La spermidine : une nouvelle molécule à effet potentiel anti-âge

Objectif : illustrer le rôle de la spermidine dans le corps ainsi que les bienfaits anti-âges.

Sommaire :

1- C’est quoi la spermidine et son rôle :

La spermidine est une polyamine qui joue un rôle essentiel dans le métabolisme des cellules eucaryotes. Ce métabolite se trouve dans le sperme et elle est synthétisé à  partir de la putrescine par certaines bactéries du microbiote intestinal. Cette dernière en conjonction avec la S-adénosylméthionine décarboxylée participe à la synthèse de la spermine.  La spermidine peut être aussi apporté par l’alimentation qui se trouve essentiellement dans les fromages vieillit, les légumes et les céréales complètes.

Son rôle en tant que facteur de croissance et inhibiteur enzymatiques des protéines kinases est connue dans plusieurs bactéries. La spermidine joue plusieurs rôles dans la cellule dont on peut citer :

  • La biosynthèse de l’ADN et des protéines. 
  • La stabilisation de la membrane cellulaire par le maintien de potentiel électromagnétique cellulaire.
  • Elle permet l’induction de la régénération cellulaire en activant l’autophagie.
  • Elle protège contre le dysfonctionnement mitochondrial [1]. 
  • Elle protège contre les maladies cardiovasculaires [2]. 
  • Elle augmente la bêta oxydation des lipides et le métabolisme de glucose. 

2- La structure biochimique de la spermidine :

La formule chimique de spermidine est de  H2N–CH2–CH2–CH2–CH2–NH–CH2–CH2–CH2–NH2.

3- Le métabolisme de la spermidine :

L’absorption de la spermidine exogène se fait principalement dans la lumière intestinale, dans le duodénum par voie paracellulaire.   La spermidine endogène est synthétisé à partir de l’acide aminé ornithine qui est convertie en putrescine (c’est le précurseur de synthèse de la spermidine). Il est connu que la NAD+ augmente sa synthèse. La spermidine peut s’associer à l’acétylcoA pour former la N acétyl spermidine qui est par la suite éliminé dans les urines. La conversion de la spermidine en spermine induit l’augmentation de l’oxydation des lipides et augmente le métabolisme des glucides par l’induction de la glycolyse [3]. 

Figure 1 : le métabolisme et le catabolisme de la spermidine [3].

4- Les sources alimentaires de spermidine :

La spermidine se trouve essentiellement dans les aliments fermentés tels que : le Natto (graines de soja fermentées), le fromage fermenté, mais aussi dans les champignons shitake, petits pois verts, poivron vert frais, germe de blé, chou-fleur, brocoli, champignons, lentilles, pommes de terres et poulets. 

Un régime alimentaire sain apporte en moyenne de 7 à 25 mg de spermidine, il faut noter que le régime méditerranéen fournit une quantité importante de spermidine [4].

5- Les bienfaits de la spermidine :

5-1. Les effets antiâges de la spermidine par l’induction de l’autophagie cellulaire :

Il est bien connu dans les données de la littérature que la spermidine est un inducteur de l’autophagie. Un processus cellulaire qui favorise la destruction des cellules et des organites dysfonctionnels. Sur le plan moléculaire, la spermidine exerce un effet inhibiteur sur l’activité de l’acyl transférase EP 300, cette dernière est connue par son effet inhibiteur de l’autophagie ce qui permet d’activer indirectement l’autophagie [5]. Selon les études in vivo la spermidine exerce son effet anti-âge (elle augmente l’âge biologique de certaines espèces : vers, champignons et drosophiles)  par l’intermédiaire de l’autophagie qui protège contre la nécrose cellulaire et le stress oxydatif. La preuve est que l’inhibition des gènes responsables de l’autophagie par mutagenèse ciblé  annule cet effet anti-âge chez ces espèces[6]. Jusqu’à aujourd’hui les études cliniques sur les effets de la spermidine sur la longévité sont limité, néanmoins les études sur les modèles animales sont documentées.

5-2. Les effets de la spermidine sur le déclin cognitif et les maladies neurodégénératives :

Selon un article récent publié dans le journal de neuropeptides. Le maintient d’une fonction cognitive optimale au niveau du cerveau dépend de la concentration de polyamines dans le cerveau. Ces molécules protègent contre le développement des maladies neurodégénératives en interagissant avec les récepteurs opioïdes, le système des neurones glutamatergiques et en inhibant l’inflammation au niveau des neurones et des cellules gliales (cellules nourricières des neurones au niveau de système nerveux central)[7]. La dégénérescence des neurones est un processus lié au vieillissement qui se manifeste dans plusieurs maladies (Alzheimer, sclérose en plaque, Parkinson) celle-ci implique l’accumulation des organites cellulaires endommagés, d’agrégats de protéines, et de stress oxydant. Tous ces phénomènes sont réversibles par l’autophagie qui favorise la neurogenèse et la neuroplasticité.  [8].

Une étude in vivo sur des souris a montré que la spermidine permet la régénération du nerf optique et les cellules rétiniennes ganglionnaires [9]. Une autre étude a montré que la spermidine soutiens la régénération des neurones en augmentant la production d’arginase 1  qui est un facteur essentiel pour la régénération des axones [10]. Bien que les études des mécanismes biologiques in vivo fournis des preuves du potentiel thérapeutique de la spermidine contre les maladies neurodégénérative, les études cliniques sont encore limités. Ce qui est important, à savoir que l’induction de l’autophagie soit par l’exercice physique, le jeune ou la spermidine exerce un effet neuroprotecteur, donc l’approche intégrative qui vise à corriger tous les aspects de la vie (nutrition, hygiène de vie, sport) constitue l’arme qui va prévenir contre l’émergence de ces maladies. L’utilisation d’une seule molécule ne va pas traiter en profondeur ces maladies qui se caractérisent par un contexte physiopathologique complexe.

Figure 2 : Les mécanismes neuroprotecteurs de la spermidine [7].

5-3.  Les effets de la spermidine sur les maladies cardiovasculaires :

La spermidine peut protéger contre les maladies cardiovasculaires par plusieurs mécanismes complexes.  Il a été démontré dans une étude publiée dans le journal de Natural medicine que la spermidine favorise l’autophagie et la mitophagie qui sont deux processus essentiels pour le maintien de la fonction mitochondriale dans les cardiomyocytes. [11].  Chez un modèle de rat nourrit par un régime riche en sel, le traitement par la spermidine augmente la biodisponibilité de l’arginine qui est un précurseur de synthèse de l’oxyde nitrique ce qui réduit la pression artérielle [12]. Selon une étude publiée dans le journal de mecanisms of ageing and developpement La spermidine réduit la formation des cytokines inflammatoires par l’intermédiaire de la voie de signalisation de Gmp cyclique et elle réduit le stress oxydatif au niveau des cellules endothéliales ce qui protège contre le vieillissement des capillaires sanguins.[13] 

Une étude épidémiologique d’observation qui inclut, 829 participants de la région de Brunico (Tyrol du Sud, Italie) a exploré l’effet de l’apport en spermidine sur les facteurs risque de développement des maladies cardiovasculaires et des mortalités.  Les chercheurs ont documenté les habitudes alimentaires des participants par un questionnaire sous la direction de nutritionnistes qualifiés. Ainsi, la quantité de spermidine ingérée dans les aliments a été calculée. L’analyse d’une période de suivi de 20 ans (1995-2015) a révélé qu’un apport alimentaire élevé en spermidine est associé à une réduction de la pression artérielle, à une réduction de 40 pourcent risque de développement d’insuffisance cardiaque et d’autres maladies cardiovasculaires. L’apport en spermidine était inversement corrélé avec la concentration de peptide natriuretic qui est un bio marqueur de dysfonctionnement cardiaque [11]. 

Figure 2 : les mécanismes cardioprotecteurs de la spermidine [1].

5-4. Les effets de la spermidine sur la fibrose hépatocellulaire et le cancer du foie, et du colon :

Puisque les polyamines sont essentielles pour la croissance et la différenciation cellulaire. Plusieurs études ont montré qu’il existe une perturbation du métabolisme des polyamines dans les cellules cancéreuse de prostate, du sein et du colon[14]. Malgré que plusieurs études in vivo montrent que l’élévation du taux de polyamine peut jouer un rôle  pro-cancérogène. La supplémentation en spermidine peut réduire la formation de tumeurs chez les souris. Le gavage par voie orale des bactéries  probiotiques producteurs de polyamines (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis) réduit l’incidence des tumeurs cutanées visibles chez les souris femelles [15], aussi une autre étude a montré que le traitement par la spermidine réduit la sévérité de la fibrose du foie ainsi que l’incidence du carcinome hépatique induit par des agents chimiques [16]. L’administration de spermidine chez des souris immunocompétente réduit le risque de développement du cancer colorectal transplanté in vivo [17]

Une étude rétrospective d’observation publiée dans Amercian journal of clinical nutrition et qui porte sur 87602 femmes atteintes de la ménopause  a montré une corrélation inverse entre la consommation des polyamines et le développement de cancer colorectale et de mortalité[18]. Les auteurs ont mentionné que l’apport alimentaire  en polyamines exerce un effet protecteur sur le colon.

5-5.  Les effets de la spermidine sur le syndrome métabolique :

L’utilité de l’usage des polyamines comme la spermidine dans le traitement de syndrome métabolique et de l’obésité est une voie en cours de recherche. Les études in vivo montrent des résultats promoteurs. Chez les souris obèses et soumis à un régime riche en lipides  l’administration de la spermine améliore la tolérance cellulaire au glucose[19]. Une étude in vivo qui porte sur des souris obèses et atteint de diabète de type 2 publiée dans le journal de Nature a montré que l’induction d’inhibition dans le gène nictotinaminde N Methyl transférase induit une augmentation dans la biosynthèse de NAD+ et éventuellement une augmentation dans la biosynthèse des polyamines et en particulier la spermidine. Ces effets  rendent les souris résistantes à l’obésité induite par le régime riche en lipides [20]. Il faut noter aussi que l’autophagie induite par la spermidine est indispensable pour la perte du poids chez les souris nourrit par un régime hypercalorique [21].  

Les études sur les humains sont rares dans la littérature. Cependant, quelques études épidémiologiques ont montré une corrélation positive entre l’altération du métabolisme des polyamines et la prévalence de diabète de type 2. Selon une étude d’observation cross sectionnelle qui porte sur 44 patients diabétiques et 64 patients atteint de syndrome métabolique. Les résultats ont montré que le niveau de  spermine et de la putrescine  a augmenté et il affecte le  contrôle de la glycémie, il est impliqué aussi dans la régulation dans le taux d’insuline à jeun [22].

Cette étude ne peut pas donner des résultats conclusifs puisque les chercheurs n’ont pas évalué l’effet de la spermidine sur les paramètres biochimiques dans  plusieurs moments de la journée et les patients ont présenté différents stades de la maladie.  Cette augmentation pourrait être due à un mécanisme compensatoire de l’organisme face à l’augmentation de stress oxydatif chez les patients atteints de syndrome métabolique afin d’activer l’autophagie. 

Des études in vivo supplémentaires doivent être élaborées pour déterminer la dose sécuritaire et l’apport journalier recommandé à partir des aliments riches en polyamines.

6- Précautions, interactions avec les médicaments et posologie :

Attention la spermidine peut interagir avec certains médicaments : consultez votre médecin traitant avant de prendre un complément à base de spermidine.

Le risque ou la gravité des effets indésirables peut être augmenté lorsque l’acyclovir est associé à la spermidine.

 Le risque ou la gravité des effets indésirables peut être augmenté lorsque la spermidine. Est associée aux médicaments suivants : Chlorphéniramine, Salicylate de choline, Cimétidine, Clopidogrel, Codéine, Dacomitinib et Désipramine.

[autres sources] 

Selon une étude in vivo chez des souris associées à une étude clinique randomisée. Une dose de 1.2 mg / jour d’extrait de spermidine était sécuritaire et elle n’a provoqué aucune conséquence physiologique néfaste (fibrose, tumeur au niveau des organes) dans les souris. Cette dose n’a pas provoqué des modifications dans les paramètres biochimiques et hématologiques chez des adultes en bonne santé. Le taux de tolérance était de 85 pourcent [23] .

Points forts à retenir :

  • Le spermidine est une polyamine qui joue un rôle important dans la croissance cellulaire, le maintien de l’intégrité de la membrane cellulaire, la biogenèse mitochondriale. 
  •  La spermidine est synthétisé à partir de la putrescine (sous métabolite de l’acide aminé ornithine) par les bactéries du microbiote intestinal et il se trouve aussi dans plusieurs aliments :  le Natto (graines de soja fermentées), le fromage fermenté, mais aussi dans  les champignons shiitake, petits pois verts, poivron vert frais, germe de blé, chou-fleur, brocoli, champignons, lentilles,  pommes de terres, poulets.  
  •  La spermidine active l’autophagie et la mitophagie,  2 processus qui protègent contre les maladies cardiovasculaires et neurologiques et le vieillissement.
  •  La spermidine réduit le processus de formation des tumeurs de colon et du foie  selon plusieurs études in vivo sur les modèles (animales).
  •  Le métabolisme de la spermidine et des polyamines est altérés chez les patients atteints de syndrome métabolique et l’effet protecteur de la spermidine sur la glycémie et l’insulino résistante nécessite plus de preuves cliniques.

 Références :

[1] Madeo F, Eisenberg T, Pietrocola F, Kroemer G. Spermidine in health and disease. Science. 2018 Jan 26;359(6374):eaan2788. doi: 10.1126/science.aan2788. PMID: 29371440.
[2] Eisenberg, T., Abdellatif, M., Schroeder, S. et al. Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine. Nat Med 22, 1428–1438 (2016). https://doi.org/10.1038/nm.4222.
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[4] M. Atiya Ali, E. Poortvliet, R. Strömberg, A. Yngve, Polyamines in foods: Development of a food database. Food Nutr. Res. 55, (2011). doi: 10.3402/fnr.v55i0.5572; pmid: 21249159.
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[8] Abubakar Wani, Mehak Gupta, Masroor Ahmad, Aabid M. Shah, Aitizaz Ul Ahsan, Parvaiz H Qazi, Fayaz Malik, Gurdarshan Singh, Parduman R. Sharma, Amal Kaddoumi, Sandip B. Bharate, Ram A. Vishwakarma & Ajay Kumar (2019) Alborixin clears amyloid-β by inducing autophagy through PTEN-mediated inhibition of the AKT pathway, Autophagy, 15:10, 1810-1828, DOI: 10.1080/15548627.2019.1596476.
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Autres sources :
https://go.drugbank.com/drugs/DB03566.

Auteurs


 

DR. Ben Rejeb Charfeddine

MD , Nutritionist, Naturopathe, Fondateur Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN).

Chibani Salim

Chercheur en biologie moléculaire et cellulaire

Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN).

A propos de DR BEN REJEB C 124 Articles
Gynécologue obstétricien , Nutritionniste, ,Naturopathe,Directeur de l’academie des sciences, Fondateur de l’école Panafricaine de Naturopathie, de Netschool1 , de UNIVERSIALIS , cofondateur EVE Fertility Center