ΣΠΕΡΜΙΔΙΝΗ – το ελιξήριο της ζωής που αψηφά την ηλικία

Το προσδόκιμο ζωής αυξάνεται σταθερά τις τελευταίες δεκαετίες, ενώ η διάρκεια της υγείας υστερεί, οδηγώντας σε αυξημένο κίνδυνο ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία. Η νηστεία και η μείωση της πρόσληψης θερμίδων χωρίς υποσιτισμό (θερμιδικός περιορισμός (CR)) είναι οι καλύτερα μελετημένες μη γενετικές παρεμβάσεις για την προώθηση της διάρκειας υγείας και της διάρκειας ζωής των ειδών που διερευνώνται διεξοδικά σε κλινικά περιβάλλοντα.

Ωστόσο όπως κάθε σκληρή διατροφική παρέμβαση, πλήττονται από πολλά προβλήματα που αποκλείουν την ευρεία εφαρμογή τους και λίγα άτομα πετυχαίνουν να συμμορφωθούν με έναν μακροχρόνιο περιορισμό των θερμίδων ή τακτική νηστεία. Αυτό ώθησε την αναζήτηση για φαρμακολογικά μιμητικά του περιορισμού των θερμίδων, τα οποία πυροδοτούν (γερο)προστατευτικά μονοπάτια παρόμοια με τον θερμιδικό περιορισμό. Τα μιμητικά περιορισμού των θερμίδων, εξ ορισμού, δρουν ως αντιγηραντικοί παράγοντες, παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια της υγείας και τη διάρκεια ζωής.

Ένα από τα πιο καλά μελετημένα μιμητικά περιορισμού των θερμίδων και το πιο αποτελεσματικό, δεν θα μπορούσε να είναι άλλο από την σπερμιδίνη.

Σπερμιδίνη και Καρδιαγγειακά νοσήματα.

Η γήρανση είναι ένας σημαντικός παράγοντας κινδύνου για την ανάπτυξη καρδιαγγειακών νοσημάτων, η οποία αποτελεί κύρια αιτία αναπηρίας και θανάτου στον ηλικιωμένο πληθυσμό. Η αρτηριακή γήρανση, που χαρακτηρίζεται από τη σκλήρυνση των μεγάλων ελαστικών αρτηριών και την ανάπτυξη αρτηριακής ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας, αυξάνει τον κίνδυνο καρδιαγγειακής νόσου.

Η σπερμιδίνη προλαμβάνει την καρδιακή γήρανση βελτιώνοντας την ελαστικότητα της αριστερής κοιλίας, τη διαστολική λειτουργία και τη μιτοχονδριακή λειτουργία. Πρόσφατες  συναρπαστικές μελέτες in vivo δείχνουν ότι η συμπλήρωση με την πολυαμίνη σπερμιδίνη είναι καρδιοπροστατευτική και παρατείνει τη διάρκεια ζωής τόσο σε ποντίκια όσο και σε ανθρώπους. Οι μηχανισμοί πίσω από την επαγόμενη καρδιοπροστασία περιλαμβάνουν διέγερση αυτοφαγίας, μιτοφαγίας και μιτοχονδριακής αναπνοής και βελτίωση της μηχανοελαστικής λειτουργίας των καρδιομυοκυττάρων.  Επίσης η σπερμιδίνη ασκεί ισχυρή αντιγηραντική επίδραση στις αρτηρίες αυξάνοντας τη βιοδιαθεσιμότητα του ΝΟ, μειώνοντας το οξειδωτικό στρες και τροποποιώντας δομικούς παράγοντες.

Συνεπώς η σπερμιδίνη είναι μια εφικτή στρατηγική για την προστασία από τις καρδιαγγειακές παθήσεις και μια πολλά υποσχόμενη φυσική θεραπεία για την αρτηριακή γήρανση και την πρόληψη της καρδιαγγειακής νόσου που σχετίζεται με την ηλικία.

Σπερμιδίνη και Άνοια.

Οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες χαρακτηρίζονται από μια προοδευτική απώλεια εκλεκτικών πληθυσμών ευάλωτων νευρώνων και μπορούν να ταξινομηθούν ως νόσος Alzheimer (AD), νόσος Parkinson (PD) ή ασθένεια κινητικών νευρώνων.

Η εναπόθεση αμυλοειδούς βήτα (Αβ) και υπερφωσφορυλιωμένης ταυ μαζί με νευροφλεγμονή που προκαλείται από νευρογλοιακά κύτταρα είναι εξέχοντα παθογόνα χαρακτηριστικά της νόσου του Alzheimer (AD). Τα τελευταία χρόνια, η βλάβη της αυτοφαγίας έχει αναγνωριστεί ως ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό που συμβάλλει στην εξέλιξη της νόσου. Ως εκ τούτου, η δυνατότητα του ενεργοποιητή αυτοφαγίας από την σπερμιδίνη έχει τη δυνατότητα να ενισχύσει την αποικοδόμηση του Αβ και να εξουδετερώσει τη νευροφλεγμονή που προκαλείται από γλοία στην παθολογία του Alzheimer.

Προηγούμενες μελέτες έχουν υπογραμμίσει ότι η σπερμιδίνη έχει την ικανότητα να πυροδοτεί την διάλυση πλακών αμυλοειδούς-βήτα με αυτοφαγία και επιβεβαίωσαν ότι μπορεί να αποτρέψει την απώλεια μνήμης σε γηρασμένους οργανισμούς προστατεύοντας από τη βλάβη των νευρωνικών κυττάρων. Επομένως, η χορήγηση της αναστέλλει πολλαπλές νευρολογικές παθολογίες, συμπεριλαμβανομένου του νευροεκφυλισμού, της απώλειας μνήμης, της γνωστικής έκπτωσης και της κινητικής εξασθένησης.

Σπερμιδίνη και Παχυσαρκία.

Η παχυσαρκία συνδέεται με πολλαπλές μεταβολές σε ορμονικά, φλεγμονώδη και ενδοθηλιακά επίπεδα. Εκτός από το ρόλο της στον διαβήτη, η σπερμιδίνη βρέθηκε ότι μειώνει το λίπος και τη συσσώρευση ηπατικού λίπους σε παχύσαρκα ποντίκια. Επιπλέον, η διατροφική σπερμιδίνη μπορεί να προκαλέσει σημαντική απώλεια βάρους και έχει τη δυνατότητα για τη θεραπεία της παχυσαρκίας λόγω των ευεργετικών της επιδράσεων στη ρύθμιση του μεταβολισμού των λιπιδίων, των φλεγμονωδών αποκρίσεων και της θερμογένεσης.

Η πρόσληψη σπερμιδίνης συσχετίστηκε αρνητικά με την παχυσαρκία που προκαλείται από δίαιτες υψηλών θερμίδων και συνοδεύτηκε από την πρόκληση αυτοφαγίας στους λευκούς λιπώδεις ιστούς. Συγκεκριμένα, ο Ma et al. απέδειξε ότι η συμπλήρωση σπερμιδίνης ανακούφισε την παχυσαρκία τόσο σε ποντίκια όσο και σε ανθρώπους ενισχύοντας την λειτουργία του εντερικού φραγμού και την σύνθεση της μικροχλωρίδας. Επιπλέον, η σπερμιδίνη καταστέλλει την παχυσαρκία αναστέλλοντας την έκφραση λιπογονικών γονιδίων μέσω ενός μηχανισμού που διαμεσολαβείται από την πρωτεϊνική κινάση. Παρόμοια η χορήγηση σπερμιδίνης έχει ως αποτέλεσμα την αναγέννηση του NAD + που έχει αντιγηραντική δράση και αυξάνει την αντίσταση κατά της παχυσαρκίας

Σπερμιδίνη και Οστεοπόρωση. 

Η οστεοπόρωση, η πιο κοινή μεταβολική νόσος των οστών, χαρακτηρίζεται από μικροαρχιτεκτονική επιδείνωση και χαμηλή οστική μάζα. Η συγκέντρωση της σπερμιδίνης είναι αντιστρόφως ανάλογη με την οστεοπόρωση. Τα συμπληρώματα σπερμιδίνης ενισχύουν την αντοχή των οστών και η αυξημένη βιοσύνθεση σπερμιδίνης in vivo προώθησε την αναγέννηση της θερμότητας, η οποία απέτρεψε την απώλεια οστού μέσω της μικροχλωρίδας του εντέρου. Η σπερμιδίνη αποδείχθηκε ότι προλαμβάνει την απώλεια οστικής μάζας διαταράσσοντας κατά προτίμηση την οστεοκλαστική ενεργοποίηση. Ο Yeon και οι συνεργάτες τους τεκμηρίωσαν ότι η σπερμιδίνη ασκεί αντιοστεοκλαστογονικές και αντι-μεταναστευτικές επιδράσεις αναστέλλοντας το μονοπάτι σηματοδότησης που προκαλείται από το RANKLE και αποτρέποντας την έκφραση μεταγραφικών παραγόντων όπως ο NF-κB.

Παρόμοιες μελέτες έδειξαν ότι η σπερμιδίνη αποτρέπει την επαγόμενη απώλεια οστού μέσω της διακοπής της διαφοροποίησης και της ωρίμανσης των οστεοκλαστών, δείχνοντας ότι η συμπλήρωση με σπερμιδίνη θα μπορούσε να είναι ευεργετική για την προφύλαξη καθώς και τη θεραπεία μεταβολικών ασθενειών των οστών όπως η μετεμμηνοπαυσιακή οστεοπόρωση.

Δεδομένης της αποτελεσματικότητάς και της ασφάλειας της, η σπερμιδίνη είναι μια πολλά υποσχόμενη υποψήφια για την ανάπτυξη νέων αντιοστεοπορωτικών φαρμάκων και  παραγόντων ενίσχυσης των οστών.

Σπερμιδίνη και Σαρκοπενία.

Οι σκελετικοί μύες είναι απαραίτητοι για την αναστολή της ανάπτυξης πολλαπλών χρόνιων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των καρδιαγγειακών νοσημάτων, του διαβήτη 2 και του καρκίνου. Η σαρκοπενία αναφέρεται στην προοδευτική απώλεια της σκελετικής μυϊκής μάζας και λειτουργίας που σχετίζεται με την ηλικία.

Οι συγκεντρώσεις σπερμιδίνης σχετίζονται με σαρκοπενία. Οι μελέτες του Cervelli έδειξαν ότι η σπερμιδίνη προστατεύει από την ατροφία των σκελετικών μυών που σχετίζεται με τη γήρανση ρυθμίζοντας τη διαφοροποίηση των σκελετικών μυών και οι έρευνες του Chrisam αποκάλυψαν ότι η συστηματική χορήγηση σπερμιδίνης προκάλεσε αυτοφαγία σε ποντίκια, οδηγώντας σε ταυτόχρονη βελτίωση τόσο των υπερδομικών όσο και των ιστολογικών μυϊκών ελαττωμάτων.

Σπερμιδίνη και Οστεοαρθρίτιδα. 

Η οστεοαρθρίτιδα είναι μια από τις πιο διαδεδομένες και εξουθενωτικές χρόνιες παθήσεις των αρθρώσεων, η οποία έχει συσχετιστεί με πτώση και απώλεια της ποιότητας ζωής.

Η σπερμιδίνη έχει αποδείχθεί ότι επιδεικνύει αντιοξειδωτικούς, αντιφλεγμονώδεις και χονδροπροστατευτικούς ρόλους στα οστεοαρθριτικά χονδροκύτταρα, προωθώντας τον αναβολισμό και αναστέλλοντας τον καταβολισμό τους. In vivo μελέτες σε ζώα έδειξαν πως η σπερμιδίνη μπορεί να προστατεύσει τα ποντίκια από οστεοαρθρίτιδα αναστέλλοντας την πόλωση των μακροφάγων Μ1 στον αρθρικό ιστό, μειώνοντας τις προφλεγμονώδεις κυτοκίνες και προάγοντας την απελευθέρωση αντιφλεγμονώδους παράγοντα.

Παρόμοια ο Sacitharan et αϊ. υπέθεσε ότι η σπερμιδίνη είναι μια πιθανή θεραπεία για την οστεοαρθρίτιδα στον άνθρωπο, επειδή ενεργοποιεί την αυτοφαγία στον οστεοαρθριτικό χόνδρο και αναστρέφει τη μείωση της σύνθεσης πολυαμίνης . Επίσης ο Chen et al. έδειξε ότι η σπερμιδίνη ανακουφίζει την αρθρίτιδα, το σχηματισμό οστεοφύτων και τον εκφυλισμό του χόνδρου αναστέλλοντας την επαγόμενη από τον TNF-α οδό σηματοδότησης NF-κB/p65 στην οστεοαρθρίτιδα.

Η σπερμιδίνη δεν στοχεύει άμεσα τα χονδροκύτταρα, αλλά μπορεί να βελτιώσει την αποικοδόμηση του αρθρικού χόνδρου μέσω της ρύθμισης της πόλωσης Μ1/Μ2 των αρθρικών μακροφάγων και ως εκ τούτου, αναμένεται να είναι μια πιθανή θεραπεία για την οστεοαρθρίτιδα.

Σπερμιδίνη και Καρκίνος.

Το αντικαρκινικό δυναμικό της σπερμιδίνης είναι καλά τεκμηριωμένο μέσω διαφόρων in vivo και in vitro μελετών. Η σπερμιδίνη παρεμβαίνει ειδικά στον κυτταρικό κύκλο του όγκου, με αποτέλεσμα την αναστολή του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων και την καταστολή της ανάπτυξης του όγκου. Επιπλέον, πυροδοτεί  την αυτοφαγία ρυθμίζοντας βασικές ογκολογικές οδούς.

Επίσης τα ανάλογα σπερμιδίνης όταν χορηγούνται με καθιερωμένα αντικαρκινικά χημειοθεραπευτικά παρέχουν μια συνεργική αναστολή της ανάπτυξης του όγκου και των σχετικών κακοηθειών, όπως ο καρκίνος του παχέος εντέρου, το ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα, ο καρκίνος του μαστού και ο καρκίνος του προστάτη. Επιπλέον η σπερμιδίνη έχει δείξει πως μπορεί να μειώσει τη συνολική θνησιμότητα που σχετίζεται με καρκίνους.

Συνεπώς τα παράγωγα της σπερμιδίνης έχουν μεγάλες δυνατότητες για προγνωστικές, διαγνωστικές και θεραπευτικές εφαρμογές έναντι διαφόρων κακοηθειών.

Σπερμιδίνη και Γήρανση.

H σπερμιδίνη είναι ένας φυσιολογικός επαγωγέας αυτοφαγίας που δρα ως αντιγηραντική βιταμίνη στους ανθρώπους. Η ένωση αυτή έχει αποδειχθεί ότι είναι σημαντική για την παράταση των αποτελεσμάτων επιβίωσης και οι μη φυσιολογικές αλλαγές στα επίπεδα σπερμιδίνης σχετίζονται με τη γήρανση καθώς και με την ανάπτυξη ασθενειών.

Οι μοριακοί και κυτταρικοί μηχανισμοί μέσω των οποίων η σπερμιδίνη καθυστερεί τις ασθένειες και την θνησιμότητα έχουν αποσαφηνιστεί σε σημαντικό βαθμό.

Η αυτοφαγία είναι ο κύριος μηχανισμός της σπερμιδίνης στην καθυστέρηση της γήρανσης και στην παράταση της διάρκειας ζωής. Η αυτοφαγία, είναι ένα σύστημα ενδοκυτταρικής αποδόμησης, και μια πολύπλοκη διαδικασία που παρέχει κατεστραμμένα ή περιττά κυτταροπλασματικά συστατικά στα λυσοσώματα. Η γήρανση ενισχύει τον σχηματισμό κατεστραμμένων κυτταρικών συστατικών, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών και των οργανιδίων και καταστέλλει την κυτταρική ικανότητα να υποβαθμίζει αυτά τα συστατικά . Επομένως, η αυτοφαγία παίζει σημαντικό ρόλο στην αντιγήρανση και στη βελτίωση της μακροζωίας. Η αυτοφαγία είναι κατά κύριο λόγο ένας κυτταροπροστατευτικός μηχανισμός και η πρόκληση αυτοφαγίας παρατείνει τη διάρκεια ζωής, ενώ η έλλειψή της μειώνει τη διάρκεια ζωής.

Επιπλέον, η σπερμιδίνη ασκεί τα αποτελέσματά της μέσω άλλων μηχανισμών, όπως η αποτροπή της γήρανσης των κυττάρων, η προστασία του DNA από οξειδωτική επίθεση, η αντιφλεγμονή, η μείωση της ακετυλίωσης ιστόνης, ο μεταβολισμός των λιπιδίων και η ρύθμιση της κυτταρικής ανάπτυξης και των οδών σηματοδότησης.

Συνεπώς η σπερμιδίνη ενεργοποιεί ένα πολύπλοκο δίκτυο κυτταρικών αποκρίσεων και προσαρμοστικών στρατηγικών, που καθυστερούν την γήρανση και αυξάνουν την μέση και μέγιστη διάρκεια ζωής.