Кофе усилил эффект никотина от первой утренней сигареты

Американские исследователи объяснили биохимические основы влияния кофе на эффект от выкуривания первой сигареты с утра: компоненты кофе блокируют рецепторы с высокой чувствительностью и усиливают действие рецепторов с низкой чувствительностью, которым нужно большее количество вещества для активации, но которые дают более сильный ответ. Результаты экспериментов in vitro опубликованы в Neuropharmacology.

По данным ВЦИОМ около трети россиян являются курильщиками. Курение табака связано с общим ухудшением здоровья и усилением развития тяжелых заболеваний. Так, британские генетики выявили, что оно способствует развитию шизофрении и депрессии, а другая команда исследователей обнаружила, что оно повышает риск образования метастазов рака легких в головном мозге.

Трансмембранные рецепторы — белки на мембране, которые при связывании с сигнальной молекулой, например, нейромедиатором, провоцируют клеточный ответ. Для никотинового ацетилхолинового рецептора такими молекулами являются ацетилхолин и никотин, которые, соединяясь с рецептором, активируют его. Однако модулировать это взаимодействие могут и другие молекулы.

Одно из таких взаимодействий решила изучить команда исследователей из США под руководством Роджера Папке (Roger L.Papke) из Университета Флориды, проведя эксперименты in vitro, чтобы разобраться в биохимических основах распространенной у курильщиков утренней привычки выкуривания первой сигареты с чашкой кофе.

Исследование проводилось на двух основных типах никотиновых ацетилхолиновых рецепторов: α4β2 и α7. В первую очередь, авторы хотели проверить, содержится ли в кофе агонист или молчаливый агонист α7 рецептора. Под молчаливым агонистами исследователи понимали вещества, которые не вызывали активации ионных каналов (или вызывали ее в малом количестве), но провоцировали сильные токи, когда применялись совместно с положительным аллостерическим модулятором (ПАМ) — веществом, которое усиливает действие сигнальной молекулы. Авторы выявили, что ответ рецептора на оба вида кофейных зерен был ниже, чем на ацетилхолин (p < 0,0001), а также, что кофе при воздействии на рецептор α7 с ПАМ стимулировал токи сильнее, чем те, что появлялись при воздействии ацетилхолина. При этом реакция на зеленые зерна была больше, чем на обжаренные зерна (p < 0,001).

Далее исследователи выделили низкомолекулярные фракции (менее одного килодальтона) и так же сравнили их эффект с влиянием ацетилхолина. При том, что оба вида кофе с ПАМ вызывали отклик рецептора, только реакция на зеленые зерна была сильнее, чем на ацетилхолин (p < 0,001). Это означало, что в случае обжаренных кофейных зерен в высокомолекулярных фракциях могли содержаться дополнительные молчаливые агонисты. Авторы предположили, что эффект мог быть вызван холином, который является агонистом α7 рецептора и концентрация которого снижается при обжарке в следствие того, что он является одним из предшественников 1-метилпиридина и 1,1-диметилпиридина.

Взаимодействие с другим типом рецептора, α4β2, было более разнообразным. Анализ показал, что оба вида кофейных зерен вызывали значительно меньший отклик, чем ацетилхолин (p < 0,0001), а совместное использование кофе и ацетилхолина, наоборот, ингибировало (снижало) действие ацетилхолина (p < 0,0001). Ответ, вызванный низкомолекулярными фракциями, был ниже, чем от цельного кофе, однако они так же эффективно снижали действие ацетилхолина при совместном использовании.

Чтобы окончательно разобраться с механизмами действия обжаренных зерен, исследователи отдельно изучили его компоненты. Из них только 1-метилпиридин и 1,1-диметилпиридин вызвали рецепторный ответ α7. При этом эффект от 1-метилпиридина был значимым только при совместном применении с ПАМ (p < 0,0001). Последующее исследование 1-метилпиридина показало, что его действие на рецепторы α4β2 с высокой и низкой чувствительностью различается: ответ первых снижается, а последних — повышается.

Авторы показали, что компоненты кофе провоцировали как небольшую активацию одних из основных рецепторов, связанных с никотиновой зависимостью, так и снижение их действия (ингибирование). Кроме того, результаты исследования низкомолекулярных фракций позволяют предположить, что холин играет важную роль в воздействии на никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, а также, что разнообразное влияние 1-метилпиридина на разные типы рецепторов может модулировать влияние никотина.

В следствие активного курения в течение дня никотин воздействует на возросшее количество рецепторов с высокой чувствительностью, которые активируются меньшим количеством вещества, но ограниченны в силе вызванного тока. Таким образом, утром, когда никотин с предыдущего дня уже метаболизировался, кофе помогает настроить действие новой порции никотина, подавляя активацию рецепторов с высокой чувствительностью и усиливая действие рецепторов с низкой чувствительностью, дающих более сильный ответ.

О том, почему так сложно бросить курить мы писали ранее в материале «Затяжное счастье», а про то, какие биохимические процессы связаны с курением, мы рассказывали в материалах «Курение головного мозга» и «Биохимия курильщика»

Анастасия Ляшенко