейіне әсер етпеді. Спермин қанда дене тіндеріне тасымалданады, онда оның көп бөлігі спермидинге айналады. Сперминнің де кейбір артықшылықтары бар.

Спермидиннің жоғары тұтынылуы жасқа байланысты когнитивті төмендеудің алдын алатынын көрсететін айтарлықтай эксперименттік және адам зерттеулерінен басқа, есте сақтау қабілеті мен когнитивті функциясы төмендеген егде жастағы пациенттерде оң нәтиже көрсететін спермидин құрамына шоғырланған бидай ұрықтарының сығындыларымен бірнеше клиникалық зерттеулер де болды. 

Ең соңғы қос соқыр зерттеу 6 қарттар үйінен 60 жастан 96 жасқа дейінгі 85 субъектіге спермидин қабылдаудың әсеріне бағытталған. Бір топ астық орамын (А орамы) алды, әр орама А 3,3 мг спермидинмен қамтамасыз етті. Екінші топ бидай ұрығының орнына бидай кебегімен пісірілген орамдарды алды (В орамы), олар бір орамға 1,9 мг спермидин берді. Есте сақтау сынақтарынан басқа, спермидин деңгейін өлшеу үшін қан үлгілері алынды. Нәтижелер спермидинді қабылдау, спермидиннің қандағы деңгейі және танымдық өнімділік пен есте сақтаудың жақсаруы арасындағы айқын байланысты көрсетті. Нәтижелер мен қан өлшеулеріне сүйене отырып, жақсаруды көрсету үшін қажетті спермидиннің ең аз тәуліктік дозасы 3,3 мг деп есептелді (шамамен екі ас қасық бидай ұрығы). Бұл шешім өте маңызды болып шықты.

Тағы бір қос соқыр, рандомизацияланған, плацебо-бақыланатын пилоттық сынақ үш айлық спермидинді толықтыру егде жастағы адамдарда тәулігіне 1,2 мг спермидин дозасында есте сақтау қабілетінің жоғалуына жол бермегенін көрсетті. Бұл жігерлендіретін нәтижелер SmartAge сынағы деп аталатын 12 айлық рандомизацияланған бақыланатын сынаққа әкелді, спермидинді толықтырудың ми функциясына және онымен байланысты биомаркерлерге ұзақ уақыт бойы когнитивті төмендеумен зардап шеккен пациенттерде әсерін анықтау үшін. Алайда, осы зерттеуде спермидиннің тәуліктік дозасы тәулігіне 0,9 мг ғана құрады және SmartAge сынағында статистикалық маңызды жақсарулар байқалмады. Жоғарыда айтылғандай, спермидин қоспасымен оң әсерлердің шегі тәулігіне 3,3 мг деп бағаланады. Демек, доза айтарлықтай пайда әкелу үшін жеткіліксіз болды.

Мидың денсаулығына қатысты талқылау маңызды спермидинді қабылдау туралы тағы бір зерттеу бар. Зерттеу когнитивті төмендеуі бар егде жастағы адамдарда спермидинді қабылдауды және Жерорта теңізі диетасын ұстануды қарастырды. Зерттеу мидың құрылымдық өлшемдерін (магнитті-резонансты томография (МРТ) көмегімен қарады. Әдетте, көптеген адамдар қартайған сайын мидың жалпы көлемі, гиппокампальдық көлемі және қыртыстың қалыңдығы сияқты мидың маңызды құрылымдық өзгерістерінің жоғалуы байқалады. 

Спермидинді жоғары қабылдау осылардың барлығында құрылымдық өлшемдердің жақсаруымен оң байланысты болды. Бұл қартаю процесі кезінде ми денсаулығын сақтауға Жерорта теңізі диетасының пайдасын арттырды.  

Әдебиеттер:

1. Ни ЙК, Лю Й.С. Қартаю мен жасқа байланысты аурулардағы спермидиннің рөлі мен механизмдері туралы жаңа түсініктер. Қартаю 2021 жылдың желтоқсан; 12 (8): 1948-1963.
2. Мадео Ф, Бауэр М.А., Кармона-Гутиеррес Д, Кромер Г.Спермидин: адамдарда қартаюға қарсы витамин ретінде әрекет ететін физиологиялық аутофагия индукторы? Аутофагия. 2019; 15 (1): 165-168. 
3. Пуччиарелли С, Моресчини Б, Микоци Д және т.б. Спермидин мен спермин нона/центарийлердің толық қанында байытылған. Жасару резесі. 2012 желтоқсан; 15 (6): 590-5.
4. Гао М, Чжао В, Ли С, Си Х, Ли М, Би Ю, Фан Ф, Ду Ю, Лю Х. Спермидин AMPK арқылы липидтер алмасуын реттеу арқылы алкогольсіз майлы бауырдың ауруын жақсартады. Биохема Биофизінің Коммун. 2018 ж. 20 қазан; 505 (1): 93-98. 
5. Кихл С, Печланер Р, Виллит П және т.б. Спермидинді жоғары қабылдау өлімнің төмендеуімен байланысты: популяцияға негізделген перспективалық зерттеу. Am J Clin Nutr. 2018; 108 (2): 371-380.
6. Эйзенберг Т, Абделлатиф М, Шредер С және т.б. Табиғи полиамин спермидинмен кардиопротекция және өмір сүру мерзімін ұзарту. Нат Мед.2016; 22 (12): 1428-1438.
7. Шварц С, Бенсон Г.С., Хорн Н және т.б. Спермидин қоспасының субъективті когнитивті төмендеуі бар егде жастағы адамдардағы таным мен биомаркерлерге әсері: рандомизацияланған клиникалық сынақ. JAMA Netw ашық. 2022 ж. 2 мамыр; 5 (5): e2213875.
8. Галассо Л, Капелла А, Муле А және т.б. Тірек-қимыл ауруларындағы полиаминдер және физикалық белсенділік: әлеуетті терапевтік қиындық. Инт Дж Мол Си. 2023 ж. 6 маусым; 24 (12): 9798.
9. Франчески С, Гаранани П, Витале Г, Капри М, Сальвиоли С. Инфламажинг және “Гарб-қартаю”. Эндокринол Метаб трендтері. 2017; 28 (3): 199-212.
10. Ди Джосия П, Стамерра CA, Джоргини П және т.б. Тамақтанудың қабынудағы рөлі. Қартаю Рев. 2022; 77:101596.
11. Тофало Р, Кочи С, Суззи Г.Полиаминдер және ішек микробиотасы. Алдыңғы нұр. 2019; 6:16.
12. Кибе Р, Курихара С, Сакай Ю және т.б. Ішек микробиотасы өндіретін колонды люминалды полиаминдердің жоғарылауы тышқандардың қартаюын кешіктіреді. Ғылыми реп 2015; 4:4548.
13. Senekowitsch S, Wietkamp E, Grimm M, Schmelter F, Schick P, Kordowski A, Sina C, Otzen H, Weitschies W, Smollich M. Жоғары дозалы спермидин қоспасы сау ересектердің қан плазмасы мен сілекейіндегі спермидин деңгейін арттырмайды: рандомизацияланған плацебо-бақыланатын фармакокинетикалық және метаболомдық зерттеу. Қоректік заттар. 2023 жыл 12 сәуір; 15 (8): 1852. 
14. Хофер С.Ж., Лян Ю, Циммерман А және т.б. Спермидинмен индукцияланған гипусинация қартаю кезінде митохондриялық және когнитивті функцияны сақтайды. Аутофагия. 2021 тамыз; 17 (8): 2037-2039. 
15. Шредер С, Хофер С.Ж., Циммерман А және т.б. Диеталық спермидин когнитивті функцияны жақсартады. Ұяшық республикасы 2021; 35 (2): 108985.
16. Пекар Т, Брукнер К, Паушенвейн-Францих С және т.б. Деменциямен ауыратын егде жастағы ересектерде спермидиннің оң әсері: 3 айлық сынақтың алғашқы нәтижелері. Виен Клин Вохеншр. 2021; 133 (9-10): 484-491. 
17. Вирт М, Бенсон Г, Шварц С және т.б. Деменция қаупі бар егде жастағы ересектерде спермидиннің есте сақтау қабілетіне әсері: рандомизацияланған бақыланатын сынақ. Кортекс. 2018; 109:181-188.