Перевод от Технологий Долголетия
Кофе содержит сотни биологически активных соединений, которые влияют на долгосрочное здоровье. Потребление кофе связано со снижением смертности от всех причин и сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), а также защитой от диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, нейродегенеративных заболеваний, заболеваний печени, рака и астмы. Кроме того, кофе может улучшить фертильность. Три или четыре чашки кофе в день, по-видимому, безопасны и связаны с наиболее благоприятным воздействием кофе. Большинство исследований кофе основаны на данных наблюдений, и было проведено несколько рандомизированных контролируемых исследований.
Какие биологически активные соединения содержатся в кофе?
Биологически активные соединения в кофе включают полифенолы, особенно хлорогеновые кислоты в зеленых зернах и кофейную кислоту в обжаренных кофейных зернах, наряду с алкалоидами (кофеин и тригонеллин) и дитерпенами (кафестол и кахвеол). Многие из этих соединений обладают перекрывающимися эффектами.
Зеленые кофейные зерна содержат группу полифенолов, называемых хлорогеновыми кислотами. Экстракт зеленого кофе продается в виде добавки, чтобы обеспечить концентрированную дозу хлорогеновых кислот. Было показано, что эти соединения снижают кровяное давление, снижают уровень глюкозы в крови, повышают настроение и уничтожают некоторые виды инфекционных бактерий. Хлорогеновая кислота может снизить как систолическое (~ 2,5 мм рт.ст.), так и диастолическое (~ 1,5 мм рт. ст.) кровяное давление.
Это снижение артериального давления не является результатом изменений в выработке азотной кислоты или функции эндотелия. Вместо этого хлорогеновые кислоты ингибируют фермент, называемый альфа-глюкозидазой, который вырабатывается клетками тонкого кишечника для расщепления сложных углеводов и дисахаридов, таких как амилопектин (картофельный крахмал) и сахароза. Это уменьшает поглощение глюкозы во время пищеварения. Небольшое пилотное исследование пожилых людей показало, что кофе без кофеина с высоким содержанием хлорогеновой кислоты улучшает настроение. Другие исследования дали неоднозначные результаты.
Было также доказано, что хлорогеновые кислоты, содержащиеся в кофе, обладают антибактериальными свойствами. Хлорогеновые кислоты ингибируют сортазу А, фермент золотистого стафилококка. Сортаза А также является ферментом, и она связывает белки в клеточной стенке бактерий. Следовательно, ингибирование сортазы А вызывает разрушение бактериальной стенки, что является смертельным для бактерий, подверженных этому эффекту. Это явление может быть палкой о двух концах. Некоторая здоровая кишечная микробиота, включая энтерококки, также подвержена разрушению мембран в результате ингибирования сортазы А.
Кофейная кислота, которая в высокой концентрации содержится в обжаренных кофейных зернах, обладает антиоксидантными, противовоспалительными, противораковыми и противовирусными свойствами. Он также может предотвратить токсичность, связанную с химиотерапией и облучением, снизить вероятность развития диабета, уменьшить усталость, связанную с физической нагрузкой, и помочь предотвратить нейродегенеративные заболевания.
Противоопухолевые свойства кофейной кислоты обусловлены ее антиоксидантными и прооксидантными свойствами. Эти свойства являются функцией её химической структуры, которая имеет свободные ОН-группы, присоединенные к фенольным кольцам.
Эффекты CAPE
Если кофейная кислота этерифицируется, она превращается в фенэтиловый эфир кофейной кислоты (CAPE), который оказывает несколько эффектов на организм, включая ингибирование метилирования ДНК. Метилирование ДНК связано с раком, атеросклерозом, нарушениями импринтинга и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Кроме того, CAPE также может уничтожать раковые клетки. CAPE проникает в раковые клетки, где ДНК с большей вероятностью будет размотана, и взаимодействует с медью с образованием гидроксильных радикалов. Гидроксильные радикалы легко вступают в реакцию с ДНК, вызывая разрывы нитей ДНК. Это ингибирует деление раковых клеток и может вызвать апоптоз.
Исследования in vitro показывают, что кофейная кислота подавляет грипп, простой герпес, вирус полиомиелита и ВИЧ. Кофейная кислота оказывает свое противовирусное действие с помощью множества механизмов. Когда вирусы пытаются внедрить вирусную ДНК в клетки, они могут разорвать нити ДНК до того, как они будут интегрированы в хромосомную ДНК. Также было показано, что CAPE ингибирует действие вирусных интеграз, которые представляют собой ферменты, сращивающие вирусную ДНК в наших хромосомах. Если этот шаг будет сведен на нет, вирусу будет трудно по-настоящему захватить механизм репликации ДНК клетки.
Вирусный белок Tax, который играет ключевую роль в развитии взрослого Т-клеточного лейкоза (ATL), непосредственно ингибируется CAPE. CAPE также тормозит NFkB, подрывая работу Tax. Способность Tax активировать путь NF-κB играет существенную роль в индуцированной HTLV-1 клеточной трансформации.
Считается, что кофейная кислота предотвращает повреждение листьев растений УФ-В-излучением, а также поражение животных рентгеновским излучением во время доклинических испытаний. Точный механизм, с помощью которого это происходит, до конца не изучен. Вызванное рентгеновским излучением повреждение сердца у крыс было предотвращено ранним лечением с использованием CAPE. Было также показано, что кофейная кислота предотвращает повреждение гемопоэтических стволовых клеток в костном мозге мышей, подвергнутых тотальному облучению тела.
Исследователи обнаружили, что кофейная кислота обладает значительным потенциалом в качестве противодиабетического средства за счет снижения выработки глюкозы печенью и улучшения поглощения глюкозы адипоцитами, секреции инсулина и антиоксидантной способности.
В исследованиях на животных было показано, что кофейная кислота уменьшает усталость, вызванную физической нагрузкой. Обработанные животные продемонстрировали более высокую переносимость физической нагрузки, снижение уровня лактата в крови и снижение маркеров окисления печени. Кроме того, CAPE, по-видимому, защищает от гипертермического стресса, вызванного упражнениями на выносливость.
Исследования показывают, что CAPE может быть полезен при лечении нейродегенеративных заболеваний. Лечение CAPE уменьшало вызванный бета-амилоидом апоптоз нейронов и нейровоспаление, улучшало обучение и память, а также защищало мышей от ухудшения пространственного познания. В другом исследовании с использованием клеток нейробластомы человека, плодовых мух и мышей было показано, что CAPE улучшает симптомы заболевания и активирует физиологические функции. Мыши, получавшие CAPE, показали повышенные уровни нейротрофина BDNF, нейронного маркера-предшественника Nestin и маркера дифференцировки NeuN как в коре головного мозга, так и в гиппокампе. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что кофейная кислота может замедлить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, среди прочих.
Кофеин, по-видимому, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) с помощью множества механизмов. По-видимому, он благоприятно регулирует экспрессию LDLR и PCSK9. Экспрессия этих генов в значительной степени контролирует уровень ЛПНП, который считается важным показателем риска сердечно-сосудистых заболеваний.
Было также показано, что это распространенное соединение снижает циркулирующие уровни PCSK9 и увеличивает экспрессию LDLR. Механизмом, лежащим в основе этих изменений, было вызванное кофеином повышение уровня Ca+2 в эндоплазматическом ретикулуме печени (ER). Повышенные уровни ER Ca+2, в свою очередь, блокируют SREBP2, который отвечает за регуляцию PCSK9. Ингибирование PCSK9 приводит к увеличению рецептора липопротеинов низкой плотности (LDLR), который, по сути, является точкой стыковки, где “плохой” холестерин может быть выведен из циркуляции.
Кофеин — самое потребляемое психоактивное вещество на Земле. Он способствует бодрствованию, блокируя аденозиновые рецепторы в головном мозге. Он всасывается и метаболизируется в печени ферментами цитохрома Р450. Параксантин является основным метаболитом кофеина в плазме крови, в то время как метилированные ксантины и метилуровая кислота являются основными метаболитами, обнаруживаемыми в моче.
Документально подтвержденные преимущества кофеина для здоровья включают улучшение настроения, поведения и физической работоспособности, антиоксидантные и противовоспалительные свойства, противомикробную защиту и замедление прогрессирования нейродегенеративных заболеваний и заболеваний печени. Однако слишком большое количество кофеина может вызвать сердечные аритмии и нарушения нормального режима сна, нарушая баланс кальция и метаболизм глюкозы. Также были задокументированы эффекты резистентности к инсулину и канцерогенность. Некоторые исследования указывают на потенциально неблагоприятные последствия, связанные с фертильностью и ранним развитием.
Тригонеллин, как и кофеин, является алкалоидом. Он снижает уровень сахара в крови и липидов в сыворотке крови, обладает противоопухолевыми и противовирусными свойствами, а также обладает нейропротекторным действием. Он также, по-видимому, уменьшает агрегацию тромбоцитов. Многочисленные механизмы, лежащие в основе функции тригонеллина, недостаточно изучены, но известно, что тригонеллин влияет на регенерацию бета-клеток, секрецию инсулина, активные формы кислорода, расширение аксонов и возбудимость нейронов.
Кафестол и кахвеол — это натуральные дитерпены, извлеченные из кофейных зерен. Эти соединения увеличивают циркуляцию жира в кровотоке, подавляют медиаторы воспаления, повышают уровень глутатиона (GSH), предотвращают образование опухолевых кровеносных сосудов, индуцируют апоптоз в опухолевых клетках, защищают печень и обладают антидиабетическими свойствами. Кроме того, эти соединения могут играть важную роль в ремоделировании и потере костной ткани.
Кофе и ожирение
Несколько биологически активных соединений, содержащихся в кофе, включая хлорогеновую кислоту, кофеин, тригонеллин и магний, продемонстрировали эффективность в борьбе с ожирением. Метаанализ тех, кто пьет кофе, выявил противоречивые результаты, но он показал, что мужчины могут получить умеренную пользу от потери веса от употребления кофе.
Побочные эффекты кофе
Высокое содержание кофеина в кофе сопряжено с некоторыми рисками, включая беспокойство, бессонницу, головные боли, дрожь и учащенное сердцебиение. Кофе также может увеличить риск переломов у женщин, а при употреблении во время беременности кофе увеличивает риск низкого веса при рождении и преждевременных родов.
Перевёл: Никита Павловский
Источник: https://www.lifespan.io/topic/the-biological-effects-of-coffee/