Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: spermidyna, poliaminy, enzymy syntezy spermidyny, środki anaboliczne, beta-agoniści, androgeny, atrofia mięśni, hipertrofia mięśni.
W ostatnich latach spermidyna, dzięki badaniom naukowym, okazała się składnikiem pokarmowym o kluczowym znaczeniu dla zdrowej długowieczności. Wszystko jednak wskazuje na to, że ma ona również kluczowe znaczenie dla rozwoju umięśnienia sportowców oraz dla zachowania masy i siły mięśni osób w wieku senioralnym.
Związki z grupy poliamin, do których należy spermidyna, występują w komórkach zwierząt (w tym ludzi), roślin i bakterii, gdzie biorą udział w wielu biochemicznych procesach komórkowych, będąc centrami przemian azotowych. Pełnią też funkcje hormonów roślinnych i koenzymów. Wysokie stężenia poliamin stwierdzane są w tkankach charakteryzujących się wysoką intensywnością podziałów komórkowych, gdyż związki te są niezbędne w procesie replikacji DNA. Niezależnie od udziału w cyklu komórkowym, poliaminy biorą również udział odpowiedzi na stres, przeciwdziałaniu starzeniu się tkanek oraz regulacji tempa wzrostu i różnicowania się komórek.
Ponieważ poliaminy syntetyzowane są przez komórki organizmów wyższych, nie zalicza się ich formalnie do grupy witamin. Jednak na zasobność naszego organizmu w poliaminy, jak dowiodły badania, zasadniczy wpływ ma ich podaż z zewnątrz, z pożywieniem lub odpowiednim suplementem diety.
Najważniejszym dla naszego organizmu związkiem z grupy poliamin okazała się spermidyna. Austriaccy naukowcy z Uniwersytetu w Graz (Madeo, 2018) podkreślają, że – jak wynika z danych badawczych – wysoki udział spermidyny w diecie jest ściśle powiązany z wysoką zdrowotnością układu sercowo-naczyniowego człowieka. Uzyskane niedawno dowody badawcze wskazują jednocześnie, że zwiększona podaż spermidyny z pożywienia zmniejsza w populacji ludzkiej ogólną śmiertelność, a szczególnie powiązaną z chorobami nowotworowymi, oraz opóźnia związaną z wiekiem neurodegenerację układu nerwowego ssaków.
Jednocześnie jednak poliaminy, a w szczególności spermidyna, odgrywają niepoślednia rolę w procesie hipertrofii mięśni. Badaj po raz pierwszy naukowcy zwrócili na ten fakt uwagę już ponad dekadę temu (Lee, 2010). Jak informowali autorzy tej publikacji, udział poliamin w procesie hipertrofii mięśni sugerowany jest przez równoczesny wzrost masy mięśni szkieletowych i poziomu poliamin w odpowiedzi na środki anaboliczne, w tym tzw. beta-agonistów. Wykazano, że oprócz beta-agonistów, męskie hormony płciowe – androgeny, które zwiększają masę i siłę mięśni szkieletowych, prowadzą jednocześnie do akumulacji poliamin w wielu tkankach, głownie w tkance mięśniowej. W mięśniach androgeny działają poprzez receptor androgenowy, regulując ekspresję genów enzymów biosyntezy poliamin, co może być jednym z mechanizmów, poprzez który androgeny promują przyrost masy mięśniowej.
Z jednego z kolejnych, wykonanych w tym kierunku badań (Fan, 2017), dowiadujemy się, że spermidyna w połączeniu z ćwiczeniami fizycznymi może zapobiegać lub nawet leczyć atrofię mięśni szkieletowych związaną z przebiegiem procesu starzenia się organizmu.
W najnowszym doświadczeniu (Tabba, 2021) zbadano zmiany w białkach szlaku poliaminowego podczas przerostu mięśni wywołanego przeciążeniem mechanicznym, czyli takim jak trening siłowy. Przeciążenie mechaniczne, jak się okazało, indukowało wzrost sygnalizacji na szlaku enzymu znanego ze swej kluczowej roli w procesie hipertrofii mięśni – kinazy mTOR, syntezę białek i przyrost masy mięśniowej, co było związane ze wzrostem poziomów enzymów produkujących spermidynę – dekarboksylazy adenozylometionowej 1 (Amd1) oraz syntazy spermidyny (SpdSyn).
Natomiast nieco wcześniej problematyka udziału spermidyny w procesie przyrostu umięśnienia doczekała się szerokiej metaanalizy (Cervelli, 2018). Jak dowiadujemy się z tego opracowania, w macierzystych komórkach mięśni szkieletowych stwierdzana jest zwiększona ekspresja produkującego spermidynę enzymu – oksydazy sperminy (SMOX), podczas ich różnicowania się do dojrzałych włókien mięśniowych. Autorzy podkreślają, że nadekspresja SMOX zwiększa rozmiar włókien mięśniowych, podczas gdy już tylko redukcja poziomu tego enzymu wystarczała do wywołania atrofii mięśni w wielu modelach badawczych. Podkreślają również, że produkt reakcji SMOX, czyli właśnie spermidyna, jest ewidentnie dodatnio zaangażowana w proces przerostu mięśni szkieletowych.
