Спермидин что это и его польза
Спермидин представляет собой соединение полиамина с химической формулой C7H19N3, содержится в рибосомах и живых тканях, и имеющих различные метаболические функции в организмах. Первоначально был выделен из спермы.
Физиологические функции спермидина
Полиамины, такие как спермидин, являются поликатионными алифатическими аминами и обладают многофункциональностью. Они играют жизненно важную роль в выживании клеток.
Спермидинсинтаза (SPDS) катализирует образование спермидина из путресцина. Спермидин является предшественником других полиаминов, таких как спермин и его структурный изомерн термоспермин.
Спермидин синхронизирует множество биологических процессов (таких как Ca2+, Na+, K+-АТФаза), поддерживая тем самым мембранный потенциал и контролируя внутриклеточный pH и объём. Спермидин регулирует биологические процессы, такие как приток Ca2+ глутаматергическим N-метил-d-аспартатным рецептором (NMDA-рецептором), который связан с активацией пути синтазы оксида азота (NOS) и cGMP / PKG и уменьшением Na+, активность K+-АТФазы в синаптосомах коры головного мозга.
Спермидин является агентом долголетия у млекопитающих из-за различных механизмов действия, исследования которых в настоящий момент ведутся. Аутофагия является основным механизмом на молекулярном уровне, но были найдены доказательства для других механизмов, включая уменьшение воспаления, липидный обмен и регуляцию роста клеток, пролиферации и гибели.
Спермидин участвует в регулировании роста растений, способствуя in vitro процессу транскрипции РНК и ингибированию NOS. Кроме того, спермидин является предшественником других полиаминов, таких как спермин и термоспермин, некоторые из которых способствуют устойчивости растений к засухе и засолению.
Спермидин был протестирован и исследован на предмет влияния на рост волос. Было также обнаружено, что спермидин усиливает экспрессию кератинов, связанных с эпителиальными стволовыми клетками K15 и K19, и дозозависимо модулированной активности промотора K15 in situ, а также эффективности формирования колоний, пролиферации и экспрессии K15 изолированных человеческих клеток K15-GFP + in vitro.
Биохимия спермидина
Биохимические свойства спермидина:
- Ингибирует нейрональную синтазу оксида азота (nNOS);
- Связывает и осаждает ДНК;
- Полиаминный регулятор роста растений.
Источники спермидина
Источниками спермидина являются выдержанный сыр, грибы, соевые продукты, бобовые, кукуруза и цельные зёрна.
Количество спермидина, присутствующего в организме, увеличивается с ускорением обмена веществ и снижается при его замедлении.
Уровни полиаминов также варьируются в зависимости от возраста (дифференцировано в зависимости от органов). В исследовании1, опубликованном в 2006 году, в котором рассматривались мыши-самки в возрасте 3, 10 и 26 недель, уровни полиамина не изменялись в поджелудочной железе, мозге или матке, а были в спермидине. Уровень немного уменьшился в кишечнике и значительно уменьшился в тимусе, селезёнке, яичниках, печени, желудке, лёгких, почках, сердце и мышцах за тот же период. В коже, уровни спермидина были самыми высокими у мышей в возрасте 10 недель и значительно ниже в возрасте 26 недель. Это свидетельствует о важной роли этого полиамина в функции поджелудочной железы, мозга и матки у мышей в возрасте от 3 до 26 недель.
Исследование изучало пищевые источники полиаминов — показано, что многие продукты содержат значительные количества спермидина: зародыши пшеницы, чёрный рис, манго, зелёный перец , японская тыква, грецкие орехи, ферментированные маринады, икра лосося и трески, печень угря, говядины, свинины и курицы, соя, грибы, листья апельсина и зелёного чая.
Уровень спермидина естественным образом увеличивается во время роста, беременности, восстановления миоцитов после интенсивных физических нагрузок, регенерации эритроцитов во время анемии или после кровоизлияния, или во время пребывания на высоте.
Он также увеличивается при определённых состояниях, касающихся суставов (ревматизм , печени (гепатит), кишечника (колит или кожи (экзема , псориаз).
Концентрация эндогенного спермидина также зависит от старения.
1Kazuhiro Nishimura, Ritsuko Shiina, Keiko Kashiwagi & Kazuei Igarashi (2006) Decrease in Polyamines with Aging and Their Ingestion from Food and Drink ; J Biochem ; 139: 81-90 ; doi:10.1093/jb/mvj003 Подробнее
Совместимость и побочные эффекты
В исследовании фазы Ⅲ с растительным экстрактом, богатым спермидином, в дозе 1,2 мг в день хорошая переносимость наблюдалась у пожилых людей с когнитивными нарушениями.
До настоящего времени не существует утверждённого препарата на основе спермидина.
Указанные на страницах сайта ссылки на научные публикации предназначены исключительно для информирования специалистов, а не потребителей. Для решения вопроса врачом о целесообразности приема на фоне имеющихся у потребителя сопутствующих заболеваний и принимаемых им в связи с эти лекарственных препаратов и не служит прямым побуждением к приобретению данных средств.
Лауреат Нобелевской Премии Ёсинори Осуми открыл процесс аутофагии.
Спермидин — индуктор аутофагии. Экстракт белого грейпфрута – источник спермидина. Является признанным геропротектором, кардиопротектором, увеличивает среднюю продолжительность жизни, улучшает рост и состояние волос.
Увеличение потребления продуктов питания со спермидином снижает общую, сердечно-сосудистую смертность, а также от рака среди людей. www.aging-us.com/article/101517/text
20-ти ЛЕТНЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДОКАЗАЛО ГЕРОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА
Ученые 20 лет наблюдали за 829-ю участниками из Италии. Установили, что спермидин ассоциирован со снижением смертности и с более долгой жизнью: разница в 6 лет между 33% пациентов с наивысшим потреблением и 33% с наименьшими: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29955838 www.aging-us.com/article/101517/text
СПЕРМИДИН ПРОДЛЕВАЕТ ЖИЗНЬ В СОСТАВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Увеличение потребления продуктов питания со спермидином снижает общую, сердечно-сосудистую смертность, а также от рака среди людей. www.aging-us.com/article/101517/text
Подробнее: young-life.ru/science/spermidin/
Полиамины путресцин, спермидин и спермин являются широко распространенными поликатионными соединениями, необходимыми для клеточных функций. Внутриклеточные пулы полиаминов жестко регулируются сложным регуляторным механизмом, включающим биосинтез de novo, катаболизм и транспорт через плазматическую мембрану. У млекопитающих как выработка полиаминов, так и их поглощение из внеклеточного пространства контролируются набором белков, называемых антизимами и ингибиторами антизимов. Нарушение регуляции уровня полиаминов связано с различными патологиями человека, особенно с раком. Кроме того, сообщалось о снижении внутриклеточного и циркулирующего уровня полиаминов во время старения. Различия в содержании полиаминов в тканях обусловлены главным образом эндогенным метаболизмом полиаминов. Кроме того, часть тканевых полиаминов имеет свое происхождение в рационе или в их продукции кишечным микробиомом. Появляются новые данные, свидетельствующие о том, что экзогенные полиамины (перорально вводимые или синтезируемые микробиотой кишечника) способны индуцировать долголетие у мышей и что добавка спермидина оказывает кардиозащитное действие на животных моделях. Кроме того, было показано, что введение либо спермидина, либо спермина эффективно для улучшения гомеостаза глюкозы и чувствительности к инсулину и снижения ожирения и накопления жира в печени на моделях мышей с ожирением, вызванных диетой. Экзогенное добавление агматина, катионной молекулы, продуцируемой путем декарбоксилирования аргинина бактериями и растениями, также оказывает значительное влияние на метаболизм глюкозы в моделях с ожирением, а также оказывает кардиозащитное действие. В этом обзоре мы обсудим некоторые аспекты метаболизма и транспорта полиаминов, то, как диета может влиять на циркулирующий и локальный уровни полиаминов, и как модуляция потребления полиаминов или выработки полиаминов кишечной микробиотой может использоваться для потенциальных терапевтических целей. www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2019.00024/full?fbclid=IwAR3mChdtTiQyXWwMOM4xQTiIi9acZTcTHMndjDQclx9FhS1MU7ErRxr5FFU
Нарингин / нарингинин (экстрак белого грейпфрута – источник нарингина) проявляет выраженную антиканцерогенную активность, подавляет метастазы. Cпособен инициировать апоптоз клеток рака легких путем активации экспрессии рецептора цитокинов, а именно – фактора некроза опухолей (TNF). Препятствовует пролиферации клеток глиомы – одной из форм рака мозга, влияя на белки апоптоза Bcl/Bax. Подавляет канцерогенез прямой кишки и рака простаты.
Препятствует атеросклерозу снижая уровень холестерина (ЛПНП). Препятствует ожирению, метаболическому синдрому, инсулинрезистентности, предупреждает диабет.
Снижает выработку жировой тканью адипокинов – цитокинов воспалительных процессов (например фактора некроза опухолей TNF-α), которые способствуют высвобождению в кровь свободных жирных кислот и приводят к ожирению и диабету 2 типа.
Антивоспалительная активность нарингенина позволяет защищать почки больных животных от развития диабетической нефропатии.
Нарингенин подавляет воспалительные процессы в дыхательных путях у животных с экспериментально индуцированой астмой.
Нарингенин ингибирует возникновение и распространение сигналов воспаления в нейроглии, что позволяет защищать мозг от воспалительных повреждений, ведущих к дегенерации нервной ткани.
Нарингенин обладает антибактериальной и антивирусной активностью. Обнаружена способность нарингенина подавлять рост золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), устойчивого к антибиотику метициллину. Нарингенин, способен препятствовать развитию инфекции печени вирусом гепатита С – трудноизлечимой вирусной инфекции, поражающей 3% человеческой популяции в мире. Исследования на гепатоцитах показали, что эффективность нарингенина в борьбе с вирусной инфекцией сравнима с эффективностью интерферона, хотя механизм его действия принципиально иной. Нарингенин не влияет напродуцирование вирусных белков в клетке, но препятствует сборке вирусных частиц.
Подробнее: young-life.ru/science/naringin/
Спермидин, секретируемый стрептококками, способствовал восстановлению структуры кожи и барьерной функции за счет активации синтеза коллагена и липидов в старых клетках.
Несбалансированная микробная экосистема на коже человека тесно связана с кожными заболеваниями и связана с воспалением и иммунными реакциями. Однако мало что известно о роли микробиома кожи в старении кожи. Исследование показало, что виды Streptococcus улучшили структуру кожи и защитную функцию, тем самым способствуя борьбе со старением. Метагеномные анализы показали обилие Streptococcus у более молодых людей или лиц с более эластичной кожей.
Обработка секретами S. pneumoniae и S. infantis индуцировала экспрессию генов, связанных с формированием структуры кожи и защитной функцией кожи в клетках кожи человека. Нанесение культурального супернатанта, включающего секреции стрептококков, на кожу человека продемонстрировало заметное улучшение фенотипов кожи, таких как эластичность, гидратация и шелушение. Анализ генной онтологии выявил частичное совпадение процессов биосинтеза спермидина и биосинтеза гликогена.
www.nature.com/articles/s42003-020-01619-4?
АНТИВОЗРАСТНОЕ СРЕДСТВО ПРОТИВ ВОЗРАСТНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Старение вызывает множество молекулярных, клеточных и физиологических нарушений, включая сердечную недостаточность, нейродегенерацию, метаболическую дезадаптацию, истощение теломер и выпадение волос. На молекулярном уровне способность вызывать аутофагию, процесс рециклинга и очистки клеток, снижается с возрастом у большого спектра модельных организмов и считается ответственной за подмножество возрастных изменений. 6-месячного введения естественного индуктора аутофагии спермидина в питьевую воду пожилым мышам достаточно для значительного ослабления различных возрастных фенотипов. К ним относятся модуляция метаболизма глюкозы в головном мозге, подавление отдельных параметров сердечного воспаления, уменьшение количества патологических проявлений в почках и печени и уменьшение облысения, вызванного возрастом. Интересно, что опосредованная спермидином защита возраста была связана со снижением истощения теломер, что свидетельствует в пользу нового клеточного механизма, лежащего в основе антивозрастных эффектов введения спермидина.
link.springer.com/article/10.1007/s11357-020-00310-0
Действие отдельных компонентов БАДа при тех или иных заболеваниях не может быть полностью перенесено для комплексного препарата. Имеются противопоказания. БАД не является лекарством.
ВОЗМОЖНА ИНДИВИДУАЛЬНАЯ НЕПЕРЕНОСИМОСТЬ ИЛИ АЛЛЕРГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА ОТДЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПРЕПАРАТА. РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПЕРЕД УПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ С ВРАЧОМ НА ПРЕДМЕТ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИЕМА
- Главная
- Статьи
- Науки о жизни
- Геронтология
- Продление молодости
- Продление жизни: ресвератрол, спермидин и аутофагия (3)
30
Декабря
2011
Аутофагия опосредует увеличение продолжительности жизни, вызываемое спермидином
(окончание, начало статьи – здесь)
Тот факт, что для клеток практически здоровых стареющих людей характерно снижение содержания полиаминов [93], подтолкнул авторов к изучению потенциальной способности полиамина спермидина замедлять процесс старения. В начале исследования они выбрали в качестве объекта линию дрожжей, не имеющих фермента орнитиндекарбоксилазы SPE1, катализирующего первый этап биосинтеза полиамина. В экспериментах по изучению хронологического старения клетки дрожжей линии дельта-spe1 (Δspe1) продемонстрировали повышенную смертность (и, соответственно, более короткую продолжительность жизни), которая восстанавливалась до нормальных значений при добавлении в среду малых доз (0,1 мМ) спермидина или его предшественника путресцина [94]. Неожиданно для себя авторы обнаружили, что высокие концентрации спермидина увеличивали продолжительность жизни клеток дрожжей дикого типа с различающимися геномами. Таким образом, как хронологическое старение (являющееся моделью постмитотического старения), так и репликативное старение (являющееся моделью старения стволовых клеток) дрожжевых клеток значительно замедляется при добавлении спермидина в среду культивирования. Увеличение продолжительности жизни обработанных спермидином дрожжевых клеток может быть обусловлено снижением уровня ацетилирования ряда лизиновых остатков, располагающихся на N-терминальном конце молекулы гистона Н3 (а именно Lys9, Lys14 и Lys18) [94]. Нейтрализация sir2 (дрожжевой гомолог сиртуина 1) или любого другого белка семейства сиртуинов не оказывало влияния на способность спермидина увеличивать хронологическую продолжительность жизни дрожжей. Напротив, результаты эпистатических анализов показали, что замедляющий старение эффект спермидина воспроизводился при блокировании гистонацетилаз, что указывает на их участие в регуляции того же увеличивающего продолжительность жизни механизма, на который оказывает влияние спермидин [94]. Более того, в in vitro эксперименте спермидин эффективно подавлял общую гистонацетилазную активность в экстрактах очищенных ядер дрожжевых и человеческих клеток [94]. Эти данные указывают на тот факт, что механизм действия спермидина отличается от механизма действия ресвератрола. Таким образом, в то время как первый ингибирует гистонацетилазу(ы), последний стимулирует деацетилазную активность сиртуина 1. Однако формальные доказательства того, что (де)ацетилирование гистонов, а не других белков (как ядерных, так и цитоплазматических), лежит за способностью спермидина замедлять старение до сих пор отсутствуют.
Анализ состояния обработанных спермидином дрожжевых клеток с помощью микрочипов выявил транскрипционную активность нескольких ассоциированных с аутофагией генов, в том числе atg7, atg11 и atg15, при этом авторы также получили доказательство того, что спермидин действительно индуцирует аутофагию в клетках дрожжей. Аналогично, спермидин оказался высокоэффективным стимулятором аутофагических механизмов при его добавлении в среду культивирования или твердый корм C.elegans и D.melanogaster, соответственно. Концентрации спермидина, оказывающие про-аутофагическое влияние, также значительно увеличивали продолжительность жизни дрожжей, нематод и плодовых мух. Генетическое ингибирование важных генов ATG (то есть нокаутирование гена atg7 у дрожжей и мух-дрозофил или блокирование экспрессии bec-1 с помощью РНК-интерференции у нематод) отменяло увеличение продолжительности жизни, индуцируемое спермидином, что указывает на то, что данный полиамин может увеличивать продолжительность жизни посредством индукции аутофагии [94].
Открытые вопросы
Перечисленные выше результаты указывают на то, что ресвератрол и спермидин могут увеличивать продолжительность жизни модельных организмов посредством индукции аутофагии (рис. 2).
Рисунок 2. Гипотетический механизм действия ресвератрола и спермидина как индукторов аутофагии.
Ресвератрол функционирует как активатор деацетилазы сиртуина 1, а спермидин ингибирует одну или несколько гистонацетилаз. Таким образом, как ресвератрол, так и спермидин должны способствовать гипоацетилированию белков. Однако имеющие отношение к аутофагии субстраты, деацетилирование которых индуцируется ресвератролом и спермидином, не до конца охарактеризованы, при этом даже неизвестно, представлены ли они разными, частично совпадающими или одними и теми же белками. С более подробной информацией можно ознакомиться в тексте статьи.
Кроме того, результаты проведенной авторами работы поднимают, по крайней мере, три вопроса, поиску ответов на которые должны быть посвящены будущие исследования.
Вопрос первый:
увеличивают ли ресвератрол и спермидин продолжительность жизни посредством воздействия на один и тот же молекулярный механизм? Тогда как ресвератрол может увеличивать продолжительность жизни путем стимуляции деацетилазной активности сиртуина 1 (или его эквивалентов: SIR2 в клетках дрожжей и SIR-2.1 в клетках C.elegans), спермидин ингибирует общую гистонацетилазную активность дрожжевого экстракта и экстракта мышиной печени. Существуют однозначные доказательства того, что (де)ацетилирование гистонов является важным эпигенетическим регулятором продолжительности жизни [95, 96]. Однако фракция сиртуина 1 присутствует в цитоплазме, где она может непосредственно деацетилировать белки, выполняющие важные роли в процессе аутофагии (в том числе ATG5, ATG7 и ATG8/LC3) [90]. Этот факт указывает на то, что (по крайней мере, частично) про-аутофагические эффекты ресвератрола являются результатом событий, протекающих вне ядра и не имеющих отношения к транскрипции. Очень важно выяснить, могут ли полиамины (такие как спермидин) и активаторы сиртуина 1 (в том числе ресвератрол) оказывать кумулятивное или синергичное влияние на аутофагию и продолжительность жизни, либо эти агенты активируют один и тот же молекулярный механизм. Более того, точные механизмы, посредством которых спермидин и ресвератрол регулируют запускающий аутофагию механизм, нуждаются в дальнейшем изучении. Для прояснения этого вопроса необходимо проведение тщательных механистических и эпистатических анализов.
Вопрос второй:
все ли увеличивающие продолжительность жизни манипуляции индуцируют аутофагию? И является ли аутофагия необходимым условием для увеличения продолжительности жизни с помощью подобных вмешательств? Существующие на сегодняшний день данные четко указывают на то, что аутофагия необходимо для замедляющего старения действия рапамицина, ресвератрола и спермидина. Более того, было высказано предположение, что аутофагия является обязательным условием для увеличения продолжительности жизни C.elegans в условиях низкокалорийной диеты, однако оно еще не протестировано для всех протоколов ограничения поступления калорий в организм [73]. Пока еще неясно, необходима ли повышенная активность аутофагии для увеличения продолжительности жизни C.elegans, вызываемого отсутствием ГТФазы RHEB-1 [97], транскрипционной фракции гипоксия-индуцируемого фактора 1 (HIF-1) [98], и его отрицательного регулятора VHL-1 [99], убиквитин-лигазы WWP-1 [100], а также белков-шаперонов CCT4 и CCT6 [101]. Положительный ответ на этот вопрос мог бы лечь в основу новой системы понятий в области изучения механизмов долголетия.
Вопрос третий и наиболее важный:
можно ли экстраполировать обсуждаемые в данной статье данные, большая часть которых получена при работе с модельными организмами в лабораторных условиях (в которых, например, иммуносупрессивные побочные эффекты ресвератрола имеют гораздо меньшее значение), на человека в условиях реальной жизни? Несмотря на то, что рапамицин и полиамины могут увеличивать продолжительность жизни мышей [80, 102], ресвератрол оказывает аналогичное влияние только при условии содержания животных на высококалорийной диете [86]. Существуют неоспоримые доказательства того, что рапамицин и ресвератрол могут индуцировать аутофагию у мышей в условиях in vivo [23, 24, 103]. Однако на сегодняшний день неизвестно, действительно ли существует причинно-следственная связь между повышенной активностью аутофагии и здоровым старением млекопитающих, в особенности человека. Доказательство существования такой взаимосвязи произвело бы революцию во всей отрасли исследования механизмов старения.
Список использованной литературы приведен в отдельном файле.
Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru
30.12.2011
назад
Читать также:
06
Декабря
2011
Двойной удар по раку: 2-дезоксиглюкоза + Navitoclax
2-дезоксиглюкоза лишает раковые клетки белка, который отключает механизм клеточного самоубийства. Добить эти клетки можно с помощью препарата Navitoclax, подавляющего активность двух внутриклеточных ингибиторов апоптоза.
читать
07
Июля
2011
Ожирение – медленное самоубийство
В сердечной недостаточности, возникающей из-за ожирения, «виновны» особые регуляторные молекулы малых ядрышковых РНК, которые при повышении концентрации жирных кислот в клетке запускают процедуру клеточного самоубийства.
читать
25
Мая
2011
У нас инсульт, а мы крепчаем!
Серьезный, но не приводящий к гибели инсульт запускает в клетках мозга механизмы, обеспечивающие эффективную защиту нейронов, клеток глии и сосудов от последующих инсультов.
читать
11
Мая
2011
Профилактика рака: ждём результатов II фазы клинических исследований
«Можно просто время от времени убивать предраковые клетки. Например, раз в несколько лет делать превентивную, очистительную терапию», – говорит Андрей Гудков, научный директор Онкологического института имени Розвелла Парка в Буффало, США.
читать
18
Апреля
2011
Рак груди: еще одна линия защиты
Нормальные клетки эпителия молочной железы, вырабатывая интерлейкин-25, выполняют функцию дополнительного защитного механизма для активного и специфического уничтожения клеток рака груди.
читать