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科学家发现咖啡因能提高心脏细胞功能
发布日期:2018-07-03  来源:奇点网

  近期北京一直被架在35度以上,每天中午顶着炎炎烈日出去吃中饭,吃完了总得带点冰饮料回来续命才能坚持到晚上下班。别跟奇点糕说总喝饮料不健康,确实顶不住……

  不过诸多夏日冷饮里面确实还有比较健康的,例如提神醒脑的咖啡。曾有队列研究表明,日常喝咖啡与全因死亡率更低有关,特别是心血管疾病风险也有下降。

  如果喝咖啡真的对健康有好处,那么是怎么实现的呢?德国科学家破解了这其中的关键机密。原来,咖啡中含有的咖啡因能够促进一种名为p27的蛋白质进入线粒体,增强心脏细胞的功能,一方面保护其免受损伤,另一方面也能够促进损伤之后的组织修复!而且,每天喝四杯咖啡,体内的咖啡因浓度就足够产生保护效果了!

  研究者给小鼠喂食了一定量的咖啡因,发现衰老小鼠的心肌功能回到了年轻状态,而那些胖胖的小鼠心肌受损以后修复得也更快了!研究结果发表在PLOS Biology

  喝咖啡健康可不是奇点糕瞎吹,2012年,《新英格兰医学杂志》上发表了一项美国科学家带来的队列研究,分析了四十多万人的咖啡摄入习惯显示,喝咖啡与全因死亡率降低有显著关联,不论男女,都是在每天四杯咖啡的时候死亡率降低得最多,都降了12%以上!而且在心脏病方面有明显的保护作用[2]。

  过去的几十年里,科学家们一直认为,这种保护作用是因为咖啡因与腺苷酸受体之间的作用。咖啡因可以抑制磷酸二酯酶(PDEs),增加细胞内钙离子的水平,通过这种方式来促进细胞的功能。

  但是这个猜测有一个致命的不足,那就是想要达到升高钙离子的目的,血清里的咖啡因浓度至少得有500μM才行,可是这个浓度对人类来说已经足以致死了[3]。况且研究者此前也做过估算,每天喝四杯咖啡,血清内咖啡因的生理浓度应该在30μM左右[4]。

  显然,抑制PDEs并不是喝咖啡健康的原因。

  让我们暂时放一放咖啡因的谜团,从今天的另一个主角,p27蛋白说起。

  p27蛋白的大名叫做细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B(CDKN1B),从这个名字也能看出来它是一种能够调控细胞周期的蛋白,更具体一点说,它是一种抑制细胞周期的蛋白,能够减缓、甚至阻止细胞的分裂,许多癌细胞为了自己能够好好发展,都会选择把p27干掉[5]。

  因为这种抑制作用,所以有科学家猜测,敲除p27对于保护心肌细胞是不是有好处呢?毕竟心肌梗死后面临的一大问题是细胞死亡,需要的正是细胞快速增殖,好补上死掉同伴的空岗呀。

  然而令科学家摸不着头脑的是,实验这么做了,观察到的结果居然和预想的完全相反!敲除p27的小鼠别说恢复健康了,它们的梗死面积更大,死亡率也增加了[6]。

  可想而知,在调控细胞周期之外,p27一定还存在其他的功能。

  就是在这种情况下,咖啡和p27被联系了起来。

  德国莱布尼茨研究所研究者在对咖啡因与细胞功能进行研究的时候发现,咖啡因浓度的升高会促进更多p27蛋白进入线粒体。这引起了研究者的注意,因为p27抑制细胞周期的功能主要是细胞核中实现的,事出反常必有妖。

  果不其然,清除了进入线粒体的这部分p27之后,心脏内皮细胞的迁移能力大大降低了,这严重影响了新生组织的形成。另一方面,补充咖啡因则能够促进心肌纤维母细胞的增殖分化!

  出于模拟正常生理咖啡因浓度的目的,研究者给小鼠的饮水中加入了适量的咖啡因,这样小鼠体内的咖啡因浓度可以达到30-50μM[4]。

  这样的饮水持续了十天之后,令人振奋的现象出现了!研究者对小鼠的线粒体呼吸功能进行了检测,发现22个月大、已入花甲之年的小鼠,小心脏竟然活泼有力得像6个月大的年轻鼠一样!

  同样的实验也在另一群小鼠中进行。这些小鼠被故意喂得肥肥胖胖,表现出了一些前驱糖尿病的症状,众所周知,肥胖人群和糖尿病人群发心梗的风险也是很高的。在喝了10天加料水之后,小鼠们经受了一次心肌缺血损伤,模拟心梗的发作。

  咖啡因又立功了,三周过去,喝了咖啡因水的心梗小鼠明显恢复得更好,疤痕更小,心肌壁厚度也更趋向于正常!

  所以想喝饮料的时候,不妨喝点咖啡呗?只要你不加奶不加糖,它就是一种低卡又健康的饮料了(呸那有什么好喝的)。不爱喝咖啡又不想浪费这个健康tip的朋友,茶、可乐、能量饮料都含有不同量的咖啡因,任君选择[7]。

  又找到了喝肥宅快乐水的新理由了呢

  一杯(cup)是250ml

  哦对了,孕妈们喝咖啡还是得注意点儿,虽然现在没有很明确的证据显示咖啡会对妈妈的身体有什么伤害,但是咖啡因摄入量过高的话,宝宝可能会比较容易长胖哦[8]!

    参考资料:

  [1]http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2004408

  [2]https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1112010

  [3] Fisone G, Borgkvist A, Usiello A. Caffeine as a psychomotor stimulant: mechanism of action. Cell Mol Life Sci. 2004; 61:857–872. https://doi.org/10.1007/s00018-003-3269-3 PMID: 15095008

  [4] Spyridopoulos I, Fichtlscherer S, Popp R, Toennes SW, Fisslthaler B, Trepels T, et al. Caffeine enhances endothelial repair by an AMPK-dependent mechanism. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2008; 28:1967–1974. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.108.174060 PMID: 18757291

  [5] https://en.wikipedia.org/wiki/CDKN1B

  [6] Hauck L, Harms C, An J, Rohne J, Gertz K, Dietz R, et al. Protein kinase CK2 links extracellular growth factor signaling with the control of p27(Kip1) stability in the heart. Nat Med. 2008; 14:315–324. https://doi.org/10.1038/nm1729 PMID: 18311148

  [7]https://www.mayoclinic.org/healthy-lifestyle/nutrition-and-healthy-eating/in-depth/caffeine/art-20049372

  [8]https://www.mayoclinic.org/healthy-lifestyle/nutrition-and-healthy-eating/in-depth/caffeine/art-20049372

  作者 | 代丝雨

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