Вплив кави без кофеїну на функцію та метаболізм нуклеотидів у нирках

І. М. Рибаковська

1 Кафедра біохімії та клінічної фізіології Медичного університету Гданська, Дебінки 1, 80-211, Гданськ, Польща

Р. Мільчарек

2 Кафедра фармацевтичної біохімії, Медичний університет Гданська, Гданськ, Польща

Є. М. Сломінська

3 Кафедра біохімії, Медичний університет Гданська, Гданськ, Польща

Р. Т. Смоленський

3 Кафедра біохімії, Медичний університет Гданська, Гданськ, Польща

Анотація

Мало відомо про вплив кави, який не пов’язаний з наявністю кофеїну. Метою дослідження було проаналізувати зміни функції нирок та метаболізму нуклеотидів, пов'язані з високим споживанням кави без кофеїну. Миші споживали екстракт кави без кофеїну протягом двох тижнів. Діяльність AMP-дезамінази, екто5'-нуклеотидази, аденозин-дезамінази, пуринових нуклеозид-фосфорилаз вимірювали в корі нирки та мозковому мозку аналізом перетворення субстратів у продукти за допомогою ВЕРХ. Концентрацію нуклеотидів у корі нирки, довгастому мозку та сироватці оцінювали за допомогою ВЕРХ. Активність екто5'-нуклеотидази зросла з 0,032 ± 0,006 до 0,049 ± 0,014 нмоль/мг тканини/хв у корі нирок мишей, яким вводили високу дозу безкофеїнової кави (HDC), разом із підвищенням концентрації аденозину в корі та зменшенням концентрації креатиніну в плазмі. HDC призводить до підвищеної активності екто5′-нуклеотидази в корі нирки, що в результаті збільшує концентрацію аденозину. Дивно, що це спричинило покращення функції виведення нирок.

Вступ

За підрахунками, понад 59% дорослих у Сполучених Штатах п’ють кавові напої, а також в інших розвинених країнах [1]. Хоча споживання кави є переважаючим, приблизно 15% населення США взагалі перестали пити каву, посилаючись на занепокоєння щодо здоров'я, зменшення кількості кави було стратегією запобігання таким симптомам сечовивідних шляхів, як синдром болю в сечовому міхурі [1]. Є повідомлення про рандомізовані контрольовані дослідження хронічного споживання кави, які підтвердили незначне, але статистично значуще підвищення систолічного артеріального тиску та діастолічного артеріального тиску [2].

Хоча споживання кофеїну в діапазоні 200–300 мг збільшує рівень кальцію в сечі як у молодих, так і у людей старшого віку, переважання даних свідчить про те, що кофеїн має більший вплив на метаболізм кальцію та кістки у людей похилого віку [3]. Хоча споживання кофеїну може збільшити виведення кальцію з сечею, кофеїнсодержащі напої асоціюються з меншим ризиком розвитку нефролітіазу. Споживання кофеїну пов'язано з меншим ризиком виникнення каменів у нирках [4].

Також досліджували вплив кави на метаболізм та генотоксичність харчового канцерогену. Кава збільшила експресію CYP1A2 у 16 разів у групі, яка отримувала 5% кави, і приблизно половина цього індуктивного ефекту була приписана кофеїну. Кава також збільшила експресію ферментів, що беруть участь у детоксикації дієтичних канцерогенів, таких як глутатіон S-трансфераза альфа [5]. Існує кілька доказів того, що кофеїн незначно підвищує ризик раку в основних органах [6], але є також дані, що кава може надавати захисний ефект проти раку прямої кишки [7–9]. Є також деякі докази того, що кава призводить до збільшення деяких маркерів запалення.

Прийом кави без кофеїну асоціювався з невеликим і клінічно нерелевантним зниженням середнього діастолічного артеріального тиску [10]. Кава та кава без кофеїну мають здатність покращувати продуктивність під час протоколу вправ на опір [11]. Інші сполуки замість кофеїну, включаючи поліфеноли або інші, можуть бути корисними чи шкідливими [12]. Через наявність у каві та чаї численних природних поліфенольних антиоксидантів, ці напої привернули увагу як можливий безпечний засіб захисту від активних форм кисню [13]. Ряд продуктів харчування та напоїв містять ізотіоціанати, поліфеноли, дитерпени та інші компоненти, які, як повідомляється, індукують глутатіон S-трансферази, ферменти, що детоксикують широкий спектр дієтичних та екологічних забруднень [14–16]. Необхідно враховувати вплив активних сполук кави без кофеїну на роботу нирок.

Нуклеотиди будують ДНК, РНК та інші важливі молекули, такі як коферменти, АТФ, з високими енергетичними зв'язками. Фізіологічна роль реакції, що каталізується ферментами нуклеотидного метаболізму AMP-дезамінази (AMPD) та екто5'-нуклеотидази (e5NT), аденозин-дезамінази (ADA) у нирках, полягає головним чином у регулюванні пулів нуклеотидних аденинів у клітині та контролі концентрації аденозину. Добре доведено, що кофеїн може впливати на аденозинові рецептори як його антагоніст, а також інгібує фосфодіестеразу, відповідальну за трансформацію цАМФ в АМФ. cAMP, зокрема, регулює гормоночутливу до триацилгліцерину ліпазу в жировій тканині [17, 18]. Факти свідчать, що аденозинові рецептори пригнічують ліполіз, зменшуючи активність аденилатциклази, що робить аденозинові рецептори потенційною мішенню при ожирінні та діабеті [17]. Рецептори аденозину розташовані у всьому тілі, але в основному їх можна знайти в мозку, серці, судинах, нирках та жировій тканині. На відміну від ефекту кави, пов’язаного з кофеїном, мало відомо про дію сполук, крім кофеїну, присутніх у каві.

Метою даного дослідження було оцінити вплив кави без кофеїну на ферменти перетворення нуклеотидів, рівень аденозину та енергетичну рівновагу в нирках та її відношення до основних аспектів функції нирок.