Zapobieganie apoptozie wywołanej promieniowaniem UV przez kofeinę (Caff2)

Kofeina jest składnikiem diety spożywanym na całym świecie. Występuje w różnych napojach, takich jak kawa, herbata, napoje bezalkoholowe i napoje kakaowe oraz w produktach spożywczych na bazie czekolady. W Stanach Zjednoczonych średnie spożycie kofeiny wynosi 200 mg dziennie u 80% dorosłych, co odpowiada ilości zawartej w dwóch filiżankach kawy o pojemności 5 uncji lub czterech napojach gazowanych. Nowe zainteresowanie kofeiną w okulistyce pojawiło się wraz z obserwacją, że kofeina hamuje zaćmę.

Zaćma jest główną przyczyną ślepoty na całym świecie i do tej pory nie ma zatwierdzonego leku zapobiegającego zaćmie. Promieniowanie UVR-B zostało zidentyfikowane jako jeden z głównych czynników ryzyka zaćmy związanej z wiekiem. In vitro firma Varma wykazała, że ​​kofeina zachowuje poziomy ATP i GSH w soczewce po ekspozycji na UVR-B, a ponadto utrzymuje stan przezroczystości soczewki. Varma postawił ponadto hipotezę, że jego działanie ochronne w soczewce wynika z jego zdolności do wychwytywania reaktywnych form tlenu (ROS) i hamowania wzrostu toksycznych mikroRNA, aw konsekwencji wyciszania genów. Na szczurzym modelu galaktozemicznym Varma wykazał, że miejscowa kofeina in vivo hamuje powstawanie zaćmy galaktozowej i zapobiega apoptozie komórek nabłonka soczewki.

Dalsze badanie wykazało, że kofeina stosowana miejscowo zapobiega również in vivo zaćmie wywołanej promieniowaniem UVR-B i hamuje apoptozę komórek nabłonka soczewki. Badacze oszacowali współczynnik ochrony (PF) kofeiny na 1,23. PF jest identyczny z PF dla filtrów przeciwsłonecznych; stosunek między dawką progową czynnika toksycznego a dawką progową bez czynnika toksycznego. PF obserwowany dla kofeiny stosowanej miejscowo był wyższy niż PF obserwowany odpowiednio dla witaminy E (PF: 1,14) i witaminy C (PF: 1) podawanej doustnie. Tylko gen Grx zapewnia wyższy PF (PF 1,3). To zdecydowanie potwierdza, że ​​kofeina ma ważną zdolność przeciwutleniającą in vivo.

Do 99% kofeiny jest wchłaniane z przewodu pokarmowego, a farmakokinetyka jest porównywalna po podaniu doustnym i dożylnym. administracja. W wątrobie kofeina jest metabolizowana przez enzymy wątrobowe należące do rodziny cytochromów P-450, głównie CYP1A2. Zgłoszono, że główne metabolity, takie jak 1-metyloksantyna i 1-metylokwas moczowy, nadal mają znaczną aktywność przeciwutleniającą. Niedawno przeprowadzono badanie, które potwierdziło ochronne działanie kawy w połączeniu z dodatkową dietą antyoksydacyjną przeciwko zaćmie związanej z wiekiem. Jej właściwości hydrofobowe umożliwiają przenikanie kofeiny przez wszystkie błony biologiczne. Dalsze badanie wykazało, że kofeina po przyjęciu doustnym gromadzi się w nabłonku soczewki.

Nabłonek soczewki odgrywa główną rolę w równoważeniu wody, jonów i homeostazie metabolicznej. Ponadto komórki kiełkujące w nabłonku soczewki tworzą rezerwuar do wytwarzania komórek włókna soczewki. Promieniowanie UVR-B jest absorbowane przez białka i DNA w nabłonku soczewki i leżących pod nią włóknach soczewki, powodując uszkodzenie komórek. Kiedy komórki nabłonkowe są uszkodzone, zaburzony jest wzrost i przezroczystość soczewki. Michał i in. wykazali pojawienie się apoptotycznych komórek soczewki po ekspozycji in vivo na UVR-B za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Przy dawce progowej nie znaleziono komórek martwiczych. Znaleźliśmy szczyt apoptozy w godzinach po ekspozycji na UVR-B.

Niniejsze badanie ma na celu zbadanie, czy akumulacja kofeiny w ludzkich komórkach nabłonka soczewki po doustnym spożyciu kofeiny jest wystarczająca, aby zapobiec eksperymentalnej apoptozie indukowanej promieniowaniem ultrafioletowym.