Prevence UV-indukované apoptózy kofeinem (Caff2)

Kofein je celosvětově konzumovaná složka stravy. Vyskytuje se v různých nápojích, jako je káva, čaj, nealkoholické nápoje a kakaové nápoje, a v potravinářských výrobcích na bázi čokolády. Ve Spojených státech amerických je hlášen průměrný příjem kofeinu 200 mg/den u 80 % dospělých, což odpovídá množství ve dvou 5 uncových šálcích kávy nebo čtyřech limonádách. Nový zájem o kofein v oftalmologii se objevil s pozorováním, že kofein inhibuje kataraktogenezi.

Katarakta je celosvětově hlavní příčinou slepoty a dosud neexistuje žádný schválený lék, který by kataraktu zabránil. UVR-B záření bylo identifikováno jako jeden z hlavních rizikových faktorů katarakty související s věkem. In vitro Varma prokázala, že kofein zachovává hladiny ATP a GSH v čočce při vystavení UVR-B a dále udržuje stav průhlednosti čočky. Varma navíc předpokládal, že jeho ochranný účinek v čočce je způsoben jeho schopností vychytávat reaktivní formy kyslíku (ROS) a potlačovat elevaci toxických mikroRNA a následné umlčování genů. Na modelu galaktosemických potkanů ​​Varma prokázal, že topický kofein in vivo inhiboval tvorbu galaktózové katarakty a zabraňoval apoptóze epiteliálních buněk čočky.

Další studie předložila důkaz, že topický kofein také zabraňuje in vivo UVR-B indukované kataraktě a inhibuje apoptózu epiteliálních buněk čočky. Vyšetřovatelé odhadli ochranný faktor (PF) kofeinu na 1,23. PF je identický s PF pro opalovací krémy; poměr mezi prahovou dávkou toxické látky a prahovou dávkou bez toxické látky. PF pozorovaná pro topicky aplikovaný kofein byla vyšší než PF pozorovaná pro perorálně podávaný vitamin E (PF: 1,14) a vitamin C (PF: 1), v daném pořadí. Pouze gen Grx poskytuje vyšší PF (PF 1,3). To silně podporuje, že kofein má důležitou antioxidační kapacitu in vivo.

Až 99 % kofeinu se vstřebává gastrointestinálně a farmakokinetika je srovnatelná po perorálním a i.v. správa. V játrech je kofein metabolizován jaterními enzymy patřícími do rodiny cytochromů P-450, zejména CYP1A2. Uvádí se, že hlavní metabolity jako 1-methylxanthin a 1-methylmočová kyselina mají stále významnou antioxidační aktivitu. Nedávno studie potvrdila ochranný účinek kávy v kombinaci s doplňkovou antioxidační dietou proti šedému zákalu souvisejícímu s věkem. Jeho hydrofobní vlastnosti umožňují průchod kofeinu přes všechny biologické membrány. Další studie zjistila, že kofein se po perorálním podání hromadí v epitelu čočky.

Epitel čočky hraje hlavní roli při vyvažování vody, iontů a metabolické homeostázy. Kromě toho germinativní buňky v epitelu čočky vytvářejí rezervoár pro tvorbu buněk z vláken čočky. UVR-B záření je absorbováno proteiny a DNA v epitelu čočky a spodních vláknech čočky, což způsobuje poškození buněk. Při poškození epiteliálních buněk dochází k narušení růstu čočky a její průhlednosti. Michael a kol. prokázali vzhled apoptotických čočkových buněk po in vivo expozici UVR-B pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Při prahové dávce nebyly nalezeny žádné nekrotické buňky. Zjistili jsme vrchol apoptózy hodin po expozici UVR-B.

Cílem této studie je zjistit, zda akumulace kofeinu v epiteliálních buňkách lidské čočky po orálním příjmu kofeinu je dostatečná k tomu, aby zabránila experimentální apoptóze vyvolané ultrafialovým zářením.