Wirkmechanismen von Spermidin Was Weizenkeime gegen Gedächtnisschwäche im Alter bieten

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In Sperma entdeckt, in Weizenkeimen und zahlreichen anderen Lebensmitteln gefunden – Spermidin wird bereits in Nahrungsergänzungsmitteln als „Anti-Aging“-Substanz verkauft. Wie aber wirkt es? Den Mechanismen sind nun Forscher aus Graz, Innsbruck und Berlin im Mausmodell auf die Spur gekommen. Sie zeigen zudem weitere Belege für eine Gedächtnis-bewahrende Funktion der Substanz beim Menschen.

Berlin, Graz/Österreich, Innsbruck/Österreich – Spermidin verlängert das Leben von Zellen und hat vermutlich positive Effekte auf den Alterungsprozess des Gehirns. Deshalb kommt die natürliche Substanz schon länger in Nahrungsergänzungsmitteln zum Einsatz, wo sie als Anti-Aging-Substanz wirken soll. Die tatsächlichen Effekte von Spermidin sind bisher aber kaum wissenschaftlich verstanden. Nun haben zwei neue Studien von Forschern der Universität Graz, der Freien Universität Berlin und der Medizinischen Universität Innsbruck neue Hinweise erbracht, wie Spermidin den altersbedingten Gedächtnisverlust bremsen kann.

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Extraportion Spermidin lässt alte Mäuse besser lernen

Die Wissenschaftler haben gezeigt, dass oral verabreichtes Spermidin in betagten Mäusen und Fliegen zu einer verbesserten Funktionsweise der Mitochondrien im Hirn führt. Durch den hohen Energieverbrauch der Nervenzellen sind die „Kraftwerke der Zellen“ im Hirn von besonderer Bedeutung: Funktionieren sie besser, kann das zu einer gesteigerten Gedächtnisleistung beitragen. Dies zeigten die Versuche mit den Mäusen. Tiere mit zugesetzten Spermidin im Futter schnitten in Gedächtnistests besser ab solche, die keine Extraportion Spermidin bekamen.

Die neuroprotektive Wirkung von Spermidin führten die Forscher auf die verbesserte Qualitätskontrolle der Mitochondrien im neuronalen Gewebe zurück. „Bereits in unseren vorangegangenen Arbeiten konnten wir darlegen, dass Spermidin-gefütterte Fliegen ein besseres Gedächtnis im Alter haben und dass dafür die Autophagie – ein zellulärer Reinigungsprozess – notwendig ist“, erklärt Co-Erstautor Sebastian Hofer von der Uni Graz. „Hier wiederum zeigen wir, dass die Verbesserung der mitochondrialen Funktion durch Spermidin sehr wahrscheinlich ein weiterer, wesentlicher Faktor ist.“

Antrieb für die Proteinsynthese

Als weiteren Aspekt der potenziell gedächtnisfördernden Wirkung des Spermidins identifizierten die Forscher die so genannte „Hypusinierung“. Bei diesem Prozess wird ein Teil des Spermidin-Moleküls auf eine Art Motor der Proteinsynthese übertragen. Diese Reaktion scheint auch ursächlich für die verbesserte Mitochondrienwirkung nach Spermidingabe zu sein, wie Prof. Dr. Stephan Sigrist von der FU Berlin sagt: Die Hypusinierung, die in allen Tieren und im Menschen beobachtet wird, sei direkt durch Spermidin gesteuert und könnte einen Teil der Spermidin-Effekte erklären.

Hinweise auf bessere Gedächtnisleistung auch beim Menschen

Um zu überprüfen, ob sich die Ergebnisse aus dem Tiermodell auf den Menschen umlegen lassen, griffen die Innsbrucker Forscher auf Daten aus der prospektiven Bruneck-Studie zurück. Aus über 800 Teilnehmern wurde ein Kollektiv ausgewählt, das 1995 kognitiv normal leistungsfähig war. Davon wiederum identifizierten die Forscher jene, die über die folgenden fünf Beobachtungsjahre kognitive Einbußen entwickelt hatten. Dabei wurden die Domänen Gedächtnis, Exekutivleistungen (Planen) und Sprachkompetenz überprüft.

Gemeinsam mit Forschern der Uni Graz wurde die Spermidinaufnahme über die Nahrung bestimmt – die Substanz ist natürlicherweise u. a. in Weizenkeimen, Nüssen und Pilzen enthalten. Das Ergebnis: Studienteilnehmende, die 1995 mehr Spermidin aufgenommen hatten, zeigten über die folgenden fünf Jahre deutlich weniger kognitive Einbußen. „Diese Beobachtung belegt einen Zusammenhang, der in naher Zukunft auch mit einer Interventionsstudie bestätigt werden sollte, zumal es im kognitiven Bereich sehr wenige Möglichkeiten einer positiven Beeinflussung gibt“, sagt der Neurologe Stefan Kiechl, Direktor der Univ.-Klinik für Neurologie an der Uni Innsbruck. In Studien am Menschen mit kontrollierter Spermidinzugabe soll dies nun überprüft werden.

Originalpublikationen:

Schroeder, Hofer, Zimmermann, Pechlaner et al.: Dietary spermidine improves cognitive function. Cell Reports 35, April 2021. DOI: 10.1016/j.celrep.2021.108985555

YongTian Liang et al.: eIF5A hypusination, boosted by dietary spermidine, protects from premature brain aging and mitochondrial dysfunction. Cell Reports 35, April 2021. DOI:10.1016/j.celrep.2021.108941

* G. Leljak, Karl-Franzens-Universität Graz, 8010 Graz/Österreich

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