Кофе против стресса и опухолей: какие вещества в кофе связали с защитным эффектом и как они работают

За десятилетия изучения кофе авторы крупных наблюдательных исследований не раз находили связь между его употреблением и меньшим риском сердечно-сосудистых, метаболических и нейродегенеративных заболеваний.

Однако большинство работ раскрывали лишь статистические корреляции, а не причинно-следственные связи.

Биохимические механизмы тоже оставались почти неизученными из-за огромного разнообразия веществ в составе напитка. В свежезаваренный кофе входит более 1000 химических соединений, включая кофеин, хлорогеновую, кофейную и феруловую кислоты, а также дитерпены — кафестол и кахвеол.

Что обнаружили учёные

Исследователи проверили конкретную молекулярную мишень — ядерный рецептор NR4A1. Он регулирует активность генов и участвует в ответе клеток на стресс, воспаление, повреждение тканей и контролирует рост некоторых опухолевых клеток.

Биохимики выяснили, могут ли соединения из кофе связываться с этим рецептором и менять его работу. Результаты опубликованы в журнале Nutrients.

Как проходило исследование

Учёные изучили отдельные вещества, входящие в состав кофе: кофейную, хлорогеновую, феруловую и п-кумаровую кислоты, кофеин, хинную кислоту, а также дитерпены кахвеол и кафестол.

Сначала они приготовили водные экстракты образцов кофе из Гондураса, Мексики, Гватемалы, Сальвадора и Колумбии. С помощью флуоресцентного анализа, поверхностного плазмонного резонанса и молекулярного моделирования учёные оценили, связываются ли вещества с рецептором, насколько сильна эта связь и как молекулы располагаются в структуре NR4A1.

Несколько компонентов кофе связались с NR4A1, включая четыре кислоты, кахвеол и кафестол.

Эксперименты на клетках

Чтобы проверить механизм, учёные провели эксперимент на клетках рабдомиосаркомы Rh30 — они реагируют на изменения активности NR4A1. Экстракты кофе снижали жизнеспособность и рост опухолевых клеток.

Когда исследователи подавили NR4A1 с помощью РНК-интерференции, кофе и его отдельные компоненты стали слабее тормозить рост клеток. Это показало, что эффект частично опосредован именно рецептором NR4A1.

Роль кофеина

Кофеин вёл себя иначе. Он связывался с NR4A1, но в функциональных тестах действовал слабо и непостоянно. Поэтому авторы связали основную активность изученного пути не с кофеином, а с полифенолами и дитерпенами.

Проверка на воспаление

Исследователи также проверили кофейную, феруловую и хлорогеновую кислоты на мышиных макрофагах RAW264.7 как на модели воспалительного ответа. Соединения снижали сигнал, связанный с действием липополисахарида (вещества, запускающего воспалительную реакцию). Это согласуется с ролью NR4A1 в клеточном ответе на воспалительный стресс.

Разные вещества — разные участки

Молекулярное моделирование показало, что полифенолы соединялись с одним участком лиганд-связывающего домена NR4A1, а кахвеол и кафестол — с другим. Так учёные объяснили, почему несколько разных веществ могут влиять на одну молекулярную мишень.

Заваренный кофе и его основные полифенольные компоненты работают как лиганды NR4A1.

В опухолевых клетках они действовали как обратные агонисты — снижали активность процессов, связанных с ростом клеток.

В модели воспаления полифенолы меняли клеточный ответ в направлении, связанном с защитной ролью NR4A1.

Исследование раскрыло один из молекулярных механизмов, связывающих кофе и здоровье, однако авторы подчёркивают: все эксперименты проведены только в лабораторных условиях (на клеточных культурах), и их результаты пока не проверены на людях.