Verhinderung von UV-induzierter Apoptose durch Koffein (Caff2)

Koffein ist ein weltweit konsumierter Nahrungsbestandteil. Es kommt in einer Vielzahl von Getränken wie Kaffee, Tee, Erfrischungsgetränken und Kakaogetränken sowie in Lebensmitteln auf Schokoladenbasis vor. In den Vereinigten Staaten wird von einer durchschnittlichen Koffeinaufnahme von 200 mg/Tag bei 80 % der Erwachsenen berichtet, was der Menge in zwei 5-Unzen-Tassen Kaffee oder vier Limonaden entspricht. Ein neues Interesse für Koffein in der Augenheilkunde entstand mit der Beobachtung, dass Koffein die Kataraktogenese hemmt.

Katarakt ist weltweit die häufigste Ursache für Erblindung, und bis jetzt gibt es kein zugelassenes Medikament zur Vorbeugung von Katarakt. UVR-B-Strahlung wurde als einer der Hauptrisikofaktoren für altersbedingten Grauen Star identifiziert. In vitro zeigte Varma, dass Koffein die ATP- und GSH-Spiegel in der Linse bewahrt, wenn es UVR-B ausgesetzt wird, und außerdem den Zustand der Transparenz in der Linse aufrechterhält. Varma stellte außerdem die Hypothese auf, dass seine Schutzwirkung in der Linse auf seiner Fähigkeit beruht, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) abzufangen und die Erhöhung toxischer microRNAs und die daraus resultierende Gen-Stummschaltung zu unterdrücken. Im galactosämischen Rattenmodell zeigte Varma, dass topisches Koffein in vivo die Bildung von Galactose-Katarakt hemmte und die Apoptose von Linsenepithelzellen verhinderte.

Eine weitere Studie lieferte Hinweise darauf, dass topisches Koffein auch in vivo UVR-B-induzierten Katarakten vorbeugt und die Apoptose von Linsenepithelzellen hemmt. Die Forscher schätzten den Schutzfaktor (PF) von Koffein auf 1,23. Der PF ist identisch mit dem PF für Sonnenschutzmittel; das Verhältnis zwischen der Schwellendosis des toxischen Mittels und der Schwellendosis ohne das toxische Mittel. Der für topisch angewendetes Koffein beobachtete PF war höher als der für peroral verabreichtes Vitamin E (PF: 1,14) bzw. Vitamin C (PF: 1) beobachtete PF. Nur das Grx-Gen liefert einen höheren PF (PF 1,3). Dies unterstützt stark, dass Koffein in vivo eine wichtige antioxidative Kapazität hat.

Bis zu 99 % des Koffeins werden gastrointestinal resorbiert und die Pharmakokinetik ist nach oraler und i.v.-Gabe vergleichbar. Verwaltung. In der Leber wird Koffein durch hepatische Enzyme metabolisiert, die zur Familie der Cytochrome P-450 gehören, hauptsächlich CYP1A2. Es wurde berichtet, dass Hauptmetaboliten wie 1-Methylxanthin und 1-Methylharnsäure immer noch eine signifikante antioxidative Aktivität haben. Kürzlich bestätigte eine Studie die schützende Wirkung von Kaffee in Kombination mit zusätzlichen antioxidativen Nahrungsergänzungsmitteln gegen altersbedingten grauen Star. Seine hydrophoben Eigenschaften ermöglichen dem Koffein den Durchgang durch alle biologischen Membranen. Eine weitere Studie ergab, dass sich Koffein nach oraler Einnahme im Linsenepithel anreichert.

Das Linsenepithel spielt eine wichtige Rolle beim Wasser-, Ionen- und metabolischen Gleichgewicht. Zusätzlich erzeugen die keimenden Zellen im Linsenepithel ein Reservoir für die Bildung von Linsenfaserzellen. UVR-B-Strahlung wird von Proteinen und DNA im Linsenepithel und den darunter liegenden Linsenfasern absorbiert und schädigt die Zellen. Wenn Epithelzellen geschädigt sind, wird das Linsenwachstum und die Transparenz gestört. Michaelet al. demonstrierten das Auftreten von apoptotischen Linsenzellen nach In-vivo-Exposition gegenüber UVR-B mit Transmissionselektronenmikroskopie. Bei der Schwellendosis wurden keine nekrotischen Zellen gefunden. Wir fanden einen Höhepunkt der Apoptose Stunden nach der UVR-B-Exposition.

Die vorliegende Studie zielt darauf ab, zu untersuchen, ob die Koffeinakkumulation in menschlichen Linsenepithelzellen nach oraler Koffeinaufnahme ausreicht, um eine durch experimentelle UV-Strahlung induzierte Apoptose zu verhindern.