Kofeina jak przełącznik obronny w komórkach - nowe odkrycie naukowców

Zespół pod kierownictwem Charalamposa Rallisa z Queen Mary University of London wykazał, że kofeina uruchamia w komórkach mechanizm powiązany z odpornością na stres oraz naprawą DNA. Do eksperymentów wykorzystano drożdże rozszczepkowe - proste, jednokomórkowe organizmy, które mimo swojej prostoty współdzielą z komórkami ludzkimi wiele kluczowych procesów biologicznych. Badacze ustalili, że kofeina aktywuje w nich enzym AMPK, czyli kinazę białkową pobudzaną przez AMP. Ten sam mechanizm u ludzi i drożdży odpowiada za utrzymanie równowagi metabolicznej i włącza się w sytuacji niedoboru energii w komórce. Sam Rallis porównał to zjawisko do przełącznika, który kofeina przestawia w tryb obronny.

Kofeina włącza starożytny przełącznik

Naukowcy podzielili hodowane komórki drożdży na trzy grupy: zdrowe, pozbawione genów odpowiedzialnych za funkcjonowanie AMPK oraz poddane działaniu substancji uszkadzającej DNA. Taki eksperyment miał zweryfikować, czy wydłużanie żywotności komórek pod wpływem kofeiny rzeczywiście wynika z aktywacji tego konkretnego systemu, a nie jest przypadkowym efektem ubocznym. Z analiz wynika, że sygnały związane z AMPK nasilały się wyraźnie tylko wtedy, gdy komórki dysponowały odpowiednimi genami. Tam, gdzie ich brakowało, większość zaobserwowanych wcześniej efektów po prostu znikała.

Skąd naukowcy wiedzieli, że to nie przypadek

Wyniki trafiły na łamy czasopisma Microbial Cell, co samo w sobie podnosi ich rangę w oczach specjalistów od biologii molekularnej. Dzięki zastosowaniu grup kontrolnych badacze mogli oddzielić działanie samego enzymu od innych procesów zachodzących w komórce, co potwierdziło, że opisywane zjawisko nie jest kwestią zbiegu okoliczności. Taki sposób prowadzenia badań to powszechnie stosowany standard w analizach mechanizmów molekularnych, dzięki czemu wnioski płynące z eksperymentu zyskują dodatkową wiarygodność.

Dwa efekty jednego przełącznika

W rozmowie z redakcją Inc. Rallis zaznaczył, że pobudzenie AMPK wywołuje w komórce dwa równoległe skutki - wzmacnia mechanizmy obronne, a zarazem hamuje procesy wzrostu określane jako anaboliczne. To zestawienie ma istotne znaczenie w praktyce. Komórka, która szybko rośnie i intensywnie się dzieli, zwykle radzi sobie gorzej z naprawą uszkodzonego DNA, natomiast wyhamowanie tempa wzrostu daje jej więcej czasu na regenerację.

Co to znaczy dla badań nad starzeniem

AMPK działa niemal tak samo u drożdży, jak i u człowieka, dlatego wyniki uzyskane na tak prostym modelu komórkowym mogą stać się solidnym punktem wyjścia do dalszych badań. W przyszłości mogłyby one pomóc lepiej zrozumieć ludzki metabolizm, mechanizmy starzenia się organizmu oraz przebieg chorób związanych z wiekiem. Naukowcy z Queen Mary University of London zastrzegają jednak, że pozytywne działanie kofeiny nie oznacza, iż każdy sposób jej spożywania jest bezpieczny - ostrzegają zwłaszcza przed piciem bardzo gorących napojów.

Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem już od 2016 roku uznaje za "bardzo gorący" każdy napój o temperaturze 65 stopni Celsjusza lub wyższej. Jak wynika z badania opublikowanego w International Journal of Cancer, picie takich napojów wiąże się z trzykrotnie wyższym ryzykiem raka płaskonabłonkowego przełyku w porównaniu z piciem napojów letnich.

Badanie objęło niemal milion osób i wykazało dodatkowo, że znaczenie ma także liczba spożywanych dziennie gorących napojów - wypijanie sześciu lub więcej porcji dziennie podnosiło ryzyko tego nowotworu o 71 procent, niezależnie od ich temperatury. Autorzy zaznaczają, że winowajcą nie jest sama kawa czy herbata, lecz zbyt wysoka temperatura płynu, dlatego odczekanie kilku minut po zaparzeniu napoju może realnie ograniczyć ryzyko uszkodzenia błony śluzowej przełyku.