Spermidina

La spermidina, detta anche monoamminopropilputresceina, è una poliammina biogena, oltre che un prodotto intermedio ottenuto durante la formazione della spermina dalla putresceina e dalla S-adenosilmetionina decarbossilata.

Spermidina
modello molecolare
Nome IUPAC
N-(3-amminopropil)butan-1,4-diammina
Nomi alternativi
1,5,10-triazadecano
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C7H19N3
Massa molecolare (u)	145,246
Numero CAS	124-20-9
Numero EINECS	204-689-0
PubChem	1102
DrugBank	DBDB03566
SMILES	C(CCNCCCN)CN
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	0,925 g/mL a 25 °C
Temperatura di fusione	22-25,0 °C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	314
Consigli P	280 - 305+351+338 - 310

Il nome spermidina deriva dal liquido seminale umano (sperma), in quanto Philipp Schreiner la isolò dallo sperma nel 1870 pubblicando questa e altre scoperte nella rivista Annalen der Chemie (Annali di chimica) di Justus Liebigs con il titolo Ueber eine neue organische Basis in thierischen Organismen (Su una nuova base organica negli organismi animali) nel 1878.^[2]

Stando alle attuali conoscenze, la spermidina è presente in tutti gli organismi viventi e in tutte le cellule del corpo ed è strettamente legata alla crescita cellulare. Tuttavia, l’esatta funzione fisiologica della spermidina nelle cellule in fase di crescita, ad esempio nella sintesi degli acidi nucleici e delle proteine, o nella stabilizzazione della membrana cellulare, non è ancora del tutto chiara.^[3][4] La quantità di spermidina presente nell’organismo aumenta in caso di accelerazione del metabolismo, mentre a seguito di un rallentamento del metabolismo, la sua produzione diminuisce. Inoltre, la concentrazione di spermidina endogena diminuisce con l’invecchiamento.^[5]

Presenza negli alimenti

Gli alimenti con un alto contenuto di spermidina sono grano o germe di grano, formaggio stagionato, funghi, prodotti della soia e leguminose.^[6]

A titolo di confronto: il contenuto di spermidina del plasma seminale umano (eiaculato privo di cellule) ammonta a 15–50 mg/L (valore medio: 31 mg/L).^[7]

Alimento	Spermidina mg/kg	Note
Germe di grano	243	[8]
Soia, disidratata	207	Giappone[6]
Formaggio Cheddar, stagionato da 1 anno	199	[6]
Soia, disidratata	128	Germania[6]
Semi di zucca	104	Austria
Funghi shitake	89	Giappone[6]
Crusca di riso	50	[6]
Fegato di pollo	48	[6]
Piselli	46	[6]
Carne macinata, bovino	37	[9]
Mais	32	[9]
Mango	30	[6]
Ceci	29	[6]
Aneto	29	[9]
Sedano	27	[9]
Cavolfiore (cotto)	25	[6]
Broccolo (cotto)	25	[6]
Nocciole	21	[9]
Lattuga cappuccia	19	[9]
Gombo	19	[9]
Pane integrale	18	[9]
Spinaci	16	[9]
Melone	12	[9]

Ricerca

La spermidina esercita un’azione rafforzativa sull’autofagia, un processo cellulare fondamentale per l’attività generale delle proteine e per la funzione dei mitocondri e dei cardiomiociti (cellule del muscolo cardiaco). In esperimenti animali condotti sulla Drosophila è stato dimostrato che un apporto di spermidina con la dieta ostacola la demenza dovuta all’età. Uno studio del 2024 l'ha messa in relazione ai benefici del digiuno e della restrizione calorica.

Un gruppo di ricerca del biologo molecolare Frank Madeo, di Graz, è riuscito a individuare nei topi di laboratorio la prova che la spermidina protegge dalle patologie cardiovascolari, contribuendo in questo modo al prolungamento della vita. Migliorando la funzione diastolica, la spermidina rallenta l’invecchiamento cardiaco. In esperimenti condotti sugli animali è stato dimostrato che l’ipertonia, uno dei principali fattori dello scompenso cardiaco, viene ridotta dalla spermidina. La spermidina riduce anche l’accumulo di liquidi a livello polmonare e sistemico, caratteristico dello scompenso cardiaco. Nell’ambito delle sperimentazioni è stato rilevato anche un effetto protettivo nei confronti della funzionalità renale. L’assunzione di spermidina con la dieta era inversamente correlata alla comparsa di scompenso cardiaco. Nei gruppi in studio (assunzione elevata o bassa), il rischio di malattia del gruppo con assunzione elevata risultava ridotto del 40%.

Nell’agosto del 2018, medici e ricercatori di origine austriaca, francese e inglese hanno pubblicato i risultati di uno studio clinico prospettico durato vent’anni (1995-2015), nel corso del quale è stata regolarmente valutata l’assunzione di spermidina in un gruppo di persone attraverso la dieta. Allo studio hanno partecipato 829 persone di età compresa tra 45 e 84 anni (percentuale maschile: 49%). Durante questo periodo di tempo, sono deceduti 341 partecipanti, così distribuiti: 40,5% nel terzo inferiore di assunzione di spermidina, 24% nel terzo medio e 15% nel terzo superiore. La differenza, in termini di rischio di mortalità, tra il terzo superiore e il terzo inferiore delle assunzioni di spermidina era simile a quella associata con un’età di 5,7 anni più giovane.

In studi condotti su modelli cellulari, i virologi dell’ospedale universitario della Charité di Berlino, Christian Drosten e Marcel Müller, hanno dimostrato che le cellule polmonari umane infettate con il virus SARS-CoV-2 esibivano una ridotta autofagia. Inoltre, il livello di spermidina nelle cellule in questione risultava fortemente ridotto.

Gli autori dello studio sono giunti alla conclusione che siano possibili ulteriori sviluppi di ricerca, sia in ambito terapeutico che sul fronte della prevenzione. Mancano, tuttavia, ad oggi studi specifici sull’uomo e non è noto se sia effettivamente possibile ottenere concentrazioni tissutali efficaci di spermidina attraverso l’assunzione orale.

Nel 2018, nell’ambito di uno studio clinico controllato randomizzato, alcuni ricercatori hanno dimostrato che, rispetto al gruppo di controllo, che aveva assunto solo un placebo, nel gruppo di trattamento, l’assunzione di spermidina era associata a un positivo impatto sulla performance di memoria in soggetti anziani con un declino cognitivo soggettivo.

Tollerabilità ed effetti indesiderati

In uno studio di fase II della durata di tre mesi su un estratto vegetale ricco di spermidina, è stata riscontrata una buona tollerabilità negli anziani con un forte deficit cognitivo alla dose di 1,2 mg al giorno.^[18] Al confronto, nei modelli animali sui topi, le dosi alle quali era possibile misurare un effetto stimolante sull’autofagia erano pari a 50 mg/kg di peso corporeo e tramite somministrazione intraperitoneale. A un decimo della dose, tale effetto era nettamente più debole.^[19]

Attualmente non esistono farmaci autorizzati che abbiano come principio attivo la spermidina; solo integratori alimentari. Un determinato tipo di estratto di germe di grano con spermidina è autorizzato come nuovo alimento (Novel Food) e può essere commercializzato con la scritta “Estratto di germe di grano a elevato contenuto di spermidina” come integratore alimentare per adulti (fatta eccezione per le donne in gravidanza o allattamento). La quantità massima autorizzata di spermidina è di 6 mg al giorno.^[20]

Bibliografia

1. Datenblatt Spermidine bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. April 2011 (PDF).
2. ↑ Philipp Schreiner: Ueber eine neue organische Basis in thierischen Organismen. In: Justus Liebig's Annalen der Chemie. 194, 1878, S. 68–84, doi:10.1002/jlac.18781940107.
3. ↑ Kazuei Igarashi, Keiko Kashiwagi: Modulation of cellular function by polyamines. In: The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. Band 42, 2010, S. 39, doi:10.1016/j.biocel.2009.07.009.
4. ↑ S. Mandal, A. Mandal, H. E. Johansson, A. V. Orjalo, M. H. Park: Depletion of cellular polyamines, spermidine and spermine, causes a total arrest in translation and growth in mammalian cells. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 110, 2013, S. 2169, doi:10.1073/pnas.1219002110.
5. ↑ ^{Hochspringen nach:a b} Verabreichung der natürlichen Substanz Spermidin stoppt Demenz. Freie Universität Berlin, 1. September 2013, abgerufen am 4. September 2013.
6. ↑ ^{Hochspringen nach:a b c d e f g h i j k l} Mohamed Atiya Ali, Eric Poortvliet, Roger Strömberg, Agneta Yngve: Polyamines in foods: development of a food database. In: Food & Nutrition Research. Band 55, Nr. 1, 1. Januar 2011, S. 5572, doi:10.3402/fnr.v55i0.5572, PMID 21249159, PMC 3022763 (freier Volltext).
7. ↑ Sperma. In: Ciba-Geigy (Hrsg.): Wissenschaftliche Tabellen Geigy. 8. Auflage. Teilband Körperflüssigkeiten. CIBA-GEIGY Limited, Basel 1977, S. 181–189.
8. ↑ T. M. Klein, T. Gradziel, M. E. Fromm, J. C. Sanford: Factors Influencing Gene Delivery into Zea Mays Cells by High–Velocity Microprojectiles. In: Nature Biotechnology. Band 6, Nr. 5, S. 559–563, doi:10.1038/nbt0588-559.
9. ↑ ^{Hochspringen nach:a b c d e f g h i j} Spermidin Lebensmittel. Abgerufen am 15. April 2019.
10. ↑ Frank Madeo et al.: Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. In: US National Library of Medicine National Institutes of Health (Hrsg.): Nat Cell Biol. 11. November 2009, S. 1305–1314, doi:10.1038/ncb1975, PMID 19801973.
11. ↑ Sabrina Schroeder, Andreas Zimmermann, Didac Carmona-Gutierrez, Tobias Eisenberg, Christoph Ruckenstuhl, Aleksandra Andryushkova, Tobias Pendl, Alexandra Harger, Frank Madeo: Metabolites in aging and autophagy. In: Microbial Cell. Band 1, Nr. 4, April 2014, S. 110–114, doi:10.15698/mic2014.04.142 (PDF).
12. ↑ Varun K Gupta, Lisa Scheunemann, Tobias Eisenberg, Sara Mertel, Anuradha Bhukel, Tom S Koemans, Jamie M Kramer, Karen S Y Liu, Sabrina Schroeder, Hendrik G Stunnenberg, Frank Sinner, Christoph Magnes, Thomas R Pieber, Shubham Dipt, André Fiala, Annette Schenck, Martin Schwaerzel, Frank Madeo, Stephan J Sigrist: Restoring polyamines protects from age-induced memory impairment in an autophagy-dependent manner. In: Nature Neuroscience. 2013, doi:10.1038/nn.3512 (englisch).
13. ↑ Frank Madeo et al.: Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine. In: Nat Med. 22. Dezember 2016, S. 1428–1438, doi:10.1038/nm.4222, PMID 27841876.
14. ↑ S. Kiechl, R. Pechlaner, P. Willeit et al.: Higher spermidine intake is linked to lower mortality: a prospective population-based study. In: The American Journal of Clinical Nutrition. Band 108, Nr. 2, 1. August 2018, S. 371–380, doi:10.1093/ajcn/nqy102, PMID 29955838.
15. ↑ ^{Hochspringen nach:a b} Nils C. Gassen, Christian Drosten, Marcel A. Müller et al.: Analysis of SARS-CoV-2-controlled autophagy reveals spermidine, MK-2206, and niclosamide as putative antiviral therapeutics. In: BioRxiv. 15. April 2020, bioRxiv: 10.1101/2020.04.15.997254v1 (Preprint-Volltext).
16. ↑ Martin Smollich: Charité-Studie: Mit Spermidin gegen COVID-19. In: Ernährungsmedizin. 23. April 2020, abgerufen am 23. April 2020.
17. ↑ Miranka Wirth, Gloria Benson, Claudia Schwarz u. a.: The effect of spermidine on memory performance in older adults at risk for dementia: A randomized controlled trial. In: Cortex. Band 109, Dezember 2018, S. 181–188, doi:10.1016/j.cortex.2018.09.014 (Epub: 4. Oktober 2018).
18. ↑ C. Schwarz, S. Stekovic u. a.: Safety and tolerability of spermidine supplementation in mice and older adults with subjective cognitive decline. In: Aging. Band 10, Nr. 1, Januar 2018, S. 19–33, doi:10.18632/aging.101354, PMID 21339330 - PMID 29315079, PMC 5807086 (freier Volltext).
19. ↑ E. Morselli, G. Mariño u. a.: Spermidine and resveratrol induce autophagy by distinct pathways converging on the acetylproteome. In: Journal of Cell Biology. Band 192, Nr. 4, Februar 2011, S. 615–629, doi:10.1083/jcb.201008167, PMID 21339330, PMC 3044119 (freier Volltext).
20. ↑ Jungbleiben mit Spermidin? In: verbraucherzentrale.de. 21. April 2021, abgerufen am 17. Juni 2021.

Voci correlate

• Spermina
• Putresceina
• Cadaverina
• Glutationilspermidina sintasi
• Glutationilspermidina amidasi

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Collegamenti esterni

• spermidina, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.