Kofeiinin UV-indusoidun apoptoosin ehkäisy (Caff2)

Kofeiini on maailmanlaajuisesti kulutettu ravinnon ainesosa. Sitä esiintyy useissa juomissa, kuten kahvissa, teessä, virvoitusjuomissa ja kaakaojuomissa, sekä suklaapohjaisissa elintarvikkeissa. Yhdysvalloissa 80 % aikuisista saa keskimäärin 200 mg/d kofeiinia, mikä vastaa määrää kahdessa 5 unssin kupissa kahvia tai neljässä virvoitusjuomassa. Uusi kiinnostus kofeiiniin oftalmologiassa syntyi havainnolla, että kofeiini estää kaihien muodostumista.

Kaihi on johtava sokeuden aiheuttaja maailmanlaajuisesti, eikä tähän mennessä ole olemassa hyväksyttyä kaihia estävää lääkettä. UVR-B-säteily on tunnistettu yhdeksi tärkeimmistä ikään liittyvän kaihien riskitekijöistä. In vitro Varma osoitti, että kofeiini säilyttää ATP- ja GSH-tasot linssissä altistuessaan UVR-B:lle ja säilyttää edelleen linssin läpinäkyvyyden. Lisäksi Varma olettaa, että sen suojaava vaikutus linssissä johtuu sen kyvystä poistaa reaktiivisia happilajeja (ROS) ja estää myrkyllisten mikro-RNA:iden kohoamisen ja siitä johtuvan geenien vaimenemisen. Galaktoseemisessa rottamallissa Varma osoitti, että paikallinen kofeiini in vivo esti galaktoosikaihia ja esti linssin epiteelisolujen apoptoosia.

Lisätutkimuksessa esitettiin todisteita siitä, että paikallisesti käytettävä kofeiini estää myös in vivo UVR-B:n aiheuttamaa kaihia ja estää linssin epiteelisolujen apoptoosia. Tutkijat arvioivat kofeiinin suojatekijäksi (PF) 1,23. PF on identtinen aurinkovoiteiden PF:n kanssa; myrkyllisen aineen kynnysannoksen ja ilman myrkyllistä ainetta olevan kynnysannoksen välinen suhde. Paikallisesti käytetylle kofeiinille havaittu PF oli korkeampi kuin suun kautta annetun E-vitamiinin (PF: 1,14) ja C-vitamiinin (PF: 1) PF (PF: 1). Vain Grx-geeni tarjoaa korkeamman PF:n (PF 1,3). Tämä tukee vahvasti sitä, että kofeiinilla on tärkeä antioksidanttikapasiteetti in vivo.

Jopa 99 % kofeiinista imeytyy maha-suolikanavan kautta ja farmakokinetiikka on vertailukelpoinen suun kautta ja i.v. hallinto. Maksassa kofeiinia metaboloivat sytokromi P-450 -perheeseen kuuluvat maksaentsyymit, pääasiassa CYP1A2. Tärkeimmillä metaboliiteilla, kuten 1-metyyliksantiinilla ja 1-metyylivirtsahapolla, on raportoitu edelleen olevan merkittävää antioksidanttivaikutusta. Äskettäin tutkimus vahvisti kahvin suojaavan vaikutuksen yhdistettynä ylimääräiseen antioksidanttiseen ruokavalioon ikään liittyvää kaihia vastaan. Sen hydrofobiset ominaisuudet mahdollistavat kofeiinin kulkeutumisen kaikkien biologisten kalvojen läpi. Lisätutkimuksessa havaittiin, että kofeiini kerääntyy linssin epiteeliin suun kautta otettuna.

Linssin epiteelillä on tärkeä rooli veden, ionien ja metabolisen homeostaasin tasapainottamisessa. Lisäksi linssin epiteelin itävät solut muodostavat säiliön linssikuitusolujen muodostukselle. UVR-B-säteily absorboituu linssin epiteelissä ja alla olevissa linssissä olevissa proteiineissa ja DNA:ssa aiheuttaen vaurioita soluille. Kun epiteelisolut vaurioituvat, linssin kasvu ja läpinäkyvyys häiriintyvät. Michael et ai. osoitti apoptoottisten linssisolujen ilmaantumista UVR-B:lle in vivo -altistuksen jälkeen transmissioelektronimikroskoopilla. Nekroottisia soluja ei löydetty kynnysannoksella. Löysimme apoptoosin huipun tuntia UVR-B-altistuksen jälkeen.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, onko kofeiinin kertyminen ihmisen linssin epiteelisoluihin riittävä kofeiinin oraalisen nauttimisen jälkeen estämään kokeellisen ultraviolettisäteilyn aiheuttaman apoptoosin.