Manfaat Antipenuaan Spermidine yang Unik

Salah satu faktor nutrisi paling menarik untuk melawan penuaan adalah asam amino unik yang dikenal sebagai spermidine. Seperti namanya, spermidine pertama kali ditemukan dalam air mani manusia pada tahun 1678 oleh ilmuwan terkenal Belanda, yakni Anton Van Leeuwenhoek, yang biasa dikenal sebagai "Bapak Mikrobiologi." Spermidine sangat penting untuk fungsi sperma, tetapi juga berperan penting bagi sel-sel di seluruh tubuh. 

Spermidine melawan proses penuaan melalui berbagai mekanisme biologis. Akan tetapi, peran spermidine sebagai peningkat proses yang disebut autofagi dan fungsi mitokondria, kompartemen sel penghasil energi, merupakan faktor utama yang menghasilkan efek antipenuaan yang signifikan yang akan dibahas dalam artikel ini.

Penerapan praktis dari efek ini adalah dengan menggunakan makanan yang kaya akan spermidine atau suplementasi spermidine sebagai strategi antipenuaan. 

Pemberian spermidine dapat memperpanjang umur pada model lanjut usia dan penelitian terhadap hewan, baik diberikan sepanjang hidup mereka atau di kemudian hari. Pada manusia, mempertahankan kadar spermidine seumur hidup dapat memperpanjang usia. Kadar spermidine dan metabolit spermine dalam darah pada orang berusia antara 60 dan 80 tahun lebih rendah dibandingkan dengan orang di bawah usia 50 tahun. Menariknya, orang yang berusia di atas 90 tahun memiliki tingkat yang sama dengan orang yang berusia di bawah 50 tahun. Temuan ini menyiratkan korelasi antara kadar spermidine yang lebih tinggi dan umur yang lebih panjang.

Apa Fungsi dari Spermidine?

Mendukung Fungsi Seluler

Spermidine berperan penting dalam fungsi seluler dan kelangsungan hidup. Senyawa ini diperlukan untuk mengaktifkan molekul utama yang terlibat dalam: 

  • Pertumbuhan sel
  • Stabilitas DNA
  • Transkripsi informasi genetik
  • Produksi protein tubuh

Memperkuat Kesehatan Imun

Spermidine juga berperan penting dalam respons imun dan sistem antioksidan, terutama dalam melindungi lipid membran dan DNA.

Mengaktifkan Metabolisme

Selain itu, spermidine mengaktifkan sakelar metabolisme utama, suatu enzim yang dikenal sebagai AMP-activated protein kinase (AMPk). Aktivitas AMPk berperan besar dalam metabolisme energi dan juga berkaitan dengan harapan hidup. Seiring bertambahnya usia, aktivasi AMPk seluler menurun, yang menyebabkan resistansi insulin, gangguan hati, penumpukan lemak perut (visceral), dan hilangnya massa otot (sarkopenia). Aktivasi AMPk mungkin merupakan efek antipenuaan yang krusial dari spermidine. 

Mempertahankan Antipenuaan

Kendati demikian, terkait efek antipenuaannya, sebagian besar penelitian berfokus pada spermidine sebagai peningkat fungsi autofagi dan mitokondria. 

Apa Itu Autofagi?

Autofagi memiliki arti "pembersihan diri." Ini merupakan proses pembersihan sel di mana akumulasi produk limbah dikirim ke kompartemen dalam sel yang dikenal sebagai lisosom sehingga dapat dihancurkan dan digunakan kembali. 

Autofagi merupakan proses pengendalian kualitas sel untuk membuang sampah seluler, sisa-sisa, mikroorganisme, dan senyawa yang tidak diinginkan, serta menggunakan kembali senyawa yang dapat diselamatkan. 

Ilmu pengetahuan dan pentingnya autofagi merupakan penemuan yang relatif baru. Pada tahun 2016, ahli biologi dari Jepang, Yoshinori Ohsumi, memenangkan Hadiah Nobel 2016 dalam Fisiologi atau Kedokteran atas penemuannya tentang mekanisme autofagi.

Manfaat Spermidine untuk Umur Panjang

Peningkatan autofagi telah ditemukan pada manusia berusia seratus tahun yang sangat sehat dan tampaknya menjadi target utama untuk menjalani hidup yang lebih sehat dan lebih lama. Genetika berperan dalam autofagi, akan tetapi hal ini dapat sangat dipengaruhi oleh ekspresi gen autofagi melalui pola makan, gaya hidup, dan suplemen makanan. Spermidine merupakan faktor makanan utama yang dapat meningkatkan fungsi autofagi.

Spermidine meningkatkan autofagi melalui tindakannya pada berbagai gen yang mendorong autofagi, termasuk gen autofagi (ATG5). Orang yang mengekspresikan gen ini secara berlebihan dapat hidup lebih lama. Ekspresi ATG5 berkurang sebagai respons terhadap kerusakan oksidatif dan radikal bebas, serta penurunan fungsi mitokondria. Oleh karena itu, spermidine tampaknya membalikkan dampak dari faktor-faktor ini dalam menekan autofagi.

Selain bukti dari penelitian eksperimental yang menunjukkan bahwa asupan spermidine dapat memperpanjang umur, ada juga penelitian pada manusia yang menunjukkan bahwa asupan spermidine yang lebih tinggi dikaitkan dengan tingkat kematian yang lebih rendah secara keseluruhan. 

Dengan kata lain, asupan spermidine yang lebih tinggi dapat memperpanjang umur, yang berarti hidup lebih lama dan lebih sehat. Spermidine juga memiliki kemampuan dalam melindungi otak, jantung, hati, persendian, dan otot dari penuaan. Jaringan-jaringan ini sangat rentan terhadap efek buruk penuaan. Dengan meningkatkan autofagi, spermidine memerangi penuaan pada jaringan ini dan jaringan lainnya.

Gangguan autofagi dapat mempercepat penuaan dengan meningkatkan kerusakan oksidatif. Hal ini juga menyebabkan hilangnya kendali dalam membentuk protein seluler, menurunkan produksi energi sel dengan menghambat fungsi mitokondria, serta menciptakan tantangan biokimia lain yang terkait dengan peningkatan laju penuaan sel. Efek ini menyerang setiap jaringan tubuh, terutama otak, karena merupakan jaringan yang paling aktif secara metabolis. Penurunan autofagi terkait usia juga dapat menjadi pemicu terjadinya sarkopenia, yakni hilangnya massa dan kekuatan otot secara progresif yang disebabkan oleh penuaan.

Salah satu faktor utama yang dapat membantu kemampuan tubuh dalam menangani sisa-sisa sel adalah dengan mencegah pembentukan dan penumpukannya. Kondisi inflamasi kronis tingkat rendah menjadi ciri percepatan penuaan pada manusia. Proses ini disebut penuaan inflamasi, dan inflamasi juga menyebabkan penurunan autofagi.

Ada beberapa pemicu inflamasi, seperti kontrol gula darah yang buruk dan kurangnya faktor makanan utama yang melawan inflamasi, seperti asam lemak omega-3, makanan kaya polifenol seperti buah beri, buah-buahan lainnya, sayuran berdaun hijau, sayuran kaya kandungan karotenoid, dll. 

Saat mengalami inflamasi, fungsi mitokondria berkurang terutama karena kerusakan dan stres yang disebabkan oleh radikal bebas dan pro-oksidan. Hal ini menyebabkan pembentukan sampah seluler yang lebih besar di dalam sel itu sendiri. Oleh karena itu, istilah "garb-aging" juga digunakan untuk menggambarkan efek dari akumulasi sampah seluler yang berlebihan, penurunan autofagi, atau kombinasi keduanya. Spermidine dapat membantu mencegah garb-aging dengan bertindak sebagai antioksidan dan meningkatkan autofagi. 

Sumber Makanan Spermidine

Spermidine terkandung dalam berbagai makanan tetapi dalam jumlah yang kecil. Bibit gandum, serealia utuh, legum, makanan dari kedelai, dan jamur memiliki kandungan tertinggi. Keju tua dan makanan fermentasi, serta hati ayam atau sapi juga merupakan sumber spermidine yang baik. 

Perkiraan asupan harian spermidine untuk orang dewasa di Amerika Serikat dan Eropa adalah sekitar 12,5 mg per hari. Tiga sendok makan bibit gandum menyediakan sekitar 5 mg spermidine atau sekitar 40% dari asupan harian pada umumnya. 

Selain asupan makanan, spermidine juga diproduksi di dalam tubuh. Salah satu rutenya adalah melewati asam amino ornitin melalui metabolit putrescine-nya. Rute ini melibatkan konversi putrescine menjadi spermidine melalui enzim spermidine sintase. Spermidine dapat diubah menjadi spermine dan diubah kembali menjadi spermidine. Walaupun spermidine, spermine, dan putrescine saling berkonversi, spermidine merupakan poliamina yang dominan dan paling penting bagi fisiologi seluler manusia. 

Bakteri usus juga dapat menghasilkan spermidine dan poliamina lainnya. Karena tidak semua bakteri usus menghasilkan poliamina, komposisi mikrobiom yang berbeda dapat menghasilkan produksi spermidine yang lebih baik. Pada lapisan usus, spermidine memiliki beberapa efek menguntungkan, termasuk memperpanjang umur sel, memulihkan epitel usus yang terluka, serta meningkatkan energi sel.

Manfaat Suplemen Spermidin

Suplementasi spermidine merupakan cara yang tepat untuk meningkatkan asupan spermidine. Menariknya, saat sukarelawan sehat mengonsumsi 15 mg spermidine per hari, hal ini secara signifikan meningkatkan kadar spermine dalam plasma darah, namun tidak memengaruhi kadar spermidine atau putrecine. Spermine diangkut dalam darah ke jaringan tubuh, di mana sebagian besar diubah kembali menjadi spermidine. Spermine juga memiliki beberapa manfaat.

Selain penelitian eksperimental dan penelitian pada manusia yang menunjukkan bahwa asupan spermidine yang lebih tinggi dapat mencegah penurunan kognitif terkait usia, terdapat juga beberapa uji klinis dengan ekstrak bibit gandum yang dikonsentrasikan untuk kandungan spermidine yang menunjukkan hasil positif pada pasien lanjut usia yang mengalami penurunan daya ingat dan fungsi kognitif. 

Studi buta ganda terbaru berfokus pada efek asupan spermidine pada 85 subjek berusia antara 60 hingga 96 tahun dari 6 panti jompo. Satu kelompok menerima roti gulung gandum (roti gulung A), dan masing-masing roti gulung A menyediakan 3,3 mg spermidine. Kelompok kedua menerima roti gulung yang dipanggang dengan dedak gandum sebagai pengganti bibit gandum (roti gulung B), yang menyediakan 1,9 mg spermidine per roti gulung. Selain pengujian daya ingat, sampel darah diambil untuk mengukur kadar spermidine. Hasilnya menunjukkan hubungan yang jelas antara asupan spermidine, kadar spermidine dalam darah, serta peningkatan kinerja kognitif dan daya ingat. Berdasarkan hasil dan pengukuran darah, dosis harian minimum spermidine yang diperlukan untuk menunjukkan perbaikan berkisar antara 3,3 mg (kira-kira dua sendok makan bibit gandum). Penentuan ini terbukti sangat penting.

Uji coba percontohan buta ganda, acak, terkontrol plasebo lainnya menunjukkan suplementasi spermidine selama tiga bulan terbukti mencegah hilangnya daya ingat pada subjek lanjut usia dengan dosis 1,2 mg spermidine per hari. Hasil yang menggembirakan ini mengarah pada uji coba terkontrol acak selama 12 bulan yang dikenal sebagai SmartAge Trial untuk menentukan dampak suplementasi spermidine terhadap fungsi otak dan biomarker terkait pada pasien yang mengalami penurunan kognitif dalam jangka waktu yang lebih lama. Namun, pada penelitian ini, dosis harian spermidine yang digunakan hanya sebesar 0,9 mg per hari, dan tidak ada perbaikan signifikan secara statistik yang tercatat dalam SmartAge Trial. Seperti yang disebutkan di atas, ambang batas efek positif dari suplementasi spermidine diperkirakan berkisar antara 3,3 mg per hari. Oleh karena itu, dosisnya tidak cukup untuk menghasilkan manfaat yang terlihat.

Terdapat penelitian lainnya seputar asupan spermidine yang penting untuk dibahas terkait kesehatan otak. Penelitian tersebut mengamati asupan spermidine dan kepatuhan terhadap Diet Mediterania pada subjek yang lebih tua yang mengalami penurunan kognitif. Penelitian tersebut mengamati pengukuran struktural otak dengan bantuan magnetic resonance imaging (MRI). Umumnya, seiring bertambahnya usia, hilangnya perubahan struktural penting di otak, seperti volume otak total, volume hipokampus, dan ketebalan kortikal dapat terjadi. 

Asupan spermidine yang lebih tinggi dikaitkan secara positif dengan peningkatan pengukuran struktural pada hal-hal tersebut. Hal ini dapat meningkatkan manfaat yang terlihat dari Diet Mediterania dalam menjaga kesehatan otak selama proses penuaan.  

Referensi:

  1. Ni YQ, Liu YS. New Insights into the Roles and Mechanisms of Spermidine in Aging and Age-Related Diseases. Aging Dis. 2021;12(8):1948-1963.
  2. Madeo F, Bauer MA, Carmona-Gutierrez D, Kroemer G. Spermidine: a physiological autophagy inducer acting as an anti-aging vitamin in humans? Autophagy. 2019;15(1):165-168. 
  3. Pucciarelli S, Moreschini B, Micozzi D, et al. Spermidine and spermine are enriched in whole blood of nona/centenarians. Rejuvenation Res. 2012 Dec;15(6):590-5.
  4. Gao M, Zhao W, Li C, Xie X, Li M, Bi Y, Fang F, Du Y, Liu X. Spermidine ameliorates non-alcoholic fatty liver disease through regulating lipid metabolism via AMPK. Biochem Biophys Res Commun. 2018 Oct 20;505(1):93-98. 
  5. Kiechl S, Pechlaner R, Willeit P, et al. Higher spermidine intake is linked to lower mortality: a prospective population-based study. Am J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380.
  6. Eisenberg T, Abdellatif M, Schroeder S, et al. Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine. Nat Med. 2016;22(12):1428-1438.
  7. Schwarz C, Benson GS, Horn N, et al. Effects of Spermidine Supplementation on Cognition and Biomarkers in Older Adults With Subjective Cognitive Decline: A Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open. 2022 May 2;5(5):e2213875.
  8. Galasso L, Cappella A, Mulè A, et al. Polyamines and Physical Activity in Musculoskeletal Diseases: A Potential Therapeutic Challenge. Int J Mol Sci. 2023 Jun 6;24(12):9798.
  9. Franceschi C, Garagnani P, Vitale G, Capri M, Salvioli S. Inflammaging and 'Garb-aging'. Trends Endocrinol Metab. 2017;28(3):199-212.
  10. Di Giosia P, Stamerra CA, Giorgini P, et al. The role of nutrition in inflammaging. Ageing Res Rev. 2022;77:101596.
  11. Tofalo R, Cocchi S, Suzzi G. Polyamines and Gut Microbiota. Front Nutr. 2019;6:16.
  12. Kibe R, Kurihara S, Sakai Y, et al. Upregulation of Colonic Luminal Polyamines Produced by Intestinal Microbiota Delays Senescence in Mice. Sci Rep 2015;4:4548.
  13. Senekowitsch S, Wietkamp E, Grimm M, Schmelter F, Schick P, Kordowski A, Sina C, Otzen H, Weitschies W, Smollich M. High-Dose Spermidine Supplementation Does Not Increase Spermidine Levels in Blood Plasma and Saliva of Healthy Adults: A Randomized Placebo-Controlled Pharmacokinetic and Metabolomic Study. Nutrients. 2023 Apr 12;15(8):1852. 
  14. Hofer SJ, Liang Y, Zimmermann A, et al. Spermidine-induced hypusination preserves mitochondrial and cognitive function during aging. Autophagy. 2021 Aug;17(8):2037-2039. 
  15. Schroeder S, Hofer SJ, Zimmermann A, et al. Dietary spermidine improves cognitive function. Cell Rep. 2021;35(2):108985.
  16. Pekar T, Bruckner K, Pauschenwein-Frantsich S, et al. The positive effect of spermidine in older adults suffering from dementia: First results of a 3-month trial. Wien Klin Wochenschr. 2021;133(9-10):484-491. 
  17. Wirth M, Benson G, Schwarz C, et al. The effect of spermidine on memory performance in older adults at risk for dementia: A randomized controlled trial. Cortex. 2018;109:181-188.