SPERMIDIN-MANGEL- Ursachen und klinische Folgen

SPERMIDIN-MANGEL

Ursachen und klinische Folgen

 

Der Polyamingehalt (Putrescin, Spermidin und Spermin) wird im Organismus sehr genau kontrolliert.

Eine starke Stimulierung der Ornithin Decarboxylase (ODC)-Synthese erfolgt durch niedrige Spermidinkonzentrationen und bei hohen Spermidinkonzentrationen kommt es zur Hemmung der Ornithin Decarboxylase (ODC)-Synthese.

Zur Regulation des zellulären Polyaminstoffwechsels braucht es zwei Decarboxylasen, die L-Ornithin-Decarboxylase und die S-Adenosyl-L-Methionin-Decarboxylase, die Spermidin/Spermin- N(1)- Acetyltransferase (SSAT), die den zellulären Polyamingehalt reguliert und ein Polyamintransportsystem.

 

Abb: Der Polyaminstoffwechsel

 

Die De-novo- Biosynthese von Spermidin und Spermin im Organismus braucht die Anwesenheit von S-Adenosylmethionin (Ademetionin).

Putrescin wird durch Spermidinsynthase durch Addition einer Propylamingruppe, die aus der Decarboxylierung von S-Adenosylmethionin stammt, in Spermidin umgewandelt. Anschließend wird Spermidin durch Sperminsynthase in Spermin umgewandelt, wobei eine zweite Propylamingruppe hinzugefügt wird (Amino-Propylation).

Die S-Adenosyl-L-Methionin (Ademetionin)-Biosynthese in den Leberzellen nimmt altersabhängig vor dem 40. Lebensjahr ab und Ademetionin wird substitutionspflichtig.

 

Der hohe Grad der Komplexität der Polyaminregulierung ist ein starker Beweis für die wichtige funktionelle Bedeutung der natürlichen Polyamine.

 

Spermidinmangel durch das Altern

Gewebespermidinkonzentrationen und  der Plasmaspermidin-Spiegel nehmen beim Altern ab

Während des Alterungsprozesses nehmen die intrazellulären Spiegel von Spermin und Spermidin sowie die enzymatische Aktivität von Ornithin Decarboxylase (ODC) tendenziell ab.

Auch die Plasmaspermidin-Spiegel im Blut sind spätesten ab dem 40. Lebensjahr bereits um ein Drittel gegenüber dem jugendlichen Wert abgesunken ist. Um das 80. Lebensjahr fehlen dem Körper Zweidrittel seines physiologischen Spermidingehaltes und Spermidin wird substitutionspflichtig.

 

Abb. Die bivariaten Korrelationsanalysen bei Männern und Frauen zeigten eine hoch signifikante negative Korrelation zwischen Serum-Spermidinpiegeln und Alter (p <0,001).

 

Referenz: Pekar T, Wendzel A, Flak W, Kremer A, Pauschenwein-Frantsich S, Gschaider A, Wantke F, Jarisch R. Spermidine in  dementia : Relation to age and memory performance. Wien Klin Wochenschr. 2020 Jan;132(1-2):42-46.

 

Pyrrolämie induziert Spermidinmangel durch nitrosativen Stress

 

Pyrrol ist eine organische Verbindung aus der Gruppe der Heteroaromaten und Stammsystem der Pyrrole. Aus Pyrrolringen sind beispielsweise die Porphyrine, darunter Porphin, Häm und Chlorophyll, das Vitamin B12 und die Gallenfarbstoffe aufgebaut.

 

Pyrrolämie (Kryptopyrrolurie) bindet aktives Vitamin B6 (Pyridoxal-5-Phosphat) und Zink und führt zu niedrigen Spermidin-Blutwerten.

Spermidin hemmt die Stickoxidsynthase (NOS).

Spermidinmangel fördert die Stickstoffmonoxid (NO)-Synthese und verursacht nitrosativen Stress.

Nitrosativer Stress ist ein Zustand, der dann entsteht, wenn Zellen zu viel Stickstoffmonoxid (NO)-Gas bilden (Stickstoffmonoxid-Gas ist ein Botenstoff der Zellen).

 

Klinische Folgen:

  • Der Mangel an Vitamin B6, Zink und Mangan schädigt die Schleimhäute des gesamten Verdauungssystems und kann diese durchlässig machen. Das Leaky-Gut-Syndrom (Barrierefunktion der Darmschleimhaut im Bereich des Dünndarms ist gestört) entsteht.

Zahlreichen Multiorganbeschwerden, die im Laufe des Lebens zunehmen, treten als Störungen auf folgenden Ebenen auf:

  • Störungen im Monoamine-Stoffwechsel: Hier werden Nervenbotenstoffe (Dopamin, Serotonin, Noradrenalin) beeinflusst, so dass Hirnfunktionsstörungen mit Einschränkung der Kognition und Gedächtnisleistungen, der Aktivität, des Antriebes bis hin zu psychiatrischen Symptomen (Angst und Zwangsstörung, toxischer Stress, Burnout und Depressionen) auftreten können.
  • Mit einem Spermidin-Mangel ist ein S-Adenosyl-L-Methionin- (Ademetionin-)-Mangel verbunden, denn die Spermidin Biosynthese braucht S-Adenosyl-L-Methionin (Ademetionin) als Co-Faktor. Bei einem S-Adenosyl-L-Methionin (Ademetionin) – Mangel wird die Erbsubstanz (DNA) nicht ausreichend mit Methylgruppen versorgt und eine vermehrte Monoaminoxidasen-Expression ist die Folge und es kommt damit zu einem gesteigerten Abbau von Dopamin, Serotonin und Noradrenalin mit den Symptomen eines Dopamin-, Serotonin- und Noradrenalin- Neurotransmittermangels.
  • Auch periphere Amine werden im Abbau gestört. Zum Beispiel kann Histamin durch DAO (Diaminooxidase) nicht zeitgerecht abgebaut werden. Es treten die Symptome einer Histamin-Intoleranz (Histaminose) auf, eine Unverträglichkeit von Histamin, wobei das mit der Nahrung (Salami, Prosciutto,  Avocado, Champignons, Steinpilze, Sauerkraut, Spinat, Tomaten, essigsaures Gemüse, Zitrusfrüchte, Kiwi, Erdbeeren, Ananas, Rotwein, Süßweine, Champagner) aufgenommene Histamin mit zahlreichen (pseudo)allergischen Reaktionen, Nahrungsmittelunverträglichkeiten, Intoleranzen, u.v.a.m. einhergeht.
  • Bei Kindern und Jugendlichen kann es zu einem ADHS /  Aufmerksamkeits -Defizit-Hyperaktivitäts-Syndrom kommen, begleitet mit einer Kryptopyrrolurie (KPU). Bei 30 bis 40 % aller ADHS-Kinder kann der Hämopyrrollactam-Komplex im Urin nachgewiesen werden, sodass Kryptopyrrolurie (KPU) häufig als ein möglicher Hintergrund dieses Syndroms gewertet wird.
  • Pyridoxal-5-Phosphat (aktiviertes Vitamin B6)-Defizit:
  • Pyridoxal-5-Phosphat (aktiviertes Vitamin B6) ist für die Eiweißbildung notwendig, damit auch für die Antikörperbildung. Chronische Defizite führen folglich häufig zu Immunschwäche, rezidivierenden Infekten und Infektionen.
  • Pyridoxal-5-Phosphat (aktiviertes Vitamin B6) ist notwendig zur Neubildung von Glutathion, der für den Menschen wichtigsten intrazellulären Entgiftungssubstanz. Die Neubildung von Glutathion erfolgt aus dem Kohlenstoff – 1 – Zyklus durch Transsulfurierung von Homocystein zu Cystein. Chronische B6-Defizite führen häufig zu Glutathionmangel-zuständen und damit zu einer geringeren Entgiftungskapazität des Organismus. Als Folge zeigt sich eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Reinigungs-, Lösungsmitteln, Schadstoffausgasungen in die Raumluft im häuslichen und beruflichen Umfeld und im Freizeitbereich.
  • Chronische Zinkdefizite begünstigen Hauterkrankungen, die sich in Ausschlägen (erosive pustulöse Dermatose der Kopfhaut), Ekzemneigung, Sonnenlichtunverträglichkeit (polymorphe Lichtdermatose), Entzündungsbereitschaft, Hautirritationen, Xerodermie usw. ausdrücken.

Aufgrund der beschriebenen Symptomvielfalt erhalten die Betroffenen die unterschiedlichsten Diagnosen. Besonders beliebt sind die folgenden:

  • Burnout-Syndrom
  • Reizdarmsyndrom
  • Chronisches-Erschöpfungssyndrom CFS
  • im Zweifel wird der Patient/Patientin an eine psychosomatische Klinik verwiesen.

Die therapeutische Lösung ist ein adäquater Spermidin-Ersatz.

 

Eflornithin (Difluoromethyl-ornithin (DFMO) – Therapien und Spermidinmangel

1)  Die einzigen zugelassenen Therapeutika zur Behandlung der Chagas-Krankheit sind Nitroheterocyclen. Das fluorierte Ornithinanalogon α-Difluormethylornithin (DFMO, Eflornithin, Ornidyl) ist ein irreversibler Hemmer der Ornithindecarboxylase (ODC), dem ersten und geschwindigkeitsbestimmenden Enzym der Polyaminbiosynthese.

Protozoeninfektionen, wie verschiedene Formen der afrikanischen Schlafkrankheit, die Chagaskrankheit oder Leishmaniosen stellen einen großen therapeutischen Anwendungsbereich für DFMO dar. Insbesondere die durch Trypanosoma brucei gambiense hervorgerufene westafrikanische Schlafkrankheit kann beim Menschen auch noch in späten Krankheitsstadien erfolgreich mit DFMO therapiert werden (Milord et al., 1992; Bacchi et al., 1993; Heby et al., 2007).

2)  Eflornithin (Difluoromethylornithin oder DFMO) ist ein äußerst effektives Enthaarungsmittel (Damenbart, Hirsutismus) und zugelassen als ein Wirkstoff in der Haarentfernungscreme Vaniqa®.

Eine Eflornithin-Therapie führt zu einem Spermidin-Mangel.

 

Ihr Eduard Rappold

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Eduard Rappold

Dr. Eduard Rappold, MSc ist ein erfahrener Forscher und Arzt, der sich seit Jahrzehnten für geriatrische PatientInnen einsetzt. In seinem Bemühen für Alzheimer-Erkrankte eine immer bessere Versorgung zu ermöglichen, wurde er 2003 mit dem Gesundheitspreis der Stadt Wien für das Ernährungszustandsmonitoring von Alzheimer-Kranken ausgezeichnet. Im Zuge seines Masterstudiums der Geriatrie hat er seine Entwicklung des Epigenetic Brain Protector wissenschaftlich fundiert und empirisch überprüft. Im September 2015 gründete er NUGENIS, ein Unternehmen, mit dem er Wissenschaft und Anwendung zusammenbringen möchte. Damit können Menschen unmittelbar von den Ergebnissen der Angewandten Epigenetik für ihre Gesundheit profitieren. Mit dem Epigenetic Brain Protector hat Dr. Eduard Rappold, MSc bereits für internationales Aufsehen gesorgt – auf der international wichtigsten Innovationsmesse, der iENA, wurde er 2015 mit einer Goldmedaille für hervorragende Leistungen zum Schutz vor Neurodegeneration ausgezeichnet. Auf den Webseiten epigenetik.at und facebook.com/nugenis können Themen zur Epigenetik und Aktuelles nachgelesen werden.