Четыре чашки кофе защитили сердце и сосуды
Немецкие ученые пришли к выводу, что ежедневная доза кофеина, которая содержится примерно в четырех чашках кофе, способна благотворно повлиять на активность клеток сердца и их способность к восстановлению при инфаркте миокарда, а также защитить от сахарного диабета. Такой эффект опосредует вещество р27, которое ранее было известно в качестве тормозящего клеточный цикл агента, а теперь оказалось и одним из ведущих функционально значимых веществ в митохондриях. Статья опубликованна в PLoS Biology.
Исследователи уже не раз
, что потребление кофе связано с более низким риском развития сахарного диабета. Кофеин также
смертность от сердечно-сосудистых, респираторных заболеваний, инсульта, при этом никак не влияя на число умерших от онкологических патологий. Однако что конкретно отвечает за такую взаимосвязь на молекулярно-клеточном уровне, найти пока не удавалось.
Ученые из Университета имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе под руководством профессора Джуди Хенделер (Judith Haendeler) подробнейшим образом изучили митохондрии разных типов клеток сердца и обратили внимание на то, что практически везде содержалось одно вещество. Как оказалось, ингибитор циклинзависимой киназы 1B (CDKN1B)/p27, который, находясь в ядре, блокирует фазы клеточного цикла злокачественно измененных клеток, выполняет достаточно много важных для функционирования нормальной клетки задач и в митохондриях. В том числе под его «контролем» осуществляются все реакции, связанные с положительным действием кофе.
Но сколько кофеина нужно, чтобы проявились его кардиопротекторные свойства? В одной из работ выяснилось, что его концентрация в крови должна быть меньше, чем 100 микромоль на литр, а оптимальными физиологически значимыми оказываются 30 микромоль на литр, эквивалентные четырем чашкам кофе, которые повышают функциональную емкость эндотелиальных клеток.
Исследователи изучали работу p27 на клеточных культурах и in vivo на животных моделях инфаркта миокарда. Они показали, что более активная работа митохондрий, связанная с наличием в них p27, усиливает устойчивость кардиомиоцитов к неблагоприятным воздействиям. И выяснилось, что как раз при помощи сигнальных путей, опосредованных кофеином, p27 проникает в митохондрии способен усиливать процессы клеточного дыхания и даже останавливать нежелательный апоптоз (запрограммированную клеточную гибель) клеток сердца из-за высоких нагрузок или ишемии.
При помощи прицельного отключения генов разных типов p27 обнаружилось, что инактивация только его митохондриального типа останавливает миграцию и дифференцировку миофибробластов, критичные для восстановления после инфаркта миокарда. Соответственно, p27 в митохондриях необходим для эффективного восстановления тканей сердца после острой ишемии, а кофеин помогает этому процессу протекать интенсивнее.
Помимо этого, кофеиновая стимуляция функциональной емкости эндотелия, связанная с «доставкой» p27 в митохондрии, действительно напрямую механически снижает риск сахарного диабета. Исследователи установили, что кофеин выраженно сокращает площадь умерших после инфаркта клеток у мышей с ожирением в стадии преддиабета (когда уже есть толерантность к глюкозе, но ее уровни не достигают нужных для постановки диагноза цифр). Таким образом, кофе может стать неплохим профилактическим средством от повышенных уровней глюкозы в крови.
И, наконец, авторы доказали, что кофе полезен для пожилых людей, поскольку улучшает состояние сердечно-сосудистой системы. Изучая состояние кардиомиоцитов старых мышей, которых поили кофе так, чтобы концентрация кофеина в их крови приближалась к 30-50 микромолям на литр, ученые увидели то же самое, что наблюдали в других экспериментах: кофеин стимулирует поступление в митохондрии р27, что улучшает их функции и защищает сердце и сосуды от возрастных повреждений.
Ранее уже доказали, что кофе обладает обезболивающим эффектом, а его способность справляться со стрессами связана со свойством блокировать рецепторы аденозина A2A-типа.
Анна Хоружая
Сканер работает в паре со смартфоном
Канадские и мексиканские исследователи представили результаты пилотных клинических испытаний сканера для диагностики воспаления и инфекционного процесса в ранах. Устройство гиперспектральной визуализации, выполненное в виде сменного объектива для смартфона, анализирует изображение, термограмму и флуоресценцию пораженной области. В испытаниях гаджет продемонстрировал общую точность в 74 процента. Отчет о работе опубликован в журнале Frontiers in Medicine. Хронические раны, которые не заживают в течение 8–12 недель, представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения. Типичным пусковым фактором для их развития служит инфекция, особенно в том случае, если процесс заживления в силу состояния самой раны и всего организма задержался на воспалительной фазе. Стадии раневой инфекции включают загрязнение (контаминацию), колонизацию, местную инфекцию и ее системное распространение (генерализацию). Для оказания необходимого объема помощи врачу необходимо четко различать загрязненные и колонизированные раны, однако точность подобной диагностики при простом осмотре не достигает и 60 процентов. Как правило, это компенсируют микробиологическими и молекулярными исследованиями, однако они занимают значительное время и не всегда доступны. В силу этого все больший интерес представляют физические методы исследования, такие как инфракрасная термография и регистрация бактериальной флуоресценции, а также анализ изображений с помощью алгоритмов машинного обучения. Чтобы совместить преимущества этих методов, канадская компания Swift Medical разработала устройство гиперспектральной визуализации Swift Ray 1. Оно оснащено инфракрасными датчиками для разных длин волн, источниками видимого и ультрафиолетового излучения и соответствующими камерами высокого разрешения. Они позволяют одновременно выполнять фотосъемку и инфракрасную термографию раны и регистрировать флуоресценцию бактерий в ней. Полученные изображения устройство передает на камеру смартфона с интегрированным приложением Swift Skin and Wound. Оно собирает их в датасет, который содержит информацию о физиологии, морфологии и составе тканей в ране. Роберт Фрейзер (Robert Fraser) с коллегами из трех канадских университетов, Центральной больницы имени Прието в Сан-Луис-Потоси, компаний Swift Medical и Vope Medical провели мультицентровое проспективное испытание устройства Swift Ray 1, в котором оценивали его пригодность для дифференциальной диагностики невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. В исследовании приняли участие 66 амбулаторных пациентов из Мексики и Канады. Сканирование ран проводили хирурги, прошедшие инструктаж, в соответствии с полученными рекомендациями (рану очищали, помещали по ее краям идущий в комплекте маркер и снимали под углом 90 градусов с расстояния 15 сантиметров). Клинические характеристики ран оценивали в соответствии с протоколом Международного института раневых инфекций (IWII). Обработку данных проводили методами главных компонент (PCA) и k-ближайших соседей (KNN) для создания нейросетевой модели, кластеризующей раны по признаку наличия инфекции и воспаления. По результатам испытаний PCA-KNN-кластеризация с учетом всех клинических и визуализационных переменных обеспечила общую точность 74 процента при дифференциальной диагностике невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. Для невоспаленных ран чувствительность и специфичность модели составили соответственно 94 и 70 процентов, для воспаленных — 85 и 77 процентов, для инфицированных — 100 и 91 процент. Таким образом, комбинация множественных методов визуализации позволяет создавать модели для улучшенной оценки ран. Подобные устройства для использования в месте оказания помощи могут помочь клиницистам своевременно выявлять и лечить раневые инфекции, заключают авторы работы. В феврале 2023 года американские, китайские и корейские исследователи представили биорезорбируемый беспроводной электрод для мониторинга состояния и электротерапии хронических ран. В конце 2022 года стэнфордская научная команда продемонстрировала умный пластырь для мониторинга и электростимуляции ран, который атравматично отклеивается после использования.