Սպերմիդին. Հզոր հակատարիքային միացություն՝ ժամանակին դիմակայելու համար

Սպերմիդինի եզակի հակատարիքային առավելությունները

Ծերացման դեմ պայքարի ամենահետաքրքիր սննդային գործոններից մեկը եզակի ամինաթթուն է, որը հայտնի է որպես սպերմիդին: Ինչպես անունն է հուշում, սպերմիդինը մարդու սերմնահեղուկում առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1678 թվականին հայտնի հոլանդացի գիտնական Անտոն Վան Լևենհուկի կողմից, ով հայտնի է որպես «մանրէաբանության հայր»։ Սպերմիդինը շատ կարևոր է սպերմայի ֆունկցիայի համար, բայց այն նաև կարևոր դեր է խաղում ամբողջ մարմնի բջիջներում։ 

Սպերմիդինը պայքարում է ծերացման գործընթացի դեմ՝ մի շարք կենսաբանական մեխանիզմների միջոցով։ Սակայն այս հոդվածում կքննարկվի սպերմիդինի՝ որպես աուտոֆագիա կոչվող գործընթացի ուժեղացուցիչի դերը և միտոքոնդրիաների՝ բջիջների էներգիա արտադրող բաժանմունքների գործառույթը, որոնք դրա նշանակալի հակատարիքային ազդեցությունն ապահովող հիմնական գործոններն են։

Այս ազդեցությունների գործնական կիրառումը սպերմիդինով հարուստ սննդակարգի կամ սպերմիդինի հավելումների օգտագործումն է որպես ծերացման դեմ պայքարի ռազմավարություն։ 

Սպերմիդինի ընդունումը երկարացնում է կյանքի տևողությունը ծերացող մոդելների և կենդանիների վրա կատարված ուսումնասիրությունների ժամանակ, անկախ նրանից՝ այն տրվում է ողջ կյանքի ընթացքում, թե կյանքի ուշ շրջանում։ Մարդկանց մոտ սպերմիդինի մակարդակի պահպանումը ողջ կյանքի ընթացքում նպաստում է ավելի երկար կյանքին։ Սպերմիդինի և դրա մետաբոլիտ սպերմինի արյան մեջ մակարդակը 60-ից 80 տարեկան մարդկանց մոտ ավելի ցածր էր, քան 50 տարեկանից փոքր մարդկանց մոտ։ Այնուամենայնիվ, հետաքրքիր է, որ 90 տարեկանից բարձր մարդկանց մոտ այս ցուցանիշը նման է 50 տարեկանից ցածր մարդկանց մակարդակին։ Այս հայտնագործությունը ենթադրում է սպերմիդինի բարձր մակարդակի և կյանքի տևողության միջև կապ։

Ի՞նչ է անում սպերմիդինը։

Աջակցում է բջջային ֆունկցիային

Սպերմիդինը կարևոր դեր է խաղում բջջային ֆունկցիայի և գոյատևման մեջ։ Այն անհրաժեշտ է հետևյալ գործընթացներում ներգրավված հիմնական մոլեկուլները ակտիվացնելու համար՝ 

• Բջջային աճ
• ԴՆԹ կայունություն
• Գենետիկական տեղեկատվության տրանսկրիպցիա
• Մարմնի սպիտակուցների արտադրություն

Ամրապնդում է իմունային առողջությունը

Սպերմիդինը նաև կարևոր դեր է խաղում իմունային պատասխանում և հակաօքսիդանտային համակարգում, մասնավորապես՝ թաղանթային լիպիդների և ԴՆԹ-ի պաշտպանության գործում։

Ակտիվացնում է նյութափոխանակությունը

Բացի այդ, սպերմիդինը ակտիվացնում է նյութափոխանակության գլխավոր անջատիչը՝ AMP-ակտիվացված սպիտակուցային կինազ (AMPk) անունով հայտնի ֆերմենտը։ AMPk-ի ակտիվությունը մեծ դեր է խաղում էներգիայի նյութափոխանակության մեջ և կապված է նաև կյանքի տևողության հետ։ Տարիքի հետ բջջային AMPk ակտիվացումը նվազում է, ինչը հանգեցնում է ինսուլինային դիմադրության, լյարդի անբավարարության, որովայնի (ընդհանուր) ճարպի կուտակման և մկանային զանգվածի կորստի (սարկոպենիա): AMPk-ի ակտիվացումը կարող է լինել սպերմիդինի կարևորագույն հակատարիքային ազդեցությունը։ 

Պահպանում է ծերացման դեմ պայքարը

Այնուամենայնիվ, ծերացման դեմ պայքարի ազդեցության վերաբերյալ հետազոտությունների մեծ մասը կենտրոնացած է սպերմիդինի վրա՝ որպես աուտոֆագիայի և միտոքոնդրիալ ֆունկցիայի ուժեղացուցիչի։ 

Ի՞նչ է աուտոֆագիան։

Աուտոֆագիա թարգմանվում է որպես «ինքնուրույն ուտել»։ Դա բջջային մաքրման գործընթաց է, որի ընթացքում կուտակված թափոնները տեղափոխվում են բջիջների լիզոսոմներ կոչվող բաժանմունքներ, որպեսզի դրանք կարողանան ոչնչացվել և հնարավոր է՝ վերօգտագործվել։ 

Աուտոֆագիան բջջի որակի վերահսկման գործընթաց է՝ բջջային աղբը, մնացորդները, միկրոօրգանիզմները և անցանկալի միացությունները հեռացնելու, ինչպես նաև վերականգնելի միացությունները վերօգտագործելու համար։ 

Աուտոֆագիայի գիտությունն ու կարևորությունը համեմատաբար նոր հայտնագործություն է։ 2016 թվականին ճապոնացի կենսաբան Յոշինորի Օսումին արժանացավ ֆիզիոլոգիայի կամ բժշկության Նոբելյան մրցանակի՝ աուտոֆագիայի մեխանիզմների հայտնագործությունների համար։

Սպերմիդինի երկարակեցության առավելությունները

Ուժեղացված աուտոֆագիա է հայտնաբերվել բացառիկ առողջ հարյուրամյա մարդկանց մոտ և, կարծես, այն առողջ և երկար կյանք վարելու հիմնական նպատակ է։ Գենետիկան դեր է խաղում աուտոֆագիայի մեջ, բայց դրա վրա կարող է զգալիորեն ազդել աուտոֆագիայի գեների արտահայտումը՝ սննդակարգի, կենսակերպի և սննդային հավելումների միջոցով։ Սպերմիդինը դառնում է աուտոֆագիայի գործառույթը բարելավելու հիմնական սննդային գործոն։

Սպերմիդինը ուժեղացնում է աուտոֆագիան՝ աուտոֆագիան խթանող տարբեր գեների վրա իր ազդեցության միջոցով, այդ թվում՝ աուտոֆագիայի գենի (ATG5): Այս գենի գերարտահայտմամբ մարդիկ կարող են ավելի երկար ապրել։ ATG5-ի էքսպրեսիան նվազում է օքսիդատիվ և ազատ ռադիկալային վնասման, ինչպես նաև միտոքոնդրիալ ֆունկցիայի նվազման հետևանքով։ Հետևաբար, սպերմիդինը, կարծես, հակադարձում է այս գործոնների ազդեցությունը աուտոֆագիայի ճնշման վրա։

Բացի փորձարարական ուսումնասիրություններից ստացված ապացույցներից, որոնք ցույց են տալիս, որ սպերմիդինի ընդունումը կարող է երկարացնել կյանքի տևողությունը, կան նաև մարդկանց վրա կատարված ուսումնասիրություններ, որոնք ցույց են տալիս, որ սպերմիդինի ավելի բարձր ընդունումը կապված է ընդհանուր մահացության ավելի ցածր մակարդակի հետ։ 

Այլ կերպ ասած, սպերմիդինի ավելի բարձր ընդունումը կարող է երկարացնել կյանքի տևողությունը, ինչը նշանակում է ավելի երկար և առողջ կյանքով ապրել։ Սպերմիդինը նաև խոստումնալից է ծերացման դեմ պաշտպանության գործում, հատկապես ուղեղի, սրտի, լյարդի, հոդերի և մկանների համար։ Այս հյուսվածքները հատկապես զգայուն են ծերացման վնասակար հետևանքների նկատմամբ։ Աուտոֆագիան ուժեղացնելով՝ սպերմիդինը պայքարում է այս և այլ հյուսվածքների ծերացման դեմ։

Աուտոֆագիայի խանգարումը արագացնում է ծերացումը՝ մեծացնելով օքսիդատիվ վնասը։ Այն նաև հանգեցնում է բջջային սպիտակուցների կառուցման վերահսկողության կորստի, նվազեցնում է բջջային էներգիայի արտադրությունը՝ արգելակելով միտոքոնդրիալ ֆունկցիան, և ստեղծում է այլ կենսաքիմիական խնդիրներ, որոնք կապված են բջջային ծերացման արագացման հետ։ Այս ազդեցությունները ազդում են մարմնի յուրաքանչյուր հյուսվածքի վրա, հատկապես ուղեղի, քանի որ այն նյութափոխանակության առումով ամենաակտիվ հյուսվածքն է։ Տարիքի հետ կապված աուտոֆագիայի անկումը նույնպես պատասխանատու է սարկոպենիայի՝ ծերացման հետ կապված մկանային զանգվածի և ուժի աստիճանական կորստի համար։

Ձեր մարմնի բջջային մնացորդների հետ գործ ունենալու կարողությունը բարելավելու բանալիներից մեկը դրանց առաջացման և կուտակման կանխարգելումն է։ Քրոնիկ, թույլ աստիճանի բորբոքման վիճակը բնութագրում է մարդու արագացված ծերացումը։ Այս գործընթացը կոչվում է բորբոքում, և բորբոքումը նաև հանգեցնում է աուտոֆագիայի նվազմանը։

Կան բորբոքման մի քանի խթանիչներ, ինչպիսիք են արյան մեջ շաքարի անբավարար վերահսկողությունը և բորբոքման դեմ պայքարող հիմնական սննդային գործոնների բացակայությունը, ինչպիսիք են՝ օմեգա-3 ճարպաթթուները, պոլիֆենոլներով հարուստ սննդամթերքները, ինչպիսիք են հատապտուղները, այլ մրգերը, կանաչ տերևավոր բանջարեղենը, կարոտինոիդներով հարուստ բանջարեղենը և այլն։ 

Բորբոքման դեպքում միտոքոնդրիալ ֆունկցիան նվազում է հիմնականում ազատ ռադիկալների և պրոօքսիդանտների պատճառած վնասի և սթրեսի պատճառով։ Սա հանգեցնում է բջջային աղբի ավելի մեծ ձևավորմանը բջջի ներսում։ Հետևաբար, «աղբի ծերացում» տերմինը օգտագործվում է նաև բջջային աղբի ավելցուկային կուտակման, աուտոֆագիայի նվազման կամ երկուսի համադրության հետևանքները նկարագրելու համար։ Սպերմիդինը կարող է օգնել կանխել «աղբի» ծերացումը՝ գործելով և՛ որպես հակաօքսիդանտ, և՛ ուժեղացնելով աուտոֆագիան։ 

Սպերմիդինի սննդային աղբյուրներ

Սպերմիդինը հանդիպում է շատ սննդամթերքներում, բայց փոքր քանակությամբ։ Ցորենի սաղմը, ամբողջական հացահատիկները, լոբազգիները, սոյայի սննդամթերքները և սնկերը ապահովում են ամենաբարձր պարունակությունը։ Հասունացած պանիրները և խմորված սննդամթերքները նույնպես լավ աղբյուրներ են, ինչպես նաև հավի կամ տավարի լյարդը։ 

Միացյալ Նահանգներում և Եվրոպայում մեծահասակների համար սպերմիդինի օրական ընդունման մոտավոր չափաբաժինը կազմում է մոտավորապես 12.5 մգ: Երեք ճաշի գդալ ցորենի սաղմը պարունակում է մոտ 5 մգ սպերմիդին կամ օրական ընդունման մոտ 40%-ը։ 

Սննդային ընդունումից բացի, սպերմիդինը նույնպես առաջանում է օրգանիզմում։ Մեկ ուղին օրնիտին ամինաթթվի միջոցով է՝ դրա մետաբոլիտ պուտրեցինի միջոցով։ Այս ուղին ներառում է պուտրեցինի փոխակերպումը սպերմիդինի՝ սպերմիդին սինթազա ֆերմենտի միջոցով։ Սպերմիդինը կարող է վերափոխվել սպերմինի և կրկին վերափոխվել սպերմիդինի։ Մինչդեռ սպերմիդինը, սպերմինը և պուտրեցինը փոխադարձաբար փոխակերպվում են, սպերմիդինը մարդու բջջային ֆիզիոլոգիայի համար գերիշխող և ամենակարևոր պոլիամինն է։ 

Աղիքային մանրէները կարող են նաև արտադրել սպերմիդին և այլ պոլիամիններ։ Քանի որ ոչ բոլոր աղիքային մանրէներն են արտադրում պոլիամիններ, միկրոբիոմի տարբեր կազմը կարող է հանգեցնել սպերմիդինի ավելի բարենպաստ արտադրության։ Աղիքային լորձաթաղանթում սպերմիդինն ունի մի շարք օգտակար ազդեցություններ, այդ թվում՝ բջջային կյանքի երկարակեցության ավելացում, վնասված աղիքային էպիթելի վերականգնում և բջջային էներգիայի բարելավում։

Սպերմիդինի հավելանյութի օգուտները

Սպերմիդինի հավելումը սպերմիդինի ընդունումը մեծացնելու կենսունակ միջոց է։ Հետաքրքիր է, որ երբ առողջ կամավորները օրական 15 մգ սպերմիդին են ընդունել, դա զգալիորեն մեծացրել է սպերմինի մակարդակը արյան պլազմայում, բայց չի ազդել սպերմիդինի կամ պուտրեցինի մակարդակի վրա։ Սպերմինը արյան միջոցով տեղափոխվում է մարմնի հյուսվածքներ, որտեղ դրա մեծ մասը կրկին վերածվում է սպերմիդինի։ Սպերմինը նաև որոշ օգտակար հատկություններ ունի.

Բացի զգալի փորձարարական և մարդկային ուսումնասիրություններից, որոնք ցույց են տալիս, որ սպերմիդինի բարձր ընդունումը կանխում է տարիքային ճանաչողական անկումը, անցկացվել են նաև մի շարք կլինիկական փորձարկումներ ցորենի սաղմի քաղվածքների հետ, որոնք կենտրոնացված են սպերմիդինի պարունակությամբ, ցույց են տվել դրական արդյունքներ հիշողության և ճանաչողական գործառույթի անկում ունեցող տարեց հիվանդների մոտ։ 

Վերջին կրկնակի կույր ուսումնասիրությունը կենտրոնացել է սպերմիդինի ընդունման ազդեցության վրա 6 խնամքի տներից 60-ից 96 տարեկան 85 անձանց վրա։ Մեկ խումբ ստացավ հացահատիկի գլանափաթեթ (գլանափաթեթ A), որտեղ յուրաքանչյուր գլանափաթեթ A պարունակում էր 3.3 մգ սպերմիդին։ Երկրորդ խումբը ստացավ ցորենի թեփով թխված գլանափաթեթներ՝ ցորենի սաղմի փոխարեն (գլանակ B), որը յուրաքանչյուր գլանափաթեթում պարունակում էր 1.9 մգ սպերմիդին։ Հիշողության թեստերից բացի, արյան նմուշներ են վերցվել սպերմիդինի մակարդակը չափելու համար։ Արդյունքները ցույց տվեցին հստակ կապ սպերմիդինի ընդունման, արյան մեջ սպերմիդինի մակարդակի և ճանաչողական կարողությունների ու հիշողության բարելավման միջև։ Արդյունքների և արյան չափումների հիման վրա, բարելավում ցույց տալու համար անհրաժեշտ սպերմիդինի օրական նվազագույն դեղաչափը հաշվարկվել է 3.3 մգ (մոտավորապես երկու ճաշի գդալ ցորենի սաղմ): Այս որոշումը շատ կարևոր դարձավ։

Մեկ այլ կրկնակի կույր, պատահականացված, պլացեբո-վերահսկվող փորձնական փորձարկում ցույց տվեց, որ սպերմիդինի երեքամսյա հավելումը կանխեց հիշողության կորուստը տարեց անձանց մոտ՝ օրական 1.2 մգ սպերմիդինի դեղաչափով։ Այս խրախուսական արդյունքները հանգեցրին 12-ամսյա պատահականացված վերահսկվող փորձարկման, որը հայտնի է որպես SmartAge Trial,՝ ավելի երկար ժամանակահատվածում ճանաչողական անկում ունեցող հիվանդների ուղեղի ֆունկցիայի և դրանց հետ կապված բիոմարկերների վրա սպերմիդինի հավելումների ազդեցությունը որոշելու համար։ Սակայն, այս ուսումնասիրության մեջ սպերմիդինի օրական դեղաչափը կազմել է ընդամենը 0.9 մգ, և SmartAge փորձարկման ժամանակ վիճակագրորեն նշանակալի բարելավումներ չեն նկատվել։ Ինչպես նշվեց վերևում, սպերմիդինի հավելումների դրական ազդեցության շեմը գնահատվում է օրական 3.3 մգ: Հետևաբար, դեղաչափը բավարար չէր նկատելի օգուտ ստանալու համար։

Կա սպերմիդինի ընդունման վերաբերյալ մեկ այլ ուսումնասիրություն, որը կարևոր է քննարկել ուղեղի առողջության վերաբերյալ։ Ուսումնասիրությունը դիտարկել է սպերմիդինի ընդունումը և Միջերկրածովյան դիետայի պահպանումը ճանաչողական անկում ունեցող տարեց մասնակիցների մոտ։ Ուսումնասիրությունը դիտարկել է ուղեղի կառուցվածքային չափումները մագնիսական ռեզոնանսային պատկերման (ՄՌՏ) օգնությամբ։ Սովորաբար, տարիքի հետ մեկտեղ, ուղեղում կորչում են կարևոր կառուցվածքային փոփոխությունները, ինչպիսիք են ուղեղի ընդհանուր ծավալը, հիպոկամպի ծավալը և կեղևի հաստությունը։ 

Սպերմիդինի ավելի բարձր ընդունումը դրականորեն կապված էր այս բոլոր դեպքերում կառուցվածքային չափումների բարելավման հետ։ Այն ուժեղացրեց Միջերկրածովյան դիետայի օգուտները ծերացման գործընթացում ուղեղի առողջությունը պահպանելու համար։  

Հղումներ՝

1. Նի ՅՔ, Լյու ՅՍ։ Նոր պատկերացումներ սպերմիդինի դերի և մեխանիզմների վերաբերյալ ծերացման և տարիքային հիվանդությունների դեպքում։ Ծերացման դիսցիպլինար։ 2021;12(8):1948-1963։
2. Մադեո Ֆ, Բաուեր Մ.Ա., Կարմոնա-Գուտիերես Դ, Կրոեմեր Գ. Սպերմիդին. ֆիզիոլոգիական աուտոֆագիայի ինդուկտոր, որը գործում է որպես ծերացման դեմ վիտամին մարդկանց մոտ: Աուտոֆագիա։ 2019;15(1):165-168։ 
3. Pucciarelli S, Moreschini B, Micozzi D, et al. Սպերմիդինը և սպերմինը հարստացված են ոչ տարեկան/հարյուրամյա մարդկանց ամբողջական արյան մեջ։ Երիտասարդացման հետազոտություն։ 2012 դեկտեմբեր;15(6):590-5։
4. Գաո Մ, Չժաո Վ, Լի Ս, Շիե Շ, Լի Մ, Բի Յ, Ֆանգ Ֆ, Դու Յ, Լյու Շ։ Սպերմիդինը մեղմացնում է ոչ ալկոհոլային ճարպային լյարդի հիվանդությունը՝ կարգավորելով լիպիդային նյութափոխանակությունը AMPK-ի միջոցով։ Կենսաքիմիա, կենսաբանություն, հետազոտությունների համայնք։ 2018 հոկտեմբերի 20; 505 (1): 93-98։ 
5. Kiechl S, Pechlaner R, Willeit P, et al. Սպերմիդինի ավելի բարձր ընդունումը կապված է մահացության ցածր մակարդակի հետ. հեռանկարային բնակչության վրա հիմնված ուսումնասիրություն։ Am J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380։
6. Eisenberg T, Abdellatif M, Schroeder S, et al. Սրտի պաշտպանություն և կյանքի տևողության երկարացում բնական պոլիամին սպերմիդինի միջոցով։ Նատ Մեդ. 2016; 22 (12): 1428-1438:
7. Շվարց Ս., Բենսոն Գ.Ս., Հորն Ն. և այլք։ Սպերմիդինի հավելումների ազդեցությունը ճանաչողական կարողությունների և բիոմարկերների վրա սուբյեկտիվ ճանաչողական անկում ունեցող տարեց մեծահասակների մոտ. պատահականացված կլինիկական փորձարկում։ JAMA Netw Open։ 2022 մայիսի 2;5(5):e2213875։
8. Galasso L, Cappella A, Mulè A, et al. Պոլիամինները և ֆիզիկական ակտիվությունը մկանային-կմախքային համակարգի հիվանդությունների դեպքում. Հնարավոր թերապևտիկ մարտահրավեր։ Միջազգային գիտությունների ամսագիր։ 2023 հունիսի 6;24(12):9798։
9. Franceschi C, Garagnani P, Vitale G, Capri M, Salvioli S. Inflammaging and 'Garb-aging': Էնդոկրինոլ մետաբոլիզմի միտումներ։ 2017;28(3):199-212։
10. Di Giosia P, Stamerra CA, Giorgini P, et al. Սննդի դերը բորբոքման մեջ։ Ծերացման հետազոտությունների ամսագիր 2022;77:101596։
11. Տոֆալո Ռ., Կոկչի Ս., Սուզզի Գ. Պոլիամիններ և աղիքային միկրոբիոտա։ Front Nutr. 2019;6:16։
12. Kibe R, Kurihara S, Sakai Y, et al. Աղիքային միկրոբիոտայի կողմից արտադրվող հաստ աղիքի լուսանցքային պոլիամինների ակտիվացումը հետաձգում է մկների ծերացումը։ Գիտական հանդես 2015; 4: 4548։
13. Սենեկովիչ Ս, Վիտկամպ Ե, Գրիմ Մ, Շմելցեր Ֆ, Շիկ Պ, Կորդովսկի Ա, Սինա Ս, Օտցեն Հ, Վեյչիս Վ, Սմոլիչ Մ. Բարձր դեղաչափով սպերմիդինի հավելումը չի բարձրացնում սպերմիդինի մակարդակը առողջ մեծահասակների արյան պլազմայում և թքում. պատահականացված պլացեբո-վերահսկվող ֆարմակոկինետիկ և մետաբոլոմիկ ուսումնասիրություն։ Սննդարար նյութեր։ 2023 ապրիլի 12;15(8):1852։ 
14. Հոֆեր ՍՋ, Լիանգ Յ, Զիմերման Ա և այլք։ Սպերմիդինի առաջացրած հիպուսինացումը պահպանում է միտոքոնդրիալ և ճանաչողական գործառույթները ծերացման ընթացքում։ Աուտոֆագիա։ 2021 օգոստոս;17(8):2037-2039։ 
15. Շրյոդեր Ս., Հոֆեր Ս.Ջ., Զիմերման Ա. և այլք։ Սննդային սպերմիդինը բարելավում է ճանաչողական գործառույթը։ Բջջային ռեպորտաժ 2021;35(2):108985։
16. Pekar T, Bruckner K, Pauschenwein-Frantsich S, et al. Սպերմիդինի դրական ազդեցությունը դեմենցիայով տառապող տարեց մեծահասակների մոտ. 3 ամսվա փորձարկման առաջին արդյունքները։ Wien Klin Wochenschr. 2021; 133 (9-10): 484-491: 
17. Վիրթ Մ., Բենսոն Գ., Շվարց Ս. և այլք։ Սպերմիդինի ազդեցությունը հիշողության վրա դեմենցիայի ռիսկի ենթարկված տարեց մեծահասակների մոտ. պատահականացված վերահսկվող փորձարկում։ Կորտեքս։ 2018;109։181-188։