Espermidina: A mysterious polyamine in life (en inglés)

En nuestros procesos de la vida diaria, hay muchas sustancias químicas notables, y la Espermidina es una de ellas. Es un compuesto natural de poliamina, ampliamente distribuido en plantas y animales. La Espermidina juega un papel importante en la salud humana, el crecimiento de las plantas y la lucha contra el envejecimiento. Este artículo explorará las fuentes, distribución, funciones y aplicaciones clínicas potenciales de la Espermidina. Descubriremos los misterios detrás de esta molécula.

¿Qué es la Espermidina?

La Espermidina es un compuesto natural de poliamina, derivado de la putrescina y es un precursor de la espermina. Es un líquido incoloro a temperatura ambiente, con la fórmula química C7H19N3 y un peso molecular de 145,25. La Espermidina es altamente soluble en agua, así como en éter y etanol.

La Espermidina está ampliamente presente en plantas y animales, ya sea en su forma libre o unida a ácidos grasos y ácido cinámico. Las plantas como la avena, el tabaco, los tomates y la soja contienen altos niveles de Espermidina. En los animales, se encuentra principalmente en órganos como el corazón, los espermatozoides y los óvul. Además, la Espermidina es abundante en germen de trigo, maíz, setas (especialmente shiitake), queso azul, queso cheddar envej, leche, y algunos alimentos fermentcomo sauerkraut alemán y miso.

La Espermidina juega un papel amplio y profundo en los organismos vivos. Estudios en animales muestran que puede extender la vida útil de la levadura, gusanos y moscas de la fruta al mejorar la autofagia. En experimentos con ratones, la Espermidina se ha demostrado para prolongar la vida útil, mejorar la función mitocondrial en el corazón, e inhibir la fibrosis renal. Estudios en humanos indican que el consumo de alimentos ricos en Espermidina puede reducir la presión arterial y reducir el riesgo de enfermedades del corazón. La Espermidina promueve la proliferación celular y el crecimiento, al mismo tiempo que mejora la estabilidad del ADN, haciéndolo valioso en biología, medicina y agricultura.

Distribución de Espermidina

En las plantas

La Espermidina está ampliamente distribuida en las plantas, comúnmente se encuentra en especies como la avena, el tabaco, los tomates y la soja. La investigación muestra que las poliaminas, incluyendo Espermidina y putrescina, promueven significativamente el crecimiento y el desarrollo de las plantas mediante la estimulación de la división celular y el aumento del volumen celular. La Espermidina también retrasel el envejecimiento de las hojas al reducir la degradación dela clorofila e inhila la senescencia de los frutos durante la maduración post-cosecha. Como la Espermidina y el etileno comparten la misma molécula precur, la s-adenosilmetionina, exhiefectos inhibidores competitivos. Esta característica es uno de los mecanismos a través de los cuales la Espermidina retrasel envejecimiento dela planta. Además, la Espermidina puede unirse a la doble hédel ADN, mejorando la estabilidad del ADN y la resistencia de la planta a la desnaturalización por calor y los efectos de las nucleasas.

En animales

La Espermidina muestra una distribución específica del tejido en los animales, con concentraciones altas en el corazón, los espermatozoides y los huevos. Por ejemplo, el patrón fango, un tipo de animal acuático, tiene niveles particularmente altos de Espermidina. En los seres humanos, la investigación ha encontrado que los niveles de Espermidina están estrechamente vinculados a las condiciones de salud. Las dietas ricas en Espermidina pueden reducir la incidencia de enfermedades cardiovasculares, mientras que una ingesta baja puede aumentar el riesgo de accidente cerebrovascular. Los experimentos también han demostrado que la Espermidina mejora la función cardíaca en ratones que envejecen a través de la autofagia mitocondrial, reduciendo el número de mitocondrias dañadas. Por otra parte, la Espermidina ha demostrado potencial terapéutico en la investigación de la fibrosis renal. Puede ofrecer importantes conocimientos sobre nuevos tratamientos para las enfermedades glomerulares.

Funciones de la Espermidina

La Espermidina juega un papel vital en los campos biológicos, médicos y agrícolas. Sus principales funciones incluyen:

Regulación de las funciones del sistema uriny reproductivo

La Espermidina tiene un papel regulador esencial en el sistema reproductor. Promueve la maduración espermática, mejora la motilidad y la vitalidad espermática, y protege las membranas de las células espermáticas, aumentando su capacidad antioxidante. En las mujeres, la Espermidina ayuda con la maduración de ovocitos y mejora la receptividad del endometri, aumentando las tasas de implantación embrion. Además, la Espermidina se utiliza para ayudar en el diagnóstico de enfermedades de la próstata. Los niveles de Espermidina en el líquido prostático pueden servir como marcadores biológicos para tales condiciones.

Efectos antioxidantes y extensión de la vida útil

Como un antioxidante natural, la Espermidina retrasel envejecimiento celular y protege las células del daño causado por los radicales libres. La investigación ha demostrado que la Espermidina mejora la autofagia, la eliminación de las células senescentes y potencialmente extender la vida útil. En estudios, se ha encontrado que los centenarios tienen niveles significativamente más altos de Espermidina en comparación con los adultos mayores, lo que apoya aún más su potencial en la lucha contra el envejecimiento.

Prevención de la disminución de la memoria relacionada con la edad

Los efectos neuroprotectores de la Espermidina han sido confirmados en numerosos estudios. Mejora las capacidades de aprendizaje y memoria a través de mecanismos antioxidantes y antiinflamatorios. Algunos estudios prospectivos sugieren que la suplementación dietde Espermidina mejora la función cognitiva en moscas de la fruta y ratones, y puede tener efectos similares en seres humanos.

Detección de Espermidina

Los principales métodos para la detección de la Espermidina incluyen la detección de la Espermidina en la orina y la detección de la Espermidina en el líquido de la próstata. Estos métodos permiten la medición precisa de los niveles de Espermidina, proporcionando datos fiables para el diagnóstico y la investigación de enfermedades relacionadas. A continuación se presentan los detalles de estos dos métodos de detección y sus procesos técnicos.

1. Detección de Espermidina en la orina

La detección de Espermidina en la orina se lleva a cabo mediante la recolección de muestras de orina y su análisis utilizando técnicas como la cromatolíquida de alto rendimiento (HPLC). Los pasos específicos de detección son los siguientes:

Procesamiento de muestras:
La muestra de orina recogida se mezcla con una solución de extracción (acetonitrilo y agua mezclen en una proporción de volumen 1:1). La mezcla es entonces homogeneizada y sonicada a 20°C durante 15 minutos a 20 KHZ. Después de la centrifu, el sobrenadante se recoge como la muestra para la prueba.

Condiciones de detección de HPLC:
Instrumento: Agilent 1290 Infinity Series HPLC system and Triple Quadrupole 6420 mass spectrometer from Agilent Technologies.

Columna cromatográfica: columna de cromatode interacción hidrofílica (100mm × 2,1mm, 5 × m de tamaño de partícula, MS Technologies).

Fase móvil: acetonitrilo y agua de ácido fórmico 0,2% mezclado en una relación de volumen 1:1, con eluisocrática.

Parámetros de ejecución: flujo de 0,5 ml /min; Volumen de inyección de 3μL; Temperatura de la columna de 30°C; Modo de exploración de electropulveride iones positivos; Detección de MRM (Multiple Reaction Monitoring).

Parámetros de tensión: fragmentación o tensión de 65-75V; Tensión de energía de coli(CE) ajustada a 10-20eV.

Preparación de la curva estándar:
Prepare soluciones estándar de Espermidina con concentraciones de 50ng/mL, 200ng/mL, 400ng/mL y 800ng/mL usando acetonitrilo como disolvente. Filtra las soluciones con una membrana de nylon de 0,22 μm. Medirlos bajo las mismas condiciones de detección que las muestras de orina. Registre las áreas pico. Trazar la curva estándar con la concentración en el eje x y el área del pico en el eje y. Use la curva estándar para calcular el contenido de Espermidina en la muestra de orina.

2. Detección de espermatozoides en el líquido prostático

La detección de la Espermidina del líquido prostático involucra la recolección de muestras de líquido prostático. Estos se pueden obtener a través de masaje de próstata o tacto rectal. Los niveles de Espermidina se miden usando técnicas como el ensayo de inmunoabsorción de enlace enzim(ELISA) o cromatolíquida de alto rendimiento (HPLC). A continuación se presentan los métodos de detección factibles:

Ensayo de inmunoabsorción de enlace enzim(ELISA):
El ELISA es un método altamente sensible. Mide rápidamente la concentración de Espermidina en el líquido de la próstata. Se basa en reacciones antígeno-anticuerpo. Los cambios de color catpor enzimas se utilizan para cuantilos niveles de Espermidina.

Cromatolíquida de alto rendimiento (HPLC):
Este método utiliza clorde benzoilo como un reactivo de derivatización. Detecta Espermidina a través de HPLC. Analiza eficazmente el contenido de Espermidina en muestras de líquido prostático con alta sensibilidad y precisión.

Cromatografía líquida espectrometría de masas (HPLC-MS o LC-MS/MS):
HPLC combinado con espectrometría de masas es un método de detección moderno y preciso. Se puede detectar cambios minutos en los niveles de Espermidina en el líquido de la próstata. Utiliza alta resolución y múltiples modos de monitorización de reacción.

Métodos de detección de referencia:
Los métodos para la detección de espermina y Espermidina en las hojas de baya de Livia, o la medición libre de putrescina, Espermidina y espermina en agua de mar, puede proporcionar orientación técnica para la medición de Espermidina en el líquido de la próstata.

Aplicaciones clínicas de la Espermidina

En los últimos años, la Espermidina ha ganado una amplia atención en la investigación clínica y aplicaciones. Los estudios han confirmado que la Espermidina puede servir como un agente preventivo y terapéutico eficaz para las enfermedades de la próstata. También desempeña un papel importante en la mejora de la salud reproductiva masculina. Adicionalmente, ha mostrado un gran potencial de investigación en los campos de actividad antioxidante y regulación inmune.

Prevención y tratamiento de la enfermedad de próstata

La Espermidina regula el metabolismo celular y las respuestas inmunen el tejido prostático. Reduce eficazmente la producción de factores inflamatorios, aliviando así los síntomas de la hiperplasia prostática benigna y prostatitis. Esto ofrece nuevas direcciones para el tratamiento de las enfermedades relacionadas con la próstata. Para la salud reproductiva masculina, la Espermidina promueve la maduración y la motilidad del esperma. Mejora la supervivencia de los espermatozoides y la capacidad de fertiliz, abriendo nuevas vías para el tratamiento de la infertimasculina.

Actividad antioxidante

La Espermidina exhibe una fuerte actividad antioxidante. Reacciona con radicales libres para reducir el daño oxidativo y promueve la expresión de enzimas antioxidantes. Esto es valioso en la prevención y tratamiento de enfermedades cardiovasculares, enfermedades neurodegenerativas y otras condiciones causadas por el estrés oxidativo.

Regulación inmune

La Espermidina estimula la secreción de hormonas de crecimiento, aumentando la capacidad de reparación de los tejidos y órganos del cuerpo. Regula la producción de leucocitos y acelera la eliminación de especies reactivas de oxígeno, aumentando la resistencia del cuerpo a los virus y enfermedades. Por ejemplo, en el tratamiento de enfermedades inmuncomo la psoriasis, la Espermidina actúa como un regulador inmune. Puede suprimir eficazmente respuestas inmunhiperactivas, aliviar la inflamación, y mostrar un potencial terapéutico prometedor.

Infarto de miocardio y protección hepática

En el tratamiento del infarto de miocardio, la Espermidina regula el metabolismo energético de las células del miocardio. Reduce el estrés oxidativo y la inflamación, promoviendo la reparación y regeneración de las células del miocardio. Para la protección del hígado, inhila la inflamación y el daño oxidativo. Esto es útil para mantener la función hepática normal.

Precauciones para la Espermidina

La Espermidina puede tener efectos corrosivos en la piel y puede causar daño ocular grave. La necesidad de suplementos de Espermidina y sus beneficios potenciales para enfermedades no han sido confirmados por ensayos clínicos. En ausencia de investigación clínica relevante, se aconseja que los individuos tengan precaución con respecto a la suplementación de Espermidina.

El consumo excesivo de Espermidina puede dañar el cuerpo. Algunas personas pueden experimentar síntomas como mareos, dolor de cabeza, dolor de estómago, náuseas e indigestión. En los casos más graves, los efectos secundarios pueden incluir vómitos, mareos, visión borrosa y pérdida persistente del cabello. La Espermidina también puede afectar las funciones hepáticas y renales, aumentando el riesgo de enfermedad renal, enfermedad cardiovascular y trastornos neurológicos. Los niños, las mujeres embarazadas, los ancianos y las personas con sistemas inmunes debilitados son más susceptibles a los efectos de la Espermidina.

conclusión

La Espermidina es un notable compuesto poliamina que ha ganado atención significativa por sus amplias aplicaciones en la biología, la medicina y la agricultura. Desde extender la vida útil para mejorar la función cognitiva, y de la regulación del crecimiento de las plantas a la inhibide la fibrosis renal, la Espermidina demuestra un potencial increíble. A medida que la investigación continúa, la Espermidina puede proporcionar más soluciones para la salud humana y el desarrollo agrícola, convirtiéndose en un avance importante en el campo de las ciencias de la vida.