Хронический воспалительный процесс, который происходит у некоторых, но не у всех пожилых людей, может вызвать проблемы с сердечно-сосудистой системой, показывает новое исследование, проведенное в Стэнфорде. Часть решения может быть найдена в чашке кофе.
Ученые Школы медицины Стэнфордского университета обнаружили связь между преклонным возрастом, системным воспалением, сердечно-сосудистыми заболеваниями и потреблением кофеина.
Обширный анализ образцов крови, данных исследований, а также медицинских и семейных историй, полученных от более чем 100 участников многолетнего исследования, выявил фундаментальный воспалительный механизм, связанный со старением человека и хроническими заболеваниями, которые с ним связаны.
Исследование, опубликованное в Интернете 16 января в журнале «Медицина природы», подразумевает, что этот воспалительный процесс является движущей силой сердечно-сосудистых заболеваний и повышает уровень смертности в целом. Метаболиты, или продукты распада, нуклеиновых кислот — молекулы, которые служат строительными блоками для наших генов — циркулирующие в крови могут вызвать этот воспалительный процесс, показало исследование.
Исследование также предоставляет доказательства того, что кофеин и его собственные метаболиты могут противодействовать действию этих циркулирующих нуклеиновых кислот, что, возможно, объясняет, почему любители кофе живут дольше, чем воздержавшиеся.
«Более 90 процентов всех неинфекционных заболеваний старения связаны с хроническим воспалением», — сказал ведущий автор исследования Дэвид Фурман (David Furman), доктор философии, доцент-консультант Стэнфордского института иммунитета, трансплантации и инфекции. Более 1000 работ подтверждают, что хроническое воспаление способствует развитию многих видов рака, болезни Альцгеймера и других деменций, сердечно-сосудистых заболеваний, остеоартрита и даже депрессии, сказал он.
«Также известно, что потребление кофеина ассоциируется с долголетием», — сказал Фурман. «Многие исследования показали эту связь. Мы нашли возможную причину, по которой это может быть так».
Марк Дэвис, доктор философии, профессор микробиологии и иммунологии и директор Стэнфордского института иммунитета, трансплантации и инфекции, делится старшим автором исследования с Бенджамином Фаустином, доктором философии, клеточным биологом из Университета Бордо во Франции. Дэвис также является исследователем Медицинского института Говарда Хьюза.
Кофеиновая связь
«Наши результаты показывают, что лежащий в основе воспалительный процесс, который связан со старением, не только приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям, но и, в свою очередь, определяется молекулярными событиями, на которые мы можем нацелиться и бороться», — сказал Дэвис, который является профессором семьи Берт и Мэрион Эйвери.
Примечательно, что этот воспалительный механизм был обнаружен только у некоторых, но не у всех пожилых участников исследования. Те, у кого он был относительно спокойным, обычно пили больше кофеиновых напитков. Лабораторные эксперименты показали, что этот механизм напрямую противостоит кофеину и связанным с ним соединениям.
Исследователи также обнаружили, что воспалительный механизм был увлажнен среди пожилых участников, которые склонны пить больше кофеиновых напитков, таких как кофе.
Исследователи сделали это открытие, используя данные, собранные из стэнфордской когорты Эллисон, долгосрочной программы, начатой 10 лет назад Дэвисом и соавтором исследования Корнелией Деккер, доктором медицины, профессором детских инфекционных болезней, для изучения иммунологии старения. В рамках этой программы за здоровыми участниками в возрасте 20-30 лет и другой группой старше 60 лет ежегодно проводился мониторинг посредством обследований, взятия крови и обзоров их медицинской истории.
Для нового исследования, исследователи сравнили кровь, взятую у пожилых и молодых участников исследования, чтобы увидеть, какие гены имеют тенденцию быть более высокоактивными у пожилых людей. Они обнулили два кластера генов, чья активность была связана с выработкой мощного циркулирующего воспалительного белка под названием IL-1-бета. Внутри каждого кластера гены, как оказалось, работали в координации друг с другом.
Исследователи также рассмотрели две отдельные группы пожилых участников: Одна — с высокой активацией одного или обоих кластеров воспалительных генов, другая — с одним или обоими кластерами, демонстрирующими низкую активацию. Рассматривая медицинские истории этих лиц, ученые узнали, что девять из 12 субъектов с высокой кластерной активностью имели высокое кровяное давление, по сравнению только с одним из 11 субъектов с низкой кластерной активностью. Последующие исследования, проведенные соавтором исследования, доктором медицинских наук Франсуа Хаддадом, клиническим адъюнкт-профессором сердечно-сосудистой медицины, показали, что у лиц, входящих в «высокую» группу, гораздо выше вероятность наличия жестких артерий — фактора риска развития сердечно-сосудистых осложнений, чем у лиц, входящих в «низкую» группу.
Кроме того, лица, входящие в низшую группу, в восемь раз чаще, чем лица, входящие в высокую группу, сообщают о том, что у них есть по крайней мере один близкий член семьи, который дожил до 90 лет и старше. Не только это, но и участники группы высокого уровня, которым в 2008 году исполнилось 85 лет, имели значительно больше шансов умереть к 2016 году, чем участники группы низкого уровня. В крови представителей высокой группы также наблюдались признаки повышенной активности свободных радикалов, которые могут нанести вред клеткам, по сравнению с кровью представителей низкой группы. В высокой группе также наблюдались повышенные концентрации IL-1-бета, а также нескольких продуктов нуклеинового кислотного распада, которые могут образовываться при свободно-радикальном действии.
Исследователи обнаружили, что инкубирование типа иммунной клетки с двумя из этих нуклеикокислотных метаболитов повысило активность в одном из кластеров генов, что привело к увеличению производства IL-1-бета. При инъекции в мышей эти вещества вызывали массивное системное воспаление наряду с повышенным кровяным давлением. Кроме того, иммунные клетки проникали и закупоривали почки животных, существенно повышая почечное давление.
Как кофеин может влиять на продолжительность жизни
Заинтригованные корреляцией между здоровьем пожилых участников, активацией гена-кластера и самоотчетными показателями потребления кофеина, исследователи проследили и подтвердили, что кровь из группы с низкой кластерной активностью была обогащена кофеином и рядом его метаболитов, по сравнению с кровью из группы с высокой кластерной активностью. (Примерами таких метаболитов являются теофилин, также содержащийся в чае, и теобромин, который изобилует шоколадом).
Инкубирование иммунных клеток кофеином и продуктами его распада наряду с воспалительно-тревожными метаболитами нуклеиновых кислот существенно препятствовало последним оказывать мощное воспалительное воздействие на клетки.
Мы показали корреляцию между потреблением кофеина и продолжительностью жизни.
«То, что то, что многие люди пьют — и на самом деле любят пить — может иметь прямую выгоду, стало для нас сюрпризом», — сказал Дэвис, который отметил, что исследование не доказало наличие причинно-следственной связи. «Мы не давали некоторым мышам кофе, а другим — без кофеина». Мы показали связь между потреблением кофеина и долголетием. И мы показали более строго, в лабораторных испытаниях, очень правдоподобный механизм, почему это может быть так».
Среди других соавторов Стэнфорда — доктора наук Джунглей Чанг (Junlei Chang), Кристофер Болен (Christopher Bohlen), доктор наук, и Габриэла Фрагиадакис (Gabriela Fragiadakis), бывший аспирант Мэтью Спитцер (Matthew Spitzer), доктор наук о жизни, научный сотрудник Эдвард Ганио (Edward Ganio), доцент кафедры анестезии, периоперационной медицины и лечения боли Brice Gaudilliere (Brice Gaudilliere), доктор наук, профессор микробиологии и иммунологии Гарри Нолан (Garry Nolan), а также профессор гематологии Келвин Куо (Calvin Kuo), доктор наук, доктор философии.
Соавторами исследования также выступили ученые из Медицинского и исследовательского центра «Сидра» в Катаре, Французского национального института здравоохранения и медицинских исследований и Университета Северной Каролины.
Исследование финансировалось Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (грант U19AI090019) и Медицинским фондом Эллисона.
Стэнфордское отделение микробиологии и иммунологии также поддержало эту работу.
Оригинал статьи: http://med.stanford.edu/news/all-news/2017/01/caffeine-may-counter-age-related-inflammation-study-finds.html%20.html