Az UV-indukált apoptózis megelőzése koffein által (Caff2)

A koffein világszerte fogyasztott étrend-összetevő. Különféle italokban, például kávéban, teában, üdítőitalokban és kakaóitalokban, valamint csokoládé alapú élelmiszerekben fordul elő. Az Egyesült Államokban a felnőttek 80%-a átlagosan 200 mg/nap koffeint fogyaszt, ami két 5 unciás csésze kávéban vagy négy üdítőben lévő mennyiségnek felel meg. A koffein iránti új érdeklődés a szemészetben azzal a megfigyeléssel jelent meg, hogy a koffein gátolja a szürkehályog kialakulását.

A szürkehályog a vakság vezető oka világszerte, és mindeddig nem létezik jóváhagyott gyógyszer a szürkehályog megelőzésére. Az UVR-B sugárzást az életkorral összefüggő szürkehályog egyik fő kockázati tényezőjeként azonosították. In vitro a Varma kimutatta, hogy a koffein megőrzi az ATP- és a GSH-szintet a lencsében, ha UVR-B-nek van kitéve, és tovább fenntartja a lencse átlátszóságát. Varma ezen túlmenően azt feltételezte, hogy védőhatása a lencsében annak köszönhető, hogy képes megkötni a reaktív oxigénfajtákat (ROS), és elnyomja a toxikus mikroRNS-ek növekedését és az ebből következő géncsendesítést. A galaktoszémiás patkánymodellben Varma kimutatta, hogy a helyi koffein in vivo gátolja a galaktóz szürkehályog kialakulását és megakadályozza a lencse hámsejtek apoptózisát.

Egy további tanulmány bizonyítékot mutatott be arra vonatkozóan, hogy a helyi koffein megakadályozza az in vivo UVR-B által kiváltott szürkehályogot, és gátolja a lencse epiteliális sejtjeinek apoptózisát. A kutatók a koffein védőfaktorát (PF) 1,23-ra becsülték. A PF azonos a fényvédők PF-ével; a toxikus szer küszöbdózisának és a toxikus szer nélküli küszöbdózisnak az aránya. A helyileg alkalmazott koffeinnél megfigyelt PF magasabb volt, mint az orálisan adott E-vitaminnál (PF: 1,14), illetve a C-vitaminnál (PF: 1) megfigyelt PF. Csak a Grx gén biztosít magasabb PF-t (PF 1,3). Ez erősen alátámasztja, hogy a koffein fontos antioxidáns kapacitással rendelkezik in vivo.

A koffein akár 99%-a felszívódik a gyomor-bélrendszerben, és farmakokinetikája hasonló orális és iv. adminisztráció. A májban a koffeint a citokróm P-450 családba tartozó májenzimek, elsősorban a CYP1A2 metabolizálják. A főbb metabolitokról, például az 1-metil-xantinról és az 1-metil-húgysavról számoltak be, hogy még mindig jelentős antioxidáns hatással bírnak. A közelmúltban egy tanulmány megerősítette a kávé és az antioxidáns táplálékkal kombinált védőhatását az életkorral összefüggő szürkehályog ellen. Hidrofób tulajdonságai lehetővé teszik a koffein átjutását az összes biológiai membránon. Egy további tanulmány kimutatta, hogy a koffein szájon át történő bevétel után felhalmozódik a lencse epitéliumában.

A lencse epitéliumának nagy szerepe van a víz, az ionok és a metabolikus homeosztázis egyensúlyában. Ezen túlmenően a lencse epitéliumában lévő csírasejtek tárolót képeznek a lencserost sejtgenerációhoz. Az UVR-B sugárzást a lencse epitéliumában és az alatta lévő lencserostokban található fehérjék és DNS nyelje el, ami károsítja a sejteket. Ha a hámsejtek károsodnak, a lencse növekedése és átlátszósága megzavarodik. Michael et al. transzmissziós elektronmikroszkóppal kimutatták az apoptotikus lencsesejtek megjelenését UVR-B in vivo expozíció után. A küszöbdózis mellett nem találtunk nekrotikus sejteket. Az apoptózis csúcsát órákkal az UVR-B expozíció után találtuk.

Jelen tanulmány célja annak vizsgálata, hogy a koffein felhalmozódása az emberi lencse hámsejtekben orális koffeinbevitel után elegendő-e ahhoz, hogy megakadályozza a kísérleti ultraibolya sugárzás által kiváltott apoptózist.