Spermidinas: autofagiją skatinantis poliaminas akių sveikatai

Spermidinas yra natūraliai atsirandantis poliaminas, randamas visose ląstelėse ir daugelyje ilgaamžiškumą skatinančių maisto produktų. Pastaruoju metu jis patraukė dėmesį kaip autofagijos induktorius ir „ilgaamžiškumo“ maistinė medžiaga. Autofagija – tai ląstelių „apsivalymo“ procesas, kurio metu skaidomi pažeisti baltymai ir organelės (įskaitant mitochondrijas), siekiant išlaikyti ląstelių sveikatą. Modeliniuose organizmuose spermidinas smarkiai pailgina gyvenimo trukmę, tikėtina, iš naujo aktyvuodamas autofagiją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kultivuojamose ląstelėse ir gyvūnuose spermidinas slopina histonų acetiltransferazę EP300, mažindamas baltymų acetilinimą ir taip pagreitindamas autofaginį srautą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tuo pat metu spermidinas turi didelę saugos ribą; iki šiol „nepranešta apie jokį neigiamą egzogeninio spermidino tiekimo poveikį“ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), o dozavimo tyrimai su žmonėmis (~1–3 mg/d) padidino suvartojimą tik maždaug 10–20% virš įprastos dietos be toksiškumo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Autofagija ir mitochondrijų kokybės kontrolė

Indukuodamas autofagiją, spermidinas padeda ląstelėms pašalinti pažeistus komponentus ir palaikyti mitochondrijų sveikatą. Pavyzdžiui, ilgalaikis spermidino šėrimas senyvo amžiaus pelėms sustiprino širdies autofagiją ir mitofagiją, pagerino mitochondrijų kvėpavimą ir sumažino ląstelių senėjimo žymenis (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie kardioprotekciniai efektai reikalavo nepažeistų autofagijos mechanizmų: pelės, kurių širdies ląstelėse trūko autofagijos geno Atg5, negavo naudos iš spermidino (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pagerėjusi mitochondrijų kokybė pastebima ir neuronuose: spermidinas atkūrė bioenergetiką senyvo amžiaus žmogaus neuronuose ir gyvūnų modeliuose, skatindamas mitochondrijų kvėpavimą ir ATP gamybą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tokie mitofagiją skatinantys efektai yra svarbūs ilgai gyvenantiems neuronams (pvz., tinklainės ganglijų ląstelėms), kurie priklauso nuo mitochondrijų būklės.

Tinklainės ganglijų ląstelių išlikimas ir neuroprotekcija

Atsiranda įrodymų, kad spermidinas gali apsaugoti tinklainės neuronus. Pelės regos nervo pažeidimo modelyje (imitavus neurodegeneraciją) kasdieninis oralinis spermidinas dramatiškai sumažino tinklainės ganglijų ląstelių (TGL) mirtį ir išsaugojo tinklainės struktūrą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyrimas parodė, kad spermidinas šiame kontekste veikia kaip laisvųjų radikalų gaudytojas: jis slopino tinklainės oksidacinio streso signalizavimą (ASK1–p38 kinazės kelią) ir sumažino uždegiminių mediatorių, tokių kaip iNOS, ekspresiją mikroglijose (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Spermidinu gydytos pelės taip pat parodė mažesnį mikroglijų kaupimąsi tinklainėje ir sustiprintą regos nervo regeneraciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kitaip tariant, spermidinas ne tik užkirto kelią TGL apoptozei, bet ir pagerino nervų ataugimą po pažeidimo. Šie atradimai paskatino autorius padaryti išvadą, kad „spermidinas skatina tiek neuroprotekciją, tiek neuroregeneraciją“ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), kas rodo galimą naudą sergant tokiomis ligomis kaip glaukoma.

Genetiniame pelės normalaus spaudimo glaukomos modelyje (EAAC1 išjungimas), spermidinas geriamajame vandenyje taip pat apsaugojo regėjimą, nors akispūdis nepasikeitė. Pelės, gavusios 30 mM spermidino, parodė mažesnį tinklainės plonėjimą ir geresnę regos funkciją nei negydomos kontrolinės grupės pelės (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ši apsauga buvo susijusi su antioksidaciniais efektais: spermidinas sumažino lipidų peroksidacijos (4-HNE) lygius tinklainėje, parodydamas, kad jis neutralizuoja oksidacinį stresą (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Taigi, nors spermidinas tiesiogiai nemažina akispūdžio, atrodo, kad jis didina regos nervo atsparumą, slopindamas reaktyviąsias deguonies rūšis ir uždegimą. Apibendrinant, keliuose tinklainės modeliuose spermidinas veikė kaip endogeninis antioksidantas/autofagijos stipriklis, siekiant išsaugoti TGL ir regos funkciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Spermidinas, ilgaamžiškumas ir širdies bei kraujagyslių sveikata

Populiacijos tyrimai patvirtina spermidino vaidmenį ilgaamžiškumo ir širdies bei kraujagyslių sveikatos srityje. Austrijos Brunecko kohortoje didesnis spermidino suvartojimas su maistu buvo susijęs su ženkliai mažesniu mirtingumu: kiekvienas standartinio nuokrypio padidėjimas atitiko maždaug 25% sumažėjusią mirties riziką (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Panašiai, JAV NHANES duomenų (2003–2014) analizė parodė, kad dalyviai, priklausantys aukščiausiam spermidino suvartojimo kvartiliui, turėjo maždaug 30% mažesnį visų priežasčių ir širdies bei kraujagyslių ligų mirtingumą (HR≈0,70) palyginti su žemiausiu kvartiliu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pažymėtina, kad šios sąsajos išliko net pakoregavus dietą ir gyvenimo būdą. Dideliame JK Biobanko tyrime, kuriame dalyvavo ~180 000 suaugusiųjų, vidutinis poliaminų (daugiausia spermidino) suvartojimas buvo susijęs su 18% mažesne visų priežasčių mirties rizika ir 14% sumažėjusiais širdies ligų/insulto atvejais per maždaug 11 metų stebėjimo laikotarpį (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie epidemiologiniai duomenys atspindi spermidino kardioprotekcinius efektus gyvūnams: papildytos pelės parodė mažesnį kraujospūdį, mažesnį arterijų standumą ir pagerėjusią širdies funkciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Mendelio atsitiktinės atrankos analizės taip pat rodo priežastinį ryšį: genetiškai aukštesnis spermidino lygis yra susijęs su mažesniu kraujospūdžiu ir sumažėjusia insulto rizika (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Apibendrinant, žmogaus duomenys rodo, kad spermidino turtinga dieta – randama tokiuose maisto produktuose kaip viso grūdo produktai, ankštiniai augalai ir brandintas sūris – koreliuoja su didesniu ilgaamžiškumu ir širdies bei kraujagyslių sveikata (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Akių mechanizmai: akispūdis ir neuroprotekcija

Akies srityje neatsirado tiesioginių įrodymų, kad spermidinas mažina akispūdį (IOP). Tiesą sakant, anksčiau minėtame normalaus spaudimo glaukomos modelyje spermidino nauda pasireiškė nepakitus akispūdžiui, o tai rodo, kad jo poveikis nepriklauso nuo akispūdžio. Vietoj to, visi turimi duomenys rodo neuroprotekcinius ir priešuždegiminius mechanizmus. Žinomi spermidino veiksmai – autofagijos reguliavimas, ROS šalinimas ir priešuždegiminė signalizacija – visi jie tikėtinai apsaugo regos nervą. Pavyzdžiui, pašalindamas pažeistas mitochondrijas per mitofagiją, spermidinas gali užkirsti kelią neurotoksinio streso kaupimuisi TGL. Tuo pat metu jo antioksidacinės savybės (CR rūšių šalinimas ir indukuojamosios NOS slopinimas) apsaugo nuo nitratinio pažeidimo (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Spermidinas taip pat mažina pro-uždegiminius chemokinus ir mikroglijų aktyvaciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), kurie yra susiję su glaukominiu TGL praradimu. Šie bendri efektai – sumažintas oksidacinis stresas, slopinamas neurouždegimas ir sustiprintas ląstelių valymas – tikriausiai lemia pastebėtą regos nervo atsparumą. Trumpai tariant, spermidino nauda akims, atrodo, kyla iš neuronų sveikatos palaikymo, o ne iš akispūdžio ar akies skysčių keitimo.

Mitybos šaltiniai, papildai ir saugumas

Spermidino gaunama iš daugelio augalinių ir fermentuotų maisto produktų. Jo ypač gausu kviečių gemaluose, fermentuotose sojų pupelėse (natto) ir tam tikruose brandintuose sūriuose ar vaisiuose, tokiuose kaip durianas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Įprastinės Vakarų dietos suteikia keletą mg spermidino per dieną. Pavyzdžiui, viename saugumo tyrime pagyvenusiems asmenims kasdien buvo skiriama 1,2 mg spermidino (per 750 mg kviečių gemalų ekstraktų), padidinant jų suvartojimą ~10–20% virš pradinio lygio (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis nedidelis papildymas buvo gerai toleruojamas (3 kapsulės per dieną) ir nesukėlė jokių reikšmingų šalutinių poveikių ar kraujo biomarkerų pokyčių (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tiesą sakant, net daug didesnės ekstrapoliuotos dozės (iki 3,4 mg/d 70 kg sveriančiam asmeniui, atitinkančios 41 mg/kg pelės dozę) prognozuojamos kaip saugios (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Spermidino saugumo profilis yra daug žadantis: ikiklinikiniai ir ankstyvieji tyrimai su žmonėmis nepraneša apie rimtus nepageidaujamus reiškinius, susijusius su papildymu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Žinoma, realus suvartojimas gaunamas iš maisto, o valgant daugiau spermidino turinčių maisto produktų (viso grūdo produktų, ankštinių augalų, grybų, riešutų ir sūrių) yra paprasčiausias būdas. Taip pat egzistuoja papildai, kuriuose yra spermidino turinčių ekstraktų (pvz., iš kviečių gemalų), tačiau dozės yra mažos, o ilgalaikis poveikis akių sveikatai dar neįrodytas. Svarbu tai, kad galimai spermidino naudingiems poveikiams reikalingas nuolatinis vartojimas per daugelį mėnesių ar metų, atkartojant mitybos modelius, stebimus ilgaamžiškumo kohortose. Atsižvelgiant į jo natūralią kilmę ir mažą toksiškumą, vidutinis spermidino papildų vartojimas atrodo saugus daugumai suaugusiųjų, tačiau, kaip ir bet kurį papildą, jį reikėtų vartoti atsargiai ir pasitarus su gydytoju.

Išvada

Apibendrinant, įrodymai rodo, kad spermidinas – per autofagijos indukciją ir mitochondrijų kokybės kontrolę – didina tinklainės neuronų išgyvenamumą ir palaiko kraujagyslių sveikatą. Skatindamas ląstelių „tvarkymą“, spermidinas gali padėti kovoti su su amžiumi susijusiu stresu tinklainės ganglijų ląstelėse. Žmonių tyrimai sieja didesnį spermidino suvartojimą su ilgesniu gyvenimu ir mažesne širdies ligų rizika, kas reiškia plačią sisteminę naudą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senstančioje akyje, spermidino antioksidacinis ir priešuždegiminis poveikis (o ne akispūdžio efektai) atrodo svarbiausi regos nervo apsaugai. Nors reikia daugiau klinikinių tyrimų, spermidino turinčių maisto produktų (arba saugių mažų dozių papildų) įtraukimas galėtų būti perspektyvi strategija sustiprinti akių atsparumą ir sveiką senėjimą.