Spermidine: Polyamine kích hoạt quá trình tự thực để bảo vệ sức khỏe mắt

Spermidine là một polyamine tự nhiên được tìm thấy trong tất cả các tế bào và trong nhiều loại thực phẩm có lợi cho tuổi thọ. Gần đây, nó đã thu hút sự chú ý như một chất kích hoạt tự thực và dưỡng chất "trường thọ". Tự thực là một quá trình "dọn dẹp" tế bào, phân hủy các protein và bào quan bị hư hỏng (bao gồm cả ty thể) để duy trì sức khỏe tế bào. Trong các sinh vật mô hình, spermidine kéo dài tuổi thọ một cách mạnh mẽ, có thể bằng cách kích hoạt lại quá trình tự thực (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Đồng thời, spermidine có biên độ an toàn lớn; cho đến nay "chưa có tác dụng phụ nào của việc bổ sung spermidine từ bên ngoài được báo cáo" (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), và các nghiên cứu liều lượng ở người (~1–3 mg/ngày) chỉ làm tăng lượng hấp thụ khoảng ~10–20% so với chế độ ăn mà không gây độc tính (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Tự thực và Kiểm soát Chất lượng Ty thể

Bằng cách kích hoạt tự thực, spermidine giúp các tế bào loại bỏ các thành phần bị hư hỏng và duy trì sức khỏe ty thể. Ví dụ, việc bổ sung spermidine lâu dài ở chuột già đã tăng cường quá trình tự thực tim và mitophagy, cải thiện hô hấp ty thể và giảm các dấu hiệu lão hóa tế bào (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Những tác dụng bảo vệ tim mạch này yêu cầu bộ máy tự thực phải nguyên vẹn: chuột thiếu gen tự thực Atg5 trong tế bào tim đã không được hưởng lợi từ spermidine (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Chất lượng ty thể được cải thiện cũng được thấy ở tế bào thần kinh: spermidine đã phục hồi sinh năng lượng trong các tế bào thần kinh người già và trong các mô hình động vật bằng cách thúc đẩy hô hấp ty thể và sản xuất ATP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Những tác dụng thúc đẩy mitophagy này có liên quan đến các tế bào thần kinh sống lâu (như tế bào hạch võng mạc) phụ thuộc vào sự hoạt động tốt của ty thể.

Sự sống sót của Tế bào hạch võng mạc và Bảo vệ thần kinh

Bằng chứng đang nổi lên cho thấy spermidine có thể bảo vệ các tế bào thần kinh võng mạc. Trong một mô hình tổn thương thần kinh thị giác ở chuột (mô phỏng thoái hóa thần kinh), spermidine uống hàng ngày đã giảm đáng kể sự chết của tế bào hạch võng mạc (RGC) và bảo tồn cấu trúc võng mạc (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng spermidine hoạt động như một chất loại bỏ gốc tự do trong bối cảnh này: nó ức chế tín hiệu stress oxy hóa ở võng mạc (đường dẫn ASK1–p38 kinase) và giảm biểu hiện của các chất trung gian gây viêm như iNOS trong vi bào thần kinh đệm (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Chuột được điều trị bằng spermidine cũng cho thấy sự tích tụ vi bào thần kinh đệm ít hơn ở võng mạc và tăng cường tái tạo thần kinh thị giác (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nói cách khác, spermidine không chỉ ngăn chặn quá trình chết rụng của RGC mà còn cải thiện sự tái tạo thần kinh sau chấn thương. Những phát hiện này đã khiến các tác giả kết luận rằng "spermidine kích thích cả bảo vệ thần kinh và tái tạo thần kinh" (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), cho thấy lợi ích tiềm năng cho các bệnh như bệnh tăng nhãn áp.

Trong một mô hình chuột di truyền của bệnh tăng nhãn áp áp lực bình thường (thiếu hụt EAAC1), spermidine trong nước uống cũng bảo vệ thị lực mặc dù áp lực nội nhãn không thay đổi. Chuột nhận 30 mM spermidine cho thấy ít mỏng võng mạc và chức năng thị giác tốt hơn so với nhóm đối chứng không được điều trị (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sự bảo vệ này có liên quan đến các tác dụng chống oxy hóa: spermidine giảm mức độ peroxy hóa lipid (4-HNE) trong võng mạc, cho thấy nó chống lại stress oxy hóa (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Do đó, mặc dù spermidine không trực tiếp làm giảm IOP, nó dường như tăng cường khả năng phục hồi của thần kinh thị giác bằng cách loại bỏ các loại oxy phản ứng và giảm viêm. Tóm lại, trong nhiều mô hình võng mạc, spermidine đã hoạt động như một chất chống oxy hóa nội sinh/chất tăng cường tự thực để bảo tồn RGC và chức năng thị giác (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Spermidine, Tuổi thọ và Sức khỏe Tim mạch

Các nghiên cứu dân số ủng hộ vai trò của spermidine trong tuổi thọ và sức khỏe tim mạch. Trong nhóm thuần tập Bruneck của Áo, việc hấp thụ spermidine từ chế độ ăn cao hơn có liên quan đến tỷ lệ tử vong thấp hơn đáng kể: mỗi lần tăng một độ lệch chuẩn trong lượng hấp thụ tương ứng với việc giảm ~25% nguy cơ tử vong (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Tương tự, một phân tích dữ liệu NHANES của Hoa Kỳ (2003–2014) cho thấy những người tham gia trong nhóm hấp thụ spermidine cao nhất có tỷ lệ tử vong do mọi nguyên nhân và tim mạch thấp hơn khoảng 30% (HR≈0.70) so với nhóm thấp nhất (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Đáng chú ý, những mối liên hệ này vẫn tồn tại sau khi điều chỉnh chế độ ăn uống và lối sống. Trong một nghiên cứu lớn của UK Biobank trên ~180.000 người trưởng thành, việc hấp thụ polyamine vừa phải (chủ yếu là spermidine) có liên quan đến giảm 18% nguy cơ tử vong do mọi nguyên nhân và giảm 14% các sự kiện bệnh tim/đột quỵ trong khoảng ~11 năm theo dõi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Những phát hiện dịch tễ học này lặp lại tác dụng bảo vệ tim mạch của spermidine ở động vật: chuột được bổ sung cho thấy huyết áp thấp hơn, ít xơ cứng động mạch hơn và chức năng tim được cải thiện (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Các phân tích ngẫu nhiên Mendelian cũng cho thấy một mối liên hệ nhân quả: mức độ spermidine cao hơn về mặt di truyền có liên quan đến huyết áp thấp hơn và giảm nguy cơ đột quỵ (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Tổng hợp lại, dữ liệu ở người ngụ ý rằng chế độ ăn giàu spermidine – được tìm thấy trong các loại thực phẩm như ngũ cốc nguyên hạt, đậu và phô mai ủ – tương quan với tuổi thọ cao hơn và sức khỏe tim mạch tốt hơn (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Cơ chế tác động lên mắt: Áp lực nội nhãn (IOP) và Bảo vệ thần kinh

Trong mắt, chưa có bằng chứng trực tiếp nào cho thấy spermidine làm giảm áp lực nội nhãn (IOP). Thực tế, trong mô hình bệnh tăng nhãn áp áp lực bình thường nêu trên, lợi ích của spermidine xuất hiện mà không có bất kỳ thay đổi nào về IOP, cho thấy tác dụng của nó không phụ thuộc vào IOP. Thay vào đó, tất cả dữ liệu hiện có đều chỉ ra các cơ chế bảo vệ thần kinh và chống viêm. Các tác động đã biết của spermidine – tăng cường tự thực, loại bỏ ROS và tín hiệu chống viêm – tất cả đều có khả năng bảo vệ thần kinh thị giác. Ví dụ, bằng cách loại bỏ ty thể bị hư hỏng thông qua mitophagy, spermidine có thể ngăn chặn sự tích tụ căng thẳng gây độc thần kinh trong RGC. Đồng thời, các đặc tính chống oxy hóa của nó (loại bỏ các loại CR và điều hòa giảm NOS cảm ứng) bảo vệ chống lại tổn thương do nitrat hóa (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Spermidine cũng làm giảm các chemokine gây viêm và sự hoạt hóa vi bào thần kinh đệm (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), những yếu tố có liên quan đến việc mất RGC do tăng nhãn áp. Những tác động tổng hợp này – giảm stress oxy hóa, làm dịu viêm thần kinh và tăng cường quá trình dọn dẹp tế bào – có thể là nền tảng cho khả năng phục hồi của thần kinh thị giác được quan sát. Tóm lại, lợi ích của spermidine đối với mắt dường như đến từ việc hỗ trợ sức khỏe tế bào thần kinh chứ không phải từ việc thay đổi IOP hoặc dịch mắt.

Nguồn thực phẩm, Bổ sung và An toàn

Spermidine trong chế độ ăn uống đến từ nhiều loại thực phẩm thực vật và lên men. Nó đặc biệt phong phú trong mầm lúa mì, đậu nành lên men (natto) và một số loại phô mai ủ hoặc trái cây như sầu riêng (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Chế độ ăn uống phương Tây điển hình cung cấp vài miligram spermidine mỗi ngày. Để dễ hình dung, một thử nghiệm an toàn đã cho người cao tuổi uống 1,2 mg spermidine hàng ngày (thông qua 750 mg chiết xuất mầm lúa mì), làm tăng lượng hấp thụ của họ lên ~10–20% so với mức ban đầu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Việc bổ sung khiêm tốn này được dung nạp tốt (3 viên nang mỗi ngày) và không gây ra tác dụng phụ đáng kể hoặc thay đổi các dấu hiệu sinh học trong máu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Thực tế, ngay cả liều lượng ngoại suy cao hơn nhiều (lên đến 3,4 mg/ngày cho một người nặng 70 kg, tương đương với liều 41 mg/kg ở chuột) cũng được dự đoán là an toàn (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Hồ sơ an toàn của spermidine rất đáng khích lệ: dữ liệu tiền lâm sàng và dữ liệu ban đầu ở người báo cáo không có tác dụng phụ nghiêm trọng nào do việc bổ sung gây ra (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Tất nhiên, lượng hấp thụ thực tế đến từ thực phẩm, và việc ăn nhiều thực phẩm giàu spermidine (ngũ cốc nguyên hạt, đậu, nấm, các loại hạt và phô mai) là cách tiếp cận đơn giản nhất. Các chất bổ sung chứa chiết xuất giàu spermidine (ví dụ từ mầm lúa mì) cũng tồn tại, nhưng liều lượng nhỏ và tác dụng lâu dài đối với sức khỏe mắt vẫn chưa được chứng minh. Điều quan trọng là, các lợi ích tiềm năng của spermidine có thể yêu cầu liều lượng hấp thụ ổn định trong nhiều tháng hoặc nhiều năm, bắt chước các mô hình chế độ ăn uống được thấy ở các nhóm có tuổi thọ cao. Với sự xuất hiện tự nhiên và độc tính thấp, việc bổ sung spermidine vừa phải dường như an toàn cho hầu hết người trưởng thành, nhưng như với bất kỳ chất bổ sung nào, cần phải thận trọng và có hướng dẫn y tế.

Kết luận

Tổng thể, bằng chứng cho thấy spermidine – thông qua việc kích hoạt quá trình tự thực và kiểm soát chất lượng ty thể – tăng cường sự sống sót của các tế bào thần kinh võng mạc và hỗ trợ sức khỏe mạch máu. Bằng cách thúc đẩy "dọn dẹp" tế bào, spermidine có thể giúp chống lại căng thẳng liên quan đến tuổi tác trong các tế bào hạch võng mạc. Các nghiên cứu ở người liên kết việc hấp thụ spermidine cao hơn với tuổi thọ dài hơn và ít bệnh tim hơn, ngụ ý những lợi ích toàn thân rộng lớn (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Trong mắt lão hóa, các tác động chống oxy hóa và chống viêm của spermidine (thay vì tác động lên IOP) dường như có liên quan nhất đến việc bảo vệ thần kinh thị giác. Mặc dù cần nhiều nghiên cứu lâm sàng hơn, việc kết hợp các thực phẩm giàu spermidine (hoặc các chất bổ sung an toàn liều thấp) có thể là một chiến lược đầy hứa hẹn để tăng cường khả năng phục hồi của mắt và lão hóa khỏe mạnh.