Продукты, богатые спермидином, и их омолаживающие свойства
Спермидин сохраняет целостность клеток, способствуя аутофагии, а также усиливая антиоксидантные, противовоспалительные и митохондриальные функции. Эти действия опосредуются главным образом активацией генов, связанных с аутофагией (Atg), модуляцией ацетилирования гистонов и регуляцией сигнальных каскадов, таких как AMPK–FOXO3a и SIRT1/PGC-1α, которые в совокупности улучшают митохондриальный обмен и энергетический метаболизм. Уровень спермидина естественным образом снижается с возрастом, что подчеркивает важность увеличения его потребления с пищей для поддержания долголетия.
Что такое спермидин?
Спермидин — это встречающийся в природе полиамин, взаимодействующий с нуклеиновыми кислотами, белками и аденозинтрифосфатом (АТФ). В результате спермидин влияет на жизненно важные процессы, такие как рост клеток, дифференцировка, восстановление и экспрессия генов, а новые данные свидетельствуют о его роли в поддержании клеточной устойчивости и здорового старения. 1
Спермидин индуцирует аутофагию, ингибируя фермент E1A-ассоциированный белок p300 (EP300), а также активируя гены Atg и фактор инициации трансляции эукариотический фактор инициации трансляции 5A (eIF5A). Снижая доступность ацетил-КоА и EP300-зависимое ацетилирование, спермидин способствует деацетилированию важных белков аутофагии и стимулирует лизосомальный обмен. Спермидин также снижает секрецию воспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-1β (IL-1β) и IL-18, которые регулируют клеточный обмен, уменьшают воспаление и предотвращают возрастные изменения.
Спермидин, являясь положительно заряженной молекулой, связывается с отрицательно заряженными нуклеиновыми кислотами, такими как рибонуклеиновая кислота (РНК) и ДНК. Эта реакция защищает нуклеиновые кислоты от окислительного повреждения и сохраняет целостность генома, что впоследствии предотвращает генетические мутации и клеточную дисфункцию.
В клеточных моделях спермидин противодействует окислительному повреждению ДНК и способствует протеостазу за счет усиления синтеза транскрипционного фактора EB (TFEB) и ингибирования опосредованной АФК стрессовой сигнализации.
Спермидин усиливает митохондриальный биогенез и энергетический метаболизм через путь сиртуин 1/коактиватор 1-альфа рецептора, активируемого пероксисомными пролифераторами гамма (SIRT1/PGC-1α). Эти противовоспалительные и антиоксидантные свойства способствуют здоровью сердца и нервной системы, замедляя развитие хронических заболеваний, таких как атеросклероз и болезнь Паркинсона. Дополнительные механизмы включают модуляцию инсулиновой/IGF-сигнализации и подавление высвобождения цитокинов, зависящего от NF-κB, что дополнительно способствует долголетию клеток.
Пищевые источники
Растительные и грибные продукты являются наиболее богатыми источниками спермидина в рационе питания: зародыши пшеницы, соя и бобовые содержат концентрации до 35 мг/100 г, 18 мг/100 г и 10 мг/100 г соответственно. Некоторые грибы, включая шиитаке и королевскую трубку, содержат до 16 мг/100 г, тогда как орехи и семена — 5–6 мг/100 г. Овощи, такие как брокколи, цветная капуста и зеленый перец, а также злаки, например, амарант, являются другими важными источниками спермидина .
Среди фруктов цитрусовые и груши содержат умеренное количество питательных веществ (2–3 мг/100 г), тогда как ферментированные соевые продукты, такие как натто, могут достигать 20 мг/100 г благодаря микробному биосинтезу.
Уровень спермидина обычно ниже в продуктах животного происхождения. Однако в субпродуктах, таких как говяжья печень, он может достигать 16 мг/100 г, тогда как в выдержанных сырах — до 20 мг/100 г, особенно в таких сортах, как выдержанный чеддер. Вяленая ветчина и ферментированные колбасы также демонстрируют повышенный уровень полиаминов из-за активности микробных ферментов во время вяления.
Процесс ферментации в сыре и продуктах на основе сои повышает содержание полиаминов за счет активности полиаминпродуцирующих микроорганизмов. Таким образом, употребление в пищу таких продуктов, как зародыши пшеницы, соя, грибы и выдержанный сыр, может увеличить потребление полиаминов из натурального рациона.
Спермидин, поступающий с пищей, быстро всасывается в тонком кишечнике, особенно в двенадцатиперстной кишке и проксимальной части тощей кишки, без существенного распада. Исследования in vivo на мышах показывают, что 60–75% принятого спермидина может попасть в кровообращение в течение нескольких минут. Исследования на людях показывают, что системная биодоступность спермидина коррелирует с привычным потреблением и составом кишечной микробиоты, что указывает на вклад эндогенного кишечного синтеза.
Доказательства омолаживающего эффекта
У мышей пероральное введение спермидина увеличило продолжительность жизни примерно на 10% и смягчило возрастные изменения сердечно-сосудистой системы. У мышей, получавших лечение, также наблюдалось уменьшение гипертрофии сердца, сохранение диастолической функции, усиление аутофагии и митофагии, а также улучшение митохондриального дыхания.
После лечения спермидином у гипертензивных крыс, чувствительных к соли, наблюдалось снижение уровня артериального давления, замедление прогрессирования сердечной недостаточности и сохранение эластичности сердца, что связано с усилением фосфорилирования титина и уменьшением воспаления. Спермидин также поддерживает здоровье мозга, улучшая когнитивные функции, замедляя нейродегенерацию и смягчая нарушения памяти у стареющих мышей. Механистически эти нейропротекторные эффекты связаны с восстановлением аутофагического потока, уменьшением накопления неправильно свернутых белков и поддержанием синаптической целостности.
Аналогичные результаты наблюдались и у людей, в том числе в рандомизированном контролируемом исследовании с участием пожилых людей в возрасте от 60 до 80 лет, которые сообщили об улучшении памяти и мнемонической способности после трех месяцев приема спермидина. Последующие открытые исследования и последующие анализы подтвердили сохранение когнитивных функций без неблагоприятных гематологических или метаболических эффектов. Более высокие уровни спермидина также были связаны с более низким риском гипертонии и улучшением липидного профиля, со снижением уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и повышением уровня липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) .
Недавний анализ данных 23 894 участников Национального исследования здоровья и питания США (NHANES) показал, что более высокое потребление спермидина из овощей, злаков, бобовых, орехов и сыра значительно снижает риск сердечно-сосудистой и общей смертности, независимо от наличия гипертонии или гиперлипидемии. Эти результаты согласуются с более ранними данными европейских когорт, демонстрирующими обратную связь между потреблением спермидина с пищей и смертностью, независимо от социально-экономических и диетических факторов. В совокупности эти исследования показывают, что спермидин способствует долголетию сердечно-сосудистой, когнитивной и клеточной систем .
Терапевтический потенциал и добавки
Знаковое исследование в Брунеке, 15-летнее проспективное когортное исследование 829 взрослых в возрасте от 45 до 84 лет, показало снижение риска смертности от всех причин на 26%, что эквивалентно разнице в биологическом возрасте почти в шесть лет. Участники исследования с более высоким потреблением спермидина, в основном из цельнозерновых продуктов, фруктов, овощей и картофеля, имели значительно более низкую смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и рака, независимо от образа жизни или социально-экономических факторов. Зальцбургское исследование по профилактике атеросклероза у лиц с высоким индивидуальным риском (SAPHIR) подтвердило эти результаты, поскольку спермидин оказался питательным веществом, наиболее тесно связанным с увеличением выживаемости.
Добавки спермидина оказались безопасными и хорошо переносимыми как в доклинических, так и в клинических исследованиях. В 28-дневном исследовании переносимости повторных доз на мышах экстракт зародышей пшеницы, обогащенный спермидином, не влиял на поведение, заболеваемость или патологию органов, включая опухолевые или фиброзные события. В долгосрочных исследованиях на мышах добавление до 50 мкмоль/кг/день увеличивало среднюю продолжительность жизни, не влияя на фертильность, гемопоэз или неопластическую трансформацию.
В ходе рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого исследования II фазы с участием 30 пожилых людей с субъективным снижением когнитивных функций ежедневный прием 1,2 мг спермидина в течение трех месяцев не повлиял на показатели жизненно важных функций, вес, гематологические и биохимические параметры, а также на субъективную оценку состояния здоровья, при этом уровень соблюдения режима приема превысил 85%, что свидетельствует об отличной переносимости.
Хотя эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что спермидин может обладать противораковым действием, некоторые исследования связывают повышенный уровень полиаминов с развитием опухолей. Однако имеющиеся данные о пищевых добавках не указывают на повышенный риск развития рака, что подтверждает целесообразность проведения более длительных исследований на людях. Экспериментальные данные показывают, что онкогенный потенциал определяется эндогенным гомеостазом полиаминов, а не потреблением спермидина с пищей, посредством регуляции пролиферации и апоптоза клеток.
Выводы
Спермидин, природный полиамин, в большом количестве содержащийся в растительных и ферментированных продуктах, как показали исследования на животных и людях, продлевает продолжительность жизни, защищает сердечно-сосудистую функцию и поддерживает когнитивное здоровье. Благодаря механизмам, включающим индукцию аутофагии, подавление хронического воспаления, стабилизацию ДНК, модуляцию липидного обмена и улучшение митохондриального биогенеза, спермидин представляет собой перспективный диетический фактор для продления продолжительности здоровой жизни.