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