قهوه به دلیل طعم خوشایند و افزایش هوشیاری بسیار محبوب است. اما اکنون یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که کافئین می‌تواند ساعت داخلی سلول‌ها را که عامل پیری آن‌ها است، تنظیم کند.
محققان مشاهده کردند که در مخمر، زمانی که کافئین مسیرهای انرژی مشابه با سلول‌های انسانی تحت استرس را تغییر می‌دهد، روند پیری کند می‌شود.
کاهش روند پیری در سلول‌های مخمر با کافئین
دکتر چارالامبوس (بابیس) رالیس از دانشگاه کوئین مری لندن، مطالعه خود را بر روی گونه‌ای از مخمر به نام Schizosaccharomyces pombe متمرکز کرد. این مخمر به دلیل شباهت‌های ساختاری با مکانیسم‌های رشد و ترمیم DNA در انسان، انتخاب شد.
تیم تحقیقاتی تغییرات طول عمر زمانی (مدت زمانی که سلول‌های غیرتقسیمی زنده می‌مانند) را ثبت کرد و سپس مسیرهای مولکولی‌ای که کافئین فعال کرده بود را شناسایی کرد.
دکتر رالیس می‌گوید: «این هیجان‌انگیزترین یافته ما تاکنون است.» نتایج نشان می‌دهد که کافئین مسیرهای حساس به سوخت را فعال می‌کند، مشابه زمانی که در بدن انسان منابع غذایی کاهش می‌یابد و بدن از ذخایر انرژی استفاده می‌کند.
اهمیت مخمر در درک روند پیری
شاید مخمرها بسیار دور از انسان به نظر برسند، اما مسیرهای تنظیمی اصلی آن‌ها با سلول‌های ما مشترک است. سیستم‌هایی مانند AMPK و TOR در طول صدها میلیون سال حفظ شده‌اند زیرا کارایی بسیار بالایی دارند.
به همین دلیل، مخمر یک مدل آزمایشگاهی ایده‌آل برای بررسی تأثیر ترکیباتی مانند کافئین بر طول عمر و پاسخ به استرس است. یافته‌هایی که در ظروف آزمایشگاهی به دست می‌آیند، اغلب مبنای مطالعاتی در حیوانات و در نهایت در انسان‌ها می‌شوند.
چگونگی تأثیر کافئین بر روند پیری
نقش کلیدی در این فرآیند را آنزیمی به نام AMPK ایفا می‌کند که زمانی که سطح انرژی (ATP) در سلول کاهش می‌یابد، آن را شناسایی می‌کند و متابولیسم را به حالت بقا تغییر می‌دهد.
دکتر جان-پاتریک آلاو، دانشمند پسادکتری که این آزمایش‌ها را انجام داده است، می‌گوید: «کافئین به فعال‌سازی این سوئیچ کمک می‌کند.»
پیش‌تر تصور می‌شد که کافئین مستقیماً TOR را که یک تقویت‌کننده رشد است مسدود می‌کند، اما داده‌های جدید نشان می‌دهند که کافئین ابتدا AMPK را فعال می‌کند و سپس به صورت غیرمستقیم بر TOR اثر می‌گذارد.
در نتیجه، سلول‌ها رشد خود را کند می‌کنند، DNA آسیب‌دیده را ترمیم می‌کنند و دفاع آنتی‌اکسیدانی خود را تقویت می‌کنند؛ پاسخ‌هایی که در بسیاری از موجودات آزمایشگاهی با افزایش طول عمر مرتبط هستند.
شباهت کافئین و متفورمین
متفورمین، داروی رایج دیابت، نیز AMPK را فعال می‌کند و در حال حاضر به عنوان یک داروی ضدپیری در انسان‌ها در حال بررسی است. این شباهت نشان می‌دهد که فواید قهوه ممکن است مشابه مزایای دیده شده در مصرف‌کنندگان متفورمین باشد، اگرچه دوز و سرعت متابولیسم در این دو بسیار متفاوت است.
هر دو ماده باعث کاهش التهاب، حذف پروتئین‌های معیوب از طریق فرایند خودخواری (اتوفاژی) و کنترل سیگنال‌دهی انسولین می‌شوند.
در صورت تأیید ایمنی در آزمایش‌های آینده، پژوهشگران ممکن است دوزهای پایین کافئین را با ترکیبات مشابه متفورمین ترکیب کنند تا ببینند آیا اثرات آن‌ها بدون عوارض جانبی قابل تجمیع است یا خیر.
کافئین و مدیریت استرس سلولی
مسیر AMPK فقط مدیریت انرژی را بر عهده ندارد، بلکه نحوه پاسخ سلول‌ها به استرس‌های ژنتوکسیک مانند تابش یا مواد شیمیایی آسیب‌زننده به DNA را نیز کنترل می‌کند.
داده‌های به‌دست‌آمده از مخمر نشان داد که کافئین حساسیت به آسیب DNA را در برخی موتانت‌ها افزایش می‌دهد و نقش AMPK در پاسخ به آسیب‌ها را برجسته می‌کند.
این نقش دوگانه در کنترل انرژی و ترمیم DNA نشان می‌دهد که کافئین سیستم‌های بقا و کنترل کیفیت سلولی را تنظیم می‌کند.
این موضوع بخشی از یک استراتژی تطبیقی گسترده‌تر برای مقابله با استرس است که در طول تکامل حفظ شده و اکنون درهای جدیدی برای پژوهش‌های ضدپیری گشوده است.
آیا مصرف قهوه با افزایش طول عمر همراه است؟
مطالعات مشاهده‌ای که روی صدها هزار بزرگسال انجام شده است، مصرف دو تا چهار فنجان قهوه در روز را با کاهش مرگ‌ومیر ناشی از همه علل مرتبط می‌دانند.
بررسی‌های مستقل در جمعیت‌های آسیایی نیز نشان‌دهنده محافظت مشابه در برابر بیماری‌های قلبی و برخی سرطان‌ها است.
اما این مطالعات رفتارها را ردیابی می‌کنند نه فرآیندهای بیولوژیکی، بنابراین عوامل تأثیرگذار مانند رژیم غذایی، ورزش و وضعیت اقتصادی می‌توانند نتایج را پیچیده کنند.
یافته‌های مربوط به مخمر اکنون برای این داده‌های جمعیتی، مکانیزمی محتمل در سطح شیمی سلولی ارائه می‌دهد که از تأثیر سایر عوامل مستقل است.
آینده پژوهش درباره کافئین و پیری
مخمر می‌تواند سطوحی از کافئین را تحمل کند که بسیار بیشتر از میزان موجود در یک فنجان قهوه است، بنابراین دوز مصرفی در انسان بسیار اهمیت دارد.
در انسان، AMPK در بافت‌های مختلفی قرار دارد که واکنش‌های متفاوتی دارند؛ بنابراین فواید احتمالی در عضله ممکن است در بافت‌های دیگر مانند DNA هزینه‌هایی به همراه داشته باشد.
مقادیر بالای کافئین می‌تواند فشار خون را افزایش دهد، اضطراب ایجاد کند و خواب را مختل نماید؛ عواملی که اگر کنترل نشوند می‌توانند روند پیری سلولی را تسریع کنند.
برای این که پزشکان بتوانند میزان مناسب مصرف کافئین را توصیه کنند، باید کارآزمایی‌های بالینی انجام شود که به‌طور همزمان فعال‌سازی AMPK، شاخص‌های قلبی-عروقی و عملکرد شناختی را بررسی کنند.
نقش رژیم غذایی و ورزش
ورزش یکی از شناخته‌شده‌ترین روش‌های فعال‌سازی AMPK در بدن انسان است. زمانی که عضلات در حین فعالیت بدنی انرژی مصرف می‌کنند، این مسیر فعال می‌شود تا سلول‌ها بتوانند سازگاری و بازیابی بهتری داشته باشند.
برخی غذاها، به‌ویژه آن‌هایی که سرشار از پلی‌فنول هستند مانند انواع توت و چای سبز، نیز ممکن است باعث تحریک AMPK شوند.
درک چگونگی تأثیر رژیم غذایی و سبک زندگی بر این سیستم می‌تواند به ایجاد عادات روزمره‌ای منجر شود که از روند پیری سالم حمایت می‌کند.
سبک زندگی سالم همچنان کلیدی است
در حال حاضر، مصرف متعادل قهوه یک لذت ایمن است که با داده‌های اپیدمیولوژیک و مطالعات پایه علمی هم‌راستا است. با این حال، شب‌های بی‌خوابی و نوشیدنی‌های انرژی‌زای پر از قند همچنان خطراتی به همراه دارند که هیچ تغییر آنزیمی نمی‌تواند آن‌ها را جبران کند.
مسیرهای حساس به مواد مغذی مانند AMPK نقشه راهی برای درمان‌های آینده فراهم می‌کنند، اما این سبک زندگی، خواب منظم، رژیم غذایی متعادل و تحرک بدنی است که این مسیر را هموار می‌کند.
مطالعات بعدی ممکن است ترکیبات مشابه کافئین را کشف کنند که بتوانند با دقت بیشتری به AMPK متصل شوند و مزایا را بدون عوارض جانبی فراهم کنند.
این مطالعه در مجله Microbial Cell منتشر شده است.
