W skrócie
Semax to syntetyczny peptyd z siedmiu aminokwasów, oparty na fragmencie hormonu ACTH i badany pod kątem neuroprotekcji po udarze oraz funkcji poznawczych. Działa na układ neurotrofin, czyli białek wspierających przeżycie i łączenie się neuronów, m.in. na BDNF. U szczurów pojedyncza dawka 50 µg/kg zwiększyła w hipokampie poziom białka BDNF do 1,4 raza, a w badaniu 110 chorych po udarze niedokrwiennym Semax wiązał się ze wzrostem BDNF w osoczu i szybszą poprawą samodzielności w codziennych czynnościach (indeks Barthel).
Co to jest
Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) to syntetyczny heptapeptyd opracowany w Instytucie Genetyki Molekularnej Rosyjskiej Akademii Nauk. Jest analogiem fragmentu ACTH(4-10): zawiera aminokwasy 4–7 tego hormonu (Met-Glu-His-Phe), do których dołączono sekwencję Pro-Gly-Pro. Należy do pochodnych melanokortyn, rodziny peptydów spokrewnionych z hormonem ACTH.
Jak działa
Semax działa na układ neurotrofin, czyli białek, od których zależy przeżycie neuronów i tworzenie połączeń między nimi. U szczurów zwiększał w hipokampie poziom białka BDNF (do 1,4 raza) oraz fosforylację jego receptora TrkB (1,6 raza). W modelu udaru u szczurów zmieniał też aktywność prawie 400 genów: hamował geny związane z zapaleniem i pobudzał geny neuroprzekaźnictwa.
W jakim kierunku się go bada
- Udar niedokrwienny
- Niewydolność naczyniowa mózgu
- Choroby nerwu wzrokowego
- Uczenie się i pamięć
- Uszkodzenie układu dopaminowego
Dawkowanie
- Dawka
- 500 µg
- Zakres
- 300–500 µg
- Częstotliwość
- codziennie
- Cykl
- 1–2 tygodnie
Co pokazały badania
- Badania u ludzi
W badaniu 110 chorych po udarze niedokrwiennym Semax (dwa 10-dniowe kursy po 6000 µg na dobę) zwiększał stężenie BDNF w osoczu, także przy rehabilitacji rozpoczętej średnio 89 lub 214 dni po udarze, i przyspieszał poprawę w indeksie Barthel w porównaniu z podgrupami bez Semaxu. [8]
- Badania u ludzi
W serii 187 chorych z niewydolnością naczyniową mózgu leczenie Semaxem wiązało się z poprawą kliniczną i stabilizacją choroby, a według autorów zmniejszało ryzyko udaru i przemijających ataków niedokrwiennych. [2]
- Badania u ludzi
U chorych z chorobami nerwu wzrokowego dodanie Semaxu (krople do nosa albo elektroforeza donosowa) do podstawowego leczenia poprawiło ostrość i pole widzenia w porównaniu z grupą kontrolną. [4]
- Badania na zwierzętach
U szczurów pojedyncza dawka Semaxu 50 µg/kg zwiększyła w hipokampie poziom białka BDNF maksymalnie 1,4 raza, fosforylację receptora TrkB 1,6 raza i liczbę warunkowych reakcji unikania. [1]
- Badania na zwierzętach
W modelu udaru u szczurów Semax zmienił aktywność 394 genów w mózgu po 24 godzinach względem soli fizjologicznej: hamował geny zapalne i pobudzał geny neuroprzekaźnictwa. [3]
- Badania na zwierzętach
U szczurów z uszkodzeniem układu dopaminowego toksyną MPTP codzienne podawanie Semaxu donosowo w dawce 0,2 mg/kg zmniejszyło nasilenie zaburzeń zachowania. [5]
- Hodowle komórek i tkanek
W hodowli neuronów przodomózgowia podstawnego szczura Semax zwiększał przeżycie neuronów cholinergicznych 1,5–1,7 raza, a w stężeniu 100 nM także aktywność acetylotransferazy cholinowej. [6]
Dla dociekliwych: pełny przegląd naukowy z mechanizmami, szczegółami badań i bibliografią.
Wprowadzenie
Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) to syntetyczny heptapeptyd opracowany w Instytucie Genetyki Molekularnej Rosyjskiej Akademii Nauk (tym samym ośrodku, w którym powstał Selank). Cząsteczka Semaxu bazuje na fragmencie ACTH(4-10), czyli aminokwasach 4-10 hormonu adrenokortykotropowego (ACTH). Ten fragment jest znany w neurobiologii jako sekwencja posiadająca właściwości nootropowe i neurotropowe, ale pozbawiona aktywności steroidogennej: nie stymuluje nadnerczy do produkcji kortyzolu.
Dodanie sekwencji Pro-Gly-Pro do C-końca ACTH(4-7) zwiększyło stabilność metaboliczną peptydu i wzmocniło jego właściwości neurotropowe. Powstała cząsteczka zachowuje zdolność macierzystego ACTH(4-10) do poprawy uwagi, pamięci i uczenia się, jednocześnie wykazując znacznie silniejsze działanie neuroprotekcyjne, szczególnie istotne w kontekście udaru mózgu i urazów OUN.
Semax badano w formie kropli do nosa o stężeniu 0,1% (nootropik) i 1% (neuroprotekcja w udarze). Forma intranazalna, analogicznie do Selanku, zapewnia bezpośredni transport do struktur mózgowych przez nerw węchowy.
Kluczowe ustalenia
- Semax jest oparty na fragmencie ACTH(4-10), który zachowuje właściwości nootropowe hormonu bez efektu steroidogennego, nie wpływa na poziom kortyzolu
- U szczurów pojedyncza dawka 50 µg/kg zwiększyła poziom białka BDNF w hipokampie do 1,4 raza i fosforylację receptora TrkB do 1,6 raza
- W hodowli neuronów przodomózgowia podstawnego szczura zwiększał przeżycie neuronów cholinergicznych 1,5–1,7 raza
- W badaniu 110 chorych po udarze niedokrwiennym Semax wiązał się ze wzrostem BDNF w osoczu i szybszą poprawą w indeksie Barthel
- W modelu udaru u szczurów zmieniał aktywność 394 genów w mózgu, m.in. związanych z zapaleniem i neuroprzekaźnictwem
- Nie wykazuje właściwości hormonalnych, nie wpływa na oś HPA, nie stymuluje nadnerczy
Mechanizm działania
Neurotrofiny: BDNF i NGF
Najlepiej udokumentowanym mechanizmem działania Semaxu jest wpływ na neurotrofiny, szczególnie BDNF (brain-derived neurotrophic factor), oraz na neurony cholinergiczne, których przeżycie zależy od NGF (nerve growth factor).
BDNF jest kluczową neurotrofiną odpowiedzialną za przeżycie neuronów, wzrost dendrytów, tworzenie nowych synaps (synaptogeneza), neurogenezę hipokampalną i konsolidację pamięci długotrwałej. Obniżony poziom BDNF jest konsekwentnie obserwowany w depresji, ADHD, chorobie Alzheimera i po udarze mózgu.
Badania Dolotova i współpracowników (2006) wykazały, że u szczurów pojedyncze podanie Semaxu w dawce 50 µg/kg zwiększa w hipokampie poziom białka BDNF maksymalnie 1,4 raza i fosforylację receptora TrkB 1,6 raza. Poziom mRNA dla eksonu III BDNF rósł 3-krotnie, a mRNA TrkB 2-krotnie. Zwierzęta po Semaxie wykonywały więcej warunkowych reakcji unikania.
NGF jest neurotrofiną krytyczną dla przeżycia neuronów cholinergicznych jądra Meynerta, głównego źródła acetylocholiny w korze mózgowej. Degeneracja tych neuronów jest centralnym procesem w chorobie Alzheimera. W hodowli pierwotnej neuronów przodomózgowia podstawnego szczura Semax zwiększał przeżycie neuronów cholinergicznych 1,5–1,7 raza, a w stężeniu 100 nM zwiększał aktywność acetylotransferazy cholinowej (Grivennikov i wsp., 2008). Liczba neuronów GABA-ergicznych się nie zmieniła.
Szlaki sygnałowe: TrkB, MAPK/ERK, PI3K/Akt
BDNF indukowany przez Semax aktywuje receptor TrkB (tropomyosin receptor kinase B), uruchamiając kaskadę sygnałową obejmującą:
- MAPK/ERK: szlak odpowiedzialny za plastyczność synaptyczną, konsolidację pamięci i ochronę neuronów przed apoptozą
- PI3K/Akt: szlak przeżycia komórkowego, hamujący kaspazy i inne mediatory śmierci komórkowej
- CREB (cAMP response element-binding protein), czynnik transkrypcyjny aktywujący geny pro-przeżyciowe i geny zaangażowane w długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (LTP)
Ta kaskada może tłumaczyć zarówno efekt nootropowy (LTP → poprawa pamięci), jak i neuroprotekcyjny (hamowanie apoptozy → mniejsza martwica w udarze), ale jej udział w działaniu Semaxu pozostaje hipotezą.
Regulacja transkryptomu
W modelu udaru u szczurów (przejściowa okluzja tętnicy środkowej mózgu) analiza RNA-Seq wykazała 394 geny o zmienionej aktywności (zmiana powyżej 1,5-krotnej) w mózgach zwierząt leczonych Semaxem względem soli fizjologicznej po 24 godzinach. Geny te grupują się w kilka kategorii:
- Zapalenie: Semax hamował geny związane z procesami zapalnymi, które samo niedokrwienie z reperfuzją aktywowało (Filippenkov i wsp., 2020)
- Neuroprzekaźnictwo: Semax pobudzał geny przekazywania sygnałów między neuronami, które niedokrwienie wyciszało
- Odpowiedź immunologiczna i naczynia: w modelu trwałej okluzji tętnicy środkowej mózgu Semax zwiększał aktywność genów immunoglobulin i chemokin oraz zmieniał geny związane z rozwojem naczyń (Medvedeva i wsp., 2014)
Brak efektu steroidogennego
Pomimo pochodzenia od ACTH, Semax nie wpływa na wydzielanie kortyzolu. Fragment ACTH odpowiedzialny za stymulację nadnerczy (aminokwasy 1-3 i 15-24) nie jest obecny w strukturze Semaxu, sekwencja ACTH(4-10) zachowuje wyłącznie właściwości neurotropowe. Oznacza to, że Semax:
- Nie podwyższa kortyzolu
- Nie powoduje supresji osi HPA
Przegląd badań
Udar niedokrwienny mózgu
Najwięcej danych u ludzi dotyczy udaru niedokrwiennego i niewydolności naczyniowej mózgu. W badaniu Guseva i współpracowników (2018) 110 chorych po udarze podzielono na grupy wczesnej (średnio 89 dni po udarze) i późnej (214 dni) rehabilitacji, a każdą z nich na podgrupy z Semaxem i bez niego. Semax podawano w dwóch kursach po 10 dni, w dawce 6000 µg na dobę, z 20-dniową przerwą. W podgrupach z Semaxem stężenie BDNF w osoczu rosło niezależnie od terminu rehabilitacji i utrzymywało się wysoko przez cały czas badania, a wynik w indeksie Barthel poprawiał się szybciej.
W serii 187 chorych z różnymi stadiami niewydolności naczyniowej mózgu (Gusev i wsp., 2005) leczenie Semaxem wiązało się z poprawą kliniczną i stabilizacją choroby, a według autorów zmniejszało ryzyko udaru oraz przemijających ataków niedokrwiennych.
Mechanizm neuroprotekcyjny w udarze nie jest ustalony. W modelach udaru u szczurów Semax wyciszał geny zapalne, pobudzał geny neuroprzekaźnictwa i zmieniał aktywność genów związanych z naczyniami (Filippenkov i wsp., 2020; Medvedeva i wsp., 2014). Udział BDNF, hamowania apoptozy i ekscytotoksyczności glutaminianowej to hipotezy.
Neuropatia nerwu wzrokowego
Interesującym zastosowaniem Semaxu jest neuroprotekcja w chorobach nerwu wzrokowego. Polunin i współpracownicy (2000) wykazali, że dodanie Semaxu (w kroplach do nosa albo w elektroforezie donosowej) do podstawowego leczenia chorych z chorobami nerwu wzrokowego poprawiało ostrość widzenia i pola widzenia w porównaniu z grupą kontrolną, efekt prawdopodobnie mediowany przez indukcję neurotrofin wspierających przeżycie komórek zwojowych siatkówki.
Porównanie z Selankiem
| Parametr | Semax | Selank |
|---|---|---|
| Pochodzenie | ACTH(4-10) | Taftsyn |
| Główne działanie | Nootropowe + neuroprotekcyjne | Anksjolityczne + nootropowe |
| Lęk | Umiarkowane zmniejszenie | Silne zmniejszenie |
| Pamięć/uwaga | Silna poprawa | Umiarkowana poprawa |
| Neuroprotekcja | +++++ (udar, urazy) | ++ (stres oksydacyjny) |
| Zastosowanie kliniczne | Udar, neurorehab, deficyty poznawcze | GAD, lęk, stres |
Dawki w badaniach
| Badanie | Populacja lub model | Dawka | Schemat |
|---|---|---|---|
| Gusev i wsp., 2018 | 110 chorych po udarze niedokrwiennym (podgrupy z Semaxem i bez niego) | 6000 µg na dobę | 2 kursy po 10 dni z 20-dniową przerwą |
| Dolotov i wsp., 2006 | Szczury | 50 µg/kg | Jedno podanie |
| Levitskaya i wsp., 2004 | Szczury z uszkodzeniem układu dopaminowego (MPTP) | 0,2 mg/kg donosowo | Codziennie |
W badaniu Polunina i wsp. (2000) chorzy z chorobami nerwu wzrokowego otrzymywali Semax w kroplach do nosa albo w elektroforezie donosowej.
Dawkowanie raportowane przez użytkowników
Zestawiliśmy relacje użytkowników Reddita, którzy opisali własne stosowanie Semaxu; każdą osobę liczymy raz. Zastrzyki podskórne opisało 35 osób (m.in. r/Nootropics: 23 osoby i r/Peptides: 10 osób, 2014–2026; 32 podały drogę podania wprost, u 3 wynikała z kontekstu wpisu). N-acetylo-semaks i jego amidat (Adamax) to osobne substancje i nie są uwzględnione. Badań u ludzi z podaniem podskórnym nie znaleźliśmy.
| Parametr | Najczęściej raportowane | Zakres w większości relacji |
|---|---|---|
| Dawka podskórna na jedno podanie | 500 µg (9 z 34 osób) | 300–500 µg (18 z 34 osób) |
| Częstotliwość | Codziennie (19 z 28 osób, które podały rytm) | 2 razy dziennie: 1 osoba; jednorazowa próba: 4 osoby; 3–5 dni w tygodniu: 4 osoby |
| Droga podania | Podskórnie | — |
| Okres stosowania | Podało go 9 z 34 osób | 1–2 tygodnie (7 z 9 osób) |
Poza przedziałem 300–500 µg 9 osób przyjmowało od 100 do 250 µg, a 7 osób od 650 do 4000 µg (1000 µg: 2 osoby). Poza przedziałem 1–2 tygodni jedna osoba stosowała Semax 3 tygodnie, a jedna 4 tygodnie. Tabela nie obejmuje jednej osoby, która przez pomyłkę w odmierzaniu przyjmowała około 4,4–6,5 mg dziennie przez 2 tygodnie.
Osobno policzyliśmy relacje o stosowaniu donosowym, które w tym samym zbiorze opisało 59 osób (55 podało to wprost, u 4 wynikało to z kontekstu).
| Parametr | Najczęściej raportowane | Zakres w większości relacji |
|---|---|---|
| Dawka donosowa na jedno podanie | 200 µg (18 osób) | 200–400 µg (34 z 59 osób) |
| Częstotliwość | Codziennie (28 z 46 osób, które podały rytm) | 11 osób opisało jednorazową próbę, 7 stosowało kilka razy dziennie |
| Droga podania | Donosowo | — |
| Okres stosowania | Podało go 17 z 59 osób | 1–2 tygodnie (13 z 17 osób) |
Poza przedziałem 200–400 µg 13 osób przyjmowało od 450 do 600 µg, a 12 osób inne dawki: od 27 do 100 µg (3 osoby) oraz od 800 do 1250 µg (9 osób). Poza przedziałem 1–2 tygodni 2 osoby stosowały Semax 3 tygodnie, a 2 osoby 6 i 10 tygodni.
To relacje użytkowników, a nie zalecenie ani dawka zbadana klinicznie.
Profil bezpieczeństwa
W serii 187 chorych z niewydolnością naczyniową mózgu autorzy opisali niewielki odsetek działań niepożądanych i dobrą tolerancję Semaxu, także u osób starszych (Gusev i wsp., 2005). Cytowane badania u ludzi są nieliczne, więc nie wykluczają rzadszych działań niepożądanych. Nie ustalają też bezpieczeństwa w ciąży, podczas karmienia piersią ani u dzieci.
Perspektywy
Semax reprezentuje jedną z najbardziej obiecujących strategii farmakologicznej neuroprotekcji. Jego wpływ na BDNF (neurotrofinę kluczową dla przeżycia neuronów, plastyczności synaptycznej i neurogenezy) czyni go kandydatem w licznych stanach neurologicznych wykraczających poza udar: choroby neurodegeneracyjne (Alzheimer, Parkinson), urazy mózgu (TBI), neuropatie obwodowe i zaburzenia neurorozwojowe.
Trwają prace nad nowymi analogami Semaxu o jeszcze wyższej indukcji BDNF. N-acetylo-Semax i Semax-amidat wykazują w badaniach przedklinicznych efekt neurotropowy przewyższający oryginalną cząsteczkę. Rozwój tych analogów może otworzyć nowe możliwości terapeutyczne w najbliższych latach.
Korekta (30 września 2026): poprawiono opis wpływu Semaxu na BDNF i neurony cholinergiczne, liczbę genów o zmienionej aktywności i opis badań u chorych po udarze, tak aby odpowiadały publikacjom źródłowym. Usunięto schemat dawkowania, opis badań u zdrowych ochotników i odsetki działań niepożądanych, które nie pochodziły z badań.
Bibliografia
- Dolotov OV, Karpenko EA, Inozemtseva LS, et al. Semax, an analogue of ACTH(4-10) with cognitive effects, regulates BDNF and trkB expression in the rat hippocampus. Brain Research. 2006;1117(1):54-60. DOI: 10.1016/j.brainres.2006.07.108
- Gusev EI, Skvortsova VI, Chukanova EI. Semax in prevention of disease progress and development of exacerbations in patients with cerebrovascular insufficiency. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii. 2005;105(2):35-40. PMID: 15792140
- Filippenkov IB, Stavchansky VV, Denisova AE, et al. Novel insights into the protective properties of ACTH(4-7)PGP (Semax) peptide at the transcriptome level following cerebral ischaemia-reperfusion in rats. Genes. 2020;11(6):681. DOI: 10.3390/genes11060681
- Polunin GS, Nurieva SM, Baiandin DL, et al. Evaluation of therapeutic effect of new Russian drug Semax in optic nerve disease. Vestnik Oftalmologii. 2000;116(1):15-18. PMID: 10741256
- Levitskaya NG, Sebentsova EA, Andreeva LA, et al. The neuroprotective effects of Semax in conditions of MPTP-induced lesions of the brain dopaminergic system. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2004;34(4):399-405. DOI: 10.1023/B:NEAB.0000018752.59465.28
- Grivennikov IA, Dolotov OV, Zolotarev YA, et al. Effects of behaviorally active ACTH(4-10) analogue Semax on rat basal forebrain cholinergic neurons. Restorative Neurology and Neuroscience. 2008;26(1):35-43. DOI: 10.3233/RNN-2008-00419
- Medvedeva EV, Dmitrieva VG, Povarova OV, et al. The peptide semax affects the expression of genes related to the immune and vascular systems in rat brain focal ischemia: genome-wide transcriptional analysis. BMC Genomics. 2014;15:228. DOI: 10.1186/1471-2164-15-228
- Gusev EI, Martynov MY, Kostenko EV, Petrova LV, Bobyreva SN. The efficacy of semax in the treatment of patients at different stages of ischemic stroke. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2018;118(3 Pt 2):61-68. DOI: 10.17116/jnevro20181183261-68
Najczęstsze pytania
Czym jest Semax?
To syntetyczny peptyd z siedmiu aminokwasów, analog fragmentu ACTH(4-10): cztery aminokwasy hormonu ACTH (pozycje 4–7) z dołączoną sekwencją Pro-Gly-Pro. Bada się go jako peptyd o działaniu neuroprotekcyjnym i nootropowym, czyli wpływającym na uczenie się i pamięć. U szczurów zwiększał liczbę warunkowych reakcji unikania.
Co pokazały badania u chorych z chorobami naczyń mózgu?
W badaniu 110 chorych po udarze niedokrwiennym Semax zwiększał stężenie BDNF w osoczu i przyspieszał poprawę w indeksie Barthel, który ocenia samodzielność w codziennych czynnościach. Porównanie dotyczyło podgrup leczonych i nieleczonych Semaxem. W serii 187 chorych z niewydolnością naczyniową mózgu leczenie wiązało się z poprawą kliniczną, a według autorów zmniejszało ryzyko udaru.
Jak Semax wpływa na BDNF?
W badaniu na szczurach pojedyncza dawka 50 µg/kg zwiększyła w hipokampie poziom białka BDNF maksymalnie 1,4 raza i fosforylację jego receptora TrkB 1,6 raza. Poziom mRNA dla eksonu III BDNF wzrósł 3-krotnie. U ludzi mierzono BDNF we krwi: wzrastał u chorych po udarze leczonych Semaxem.
Co badano poza udarem?
U chorych z chorobami nerwu wzrokowego dodanie Semaxu do podstawowego leczenia poprawiło ostrość i pole widzenia w porównaniu z grupą kontrolną. U szczurów z uszkodzeniem układu dopaminowego toksyną MPTP Semax zmniejszył nasilenie zaburzeń zachowania.
Co wiadomo o działaniu Semaxu na komórki i geny?
W hodowli neuronów przodomózgowia podstawnego szczura Semax zwiększał przeżycie neuronów cholinergicznych 1,5–1,7 raza, nie zmieniając liczby neuronów GABA-ergicznych. W modelu udaru u szczurów zmieniał aktywność 394 genów, hamując geny związane z zapaleniem i pobudzając geny neuroprzekaźnictwa.
Jak dawkowano Semax w badaniach?
U chorych po udarze stosowano 6000 µg na dobę w dwóch 10-dniowych kursach z 20-dniową przerwą. U szczurów podawano 50 µg/kg (badanie nad BDNF) i 0,2 mg/kg donosowo codziennie (model MPTP). To dawki z badań, a nie zalecenie.
Co wiadomo o bezpieczeństwie?
W serii 187 chorych z niewydolnością naczyniową mózgu autorzy opisali niewielki odsetek działań niepożądanych i dobrą tolerancję Semaxu, także u osób starszych. Opisane tu badania u ludzi są nieliczne, więc nie wykluczają rzadszych działań niepożądanych. Nie ustalają też bezpieczeństwa w ciąży, podczas karmienia piersią ani u dzieci.