Methylsulfonylmethane (MSM): cơ chế và công dụng
Methylsulfonylmethane (MSM) đã trở thành một hoạt chất bổ sung phổ biến được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm cả mục đích sử dụng phổ biến nhất là chất chống viêm. Nó đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trên các mô hình động vật, cũng như trong các thử nghiệm và thí nghiệm lâm sàng trên người. Nhiều biện pháp đánh giá kết quả cụ thể về sức khỏe được cải thiện khi bổ sung MSM, bao gồm tình trạng viêm, đau khớp/cơ, stress oxy hóa và khả năng chống oxy hóa.
Bằng chứng ban đầu có sẵn về liều lượng MSM cần thiết để mang lại lợi ích, mặc dù vẫn đang có thêm nhiều nghiên cứu được tiến hành để xác định liều lượng chính xác và thời gian điều trị cần thiết để mang lại lợi ích tối ưu. Là một chất được công nhận chung là an toàn (GRAS), MSM được hầu hết mọi người dung nạp tốt ở liều lượng lên đến 4gr mỗi ngày, với một số tác dụng phụ nhẹ.
Cơ chế hoạt động
Do khả năng xuyên qua màng và thấm khắp cơ thể được tăng cường, toàn bộ chức năng cơ học của MSM có thể liên quan đến một tập hợp các loại tế bào và do đó khó có thể làm sáng tỏ. Kết quả từ các nghiên cứu trong ống nghiệm và trong cơ thể sống cho thấy MSM hoạt động ở sự tương tác giữa tình trạng viêm và stress oxy hóa ở cấp độ phiên mã và dưới tế bào. Do kích thước nhỏ của hợp chất organosulfur này, việc phân biệt giữa các tác động trực tiếp và gián tiếp là vấn đề khó khăn.
1. Chống viêm
Các nghiên cứu trong ống nghiệm chỉ ra rằng MSM ức chế hoạt động phiên mã của yếu tố hạt nhân kappa-chuỗi nhẹ-tăng cường tế bào B hoạt hóa (NF-κB) bằng cách cản trở sự chuyển vị vào nhân đồng thời ngăn chặn sự thoái hóa của chất ức chế NF-κB . MSM đã được chứng minh là làm thay đổi các sửa đổi sau dịch mã bao gồm chặn sự phosphoryl hóa của tiểu đơn vị p65 tại Serine-536 , mặc dù không rõ liệu đây là tác dụng trực tiếp hay gián tiếp. Các sửa đổi đối với các tiểu đơn vị như thế này góp phần rất lớn vào việc điều hòa hoạt động phiên mã của NF-κB , do đó cần có thêm thông tin chi tiết để hiểu rõ hơn về cơ chế chống viêm này. Theo truyền thống, con đường NF-κB được coi là con đường truyền tín hiệu ủng hộ viêm chịu trách nhiệm cho việc điều hòa tăng các gen mã hóa cytokine, chemokine và các phân tử kết dính . Tác dụng ức chế của MSM đối với NF-κB dẫn đến việc điều hòa giảm mRNA đối với interleukin (IL)-1, IL-6 và yếu tố hoại tử khối u-α (TNF-α) trong ống nghiệm . Như mong đợi, biểu hiện dịch mã của các cytokine này cũng giảm; hơn nữa, IL-1 và TNF-α bị ức chế theo cách phụ thuộc vào liều lượng .
MSM cũng có thể làm giảm biểu hiện của nitric oxide synthase (iNOS) và cyclooxygenase-2 (COX-2) có thể cảm ứng thông qua việc ức chế NF-κB; do đó làm giảm sản xuất các tác nhân giãn mạch như nitric oxide (NO) và prostanoid . NO không chỉ điều chỉnh trương lực mạch máu mà còn điều chỉnh hoạt hóa tế bào mast ; do đó, MSM có thể gián tiếp có vai trò ức chế sự trung gian viêm của tế bào mast. Với việc giảm cytokine và các tác nhân giãn mạch, dòng chảy và sự tuyển dụng các tế bào miễn dịch đến các vị trí viêm tại chỗ bị ức chế.
Ở cấp độ dưới tế bào, miền liên kết nucleotide, họ lặp lại giàu leucine, miền pyrin chứa 3 (NLRP3) inflammasome cảm nhận các tín hiệu căng thẳng của tế bào và phản ứng bằng cách hỗ trợ quá trình trưởng thành của các dấu hiệu viêm. MSM ảnh hưởng tiêu cực đến biểu hiện của inflammasome NLRP3 bằng cách điều hòa giảm sản xuất NF-κB của bản sao inflammasome NLRP3 và/hoặc bằng cách chặn tín hiệu kích hoạt dưới dạng các loài oxy phản ứng (ROS) do ty thể tạo ra . Các cơ chế mà MSM thể hiện các đặc tính chống oxy hóa sẽ được thảo luận trong phần sau.
2.2. Chất chống oxy hóa/Loại bỏ gốc tự do
Mặc dù lượng ROS dư thừa có thể gây hại cho một số thành phần nội bào, nhưng cần có một lượng ngưỡng để kích hoạt các con đường thích hợp trong các tế bào có kiểu hình bình thường. Tác dụng chống oxy hóa của MSM lần đầu tiên được nhận thấy khi sản xuất ROS do bạch cầu trung tính kích thích bị ức chế trong ống nghiệm nhưng không bị ảnh hưởng trong hệ thống không có tế bào ; vì lý do đó, người ta đề xuất rằng cơ chế chống oxy hóa tác động lên ty thể chứ không phải ở cấp độ hóa học.
MSM ảnh hưởng đến sự hoạt hóa của ít nhất bốn loại yếu tố phiên mã: NF-κB, các chất chuyển tín hiệu và chất hoạt hóa phiên mã (STAT), p53 và yếu tố hạt nhân (có nguồn gốc từ hồng cầu 2) giống như 2 (Nrf2). Bằng cách làm trung gian cho các yếu tố phiên mã này, MSM có thể điều chỉnh sự cân bằng của ROS và các enzyme chống oxy hóa. Điều quan trọng cần lưu ý là mỗi yếu tố này cũng được ROS kích hoạt một phần.
Như đã đề cập trước đó, MSM có thể ức chế hoạt động phiên mã của NF-κB và do đó làm giảm biểu hiện của các enzyme và cytokine liên quan đến sản xuất ROS. Việc điều hòa giảm COX-2 và iNOS làm giảm lượng gốc siêu oxit (O 2 − ) và oxit nitric (NO), tương ứng . Ngoài ra, MSM ức chế biểu hiện của các cytokine như TNF-α , có thể làm giảm bất kỳ ROS nào được tạo ra bởi ty thể được kích thích. Sự suy giảm biểu hiện cytokine cũng có thể liên quan đến việc giảm tín hiệu cận tiết và kích hoạt các yếu tố và con đường phiên mã khác.
3. Điều hòa miễn dịch
Căng thẳng có thể kích hoạt phản ứng cấp tính của hệ thống miễn dịch bẩm sinh và phản ứng miễn dịch thích ứng tiếp theo nếu tác nhân gây căng thẳng là tác nhân gây bệnh. Các hợp chất chứa lưu huỳnh bao gồm MSM đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ phản ứng miễn dịch. Thông qua cơ chế tích hợp bao gồm các cơ chế được đề cập ở trên, MSM điều chỉnh phản ứng miễn dịch thông qua tương tác giữa căng thẳng oxy hóa và tình trạng viêm.
Tiếp xúc mãn tính với các tác nhân gây căng thẳng có thể có tác động bất lợi đến hệ thống miễn dịch vì hệ thống này trở nên mất nhạy cảm hoặc quá căng thẳng và không thể tạo ra phản ứng miễn dịch điển hình. Các tác động rộng rãi của IL-6 đã được chứng minh là có liên quan đến việc duy trì tình trạng viêm mãn tính. MSM đã được chứng minh là làm giảm IL-6 trong ống nghiệm, điều này có thể làm giảm các tác động có hại mãn tính này . Điều trị trước bằng MSM, trước khi tập thể dục toàn thân, đã ngăn ngừa tình trạng quá căng thẳng của các tế bào miễn dịch vì máu được xử lý bằng lipopolysaccharide (LPS) vẫn có thể tạo ra phản ứng thông qua quá trình tiết cytokine ex vivo, một tác dụng không được quan sát thấy ở nhóm dùng giả dược.
Mạch máu liền kề đóng vai trò trung gian phản ứng miễn dịch cấp tính chủ yếu thông qua hoạt hóa tế bào mast. Giải phóng histamine từ tế bào mast bị ức chế bởi DMSO; tuy nhiên, tác dụng của MSM đối với giải phóng histamine vẫn chưa được khám phá. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng MSM có vai trò ức chế chức năng mạch máu . Các nghiên cứu trong ống nghiệm khác chứng minh rằng MSM có khả năng làm giảm biểu hiện của các tác nhân giãn mạch như NO và prostanoid . Việc giảm NO bảo vệ đại thực bào chống lại apoptosis do NO kích thích .
Ngoài ra, MSM có thể có các tác dụng điều hòa miễn dịch khác liên quan đến chu kỳ tế bào và chết tế bào. Các nghiên cứu trong ống nghiệm chỉ ra rằng MSM có thể gây ra apoptosis trong các tế bào ung thư đường tiêu hóa , tế bào ung thư gan và tế bào ung thư ruột kết . Trái ngược với những phát hiện này, MSM không gây ra apoptosis trong các tế bào ung thư vú ở chuột. Thay vào đó, MSM đã được chứng minh là phục hồi quá trình trao đổi chất tế bào bình thường cho cả tế bào ung thư vú di căn ở chuột và tế bào u hắc tố ở chuột . Sự ngừng chu kỳ tế bào cũng đã được quan sát thấy ở các tế bào ung thư đường tiêu hóa và nguyên bào cơ. Những thay đổi này đối với sự sống còn của tế bào có thể phát sinh từ sự điều hòa sản xuất cyclin đối với các con đường p53 và Jak/STAT.
Mặc dù một số ít nghiên cứu đã kiểm tra hiệu quả của MSM đối với quá trình chữa lành vết thương, hệ thống miễn dịch bẩm sinh cũng có thể được hưởng lợi từ việc tăng cường đóng vết thương, như được đánh giá bằng thử nghiệm cào xước trong ống nghiệm . Các nghiên cứu trong tương lai sẽ cần thiết để xác nhận những kết quả này trong cơ thể sống.
