Кофе в генах: откуда берутся «кофеманы»

Трудно найти более противоречивый напиток, чем кофе. Многочисленные научные исследования, призванные прояснить наконец, чего от него больше, пользы или вреда, нашли очень много и того, и другого, и что перевешивает на чаше весов, так и остается непонятным. Ясно одно: существуют «кофеманы», не способные нормально функционировать без множества чашечек крепкого кофе в день, и никаких неприятных последствий для своего здоровья от этой привычки не испытывающие. А есть и совсем другие люди, кофе не только любящие, но и способные плохо себя почувствовать даже от полчашки. Они, как правило, предпочитают другой кофеиносодержащий напиток, чай. И как оказалось, все дело, как всегда, в генах.

«Кофейные» гены

Вопреки распространенному представлению, в чае кофеина содержится даже больше, чем в кофе, но он там другой, он мягче действует на сердечно-сосудистую и нервную систему, поскольку присутствует в напитке не в чистом виде, а в сочетании с танином. Новое вещество, теин, сравнительно медленно всасывается в кровь и быстро выводится из организма.

Поэтому кофе значительно более «жесткий» напиток. Он содержит около 1200 химических компонентов, из которых примерно 800 определяют его вкус. А входящие в  состав кофе, помимо кофеина, алкалоиды теобромин и теофиллин, как считается, и отвечают за возникновение «кофезависимости». Страдающие от нее (или наоборот, наслаждающиеся ею) люди не могут жить без кофе, прекрасно себя чувствуя с ним, и буквально умирая без него.

Ученые давно подозревали, что существование индивидуальных различий в реакции организма на кофе объясняется генами. Для прояснения этой загадки даже был создан Coffee and Caffeine Genetics Consortium, участникам которого удалось установить, что специфические вариации двух генов, AHR и CYP1A2, позволяют своим носителям усваивать кофеин лучше остальных. Новое, более масштабное исследование, предпринятое входящими в консорциум генетиками из Гарвардской Школы общественного здоровья, позволило выявить еще шесть «кофейных» генов.

Для этого ученые провели мета-анализ массива данных, полученных в ходе полной расшифровки геномов более чем 120 тысяч регулярных потребителей кофе европейского и афро-американского происхождения. В итоге были выявлены шесть новых участков генома, точечные мутации в которых определяют эффект, оказываемый кофеином на здоровье. Два из них – в районе вовлеченных в метаболизм кофеина генов POR и ABCG2. Еще два связаны с генами BDNF и SLC6A4, влияющими на степень удовольствия, получаемого от кофе. Остальные две вариации затрагивают регулирующие обмен липидов и глюкозы гены GCKR и MLXIPL, которые прежде не подозревали в связи с метаболизмом или с неврологическими эффектами кофеина.

При этом, как оказалось, мутации в генах GCKR, MLXIPL, DNF и CYP1A2 ассоциированы с очень высоким уровнем потребления кофе, а также с пристрастием к курению, склонностью к ожирению и диабету, но, в то же время, нормальными профилями ферментов печени, липидов и факторов воспаления.

Полученные на этот раз результаты подтверждает тезис о том, что «кофе у нас в генах», то есть в основе пристрастия или, наоборот, нелюбви к кофе лежат естественные молекулярные механизмы. Индивидуальный уровень потребления кофеина регулируется в зависимости от способности организма его метаболизировать и получить оптимальный эффект. При этом у «кофеманов» генетически определяемая скорость метаболизма кофеина без ущерба для здоровья наиболее высока, поэтому-то они могут спокойно наслаждаться любимым напитком и не испытывать никакого дискомфорта. 

Многочисленные научные исследования показали, что кофе является источником антиоксидантов, оказывает противовоспалительный эффект, положительно влияет на когнитивную функцию, действует как мягкий антидепрессант. В то же время у кофе была выявлена способность подавлять активность инсулина и повышать кровяное давление, что означает нежелательность его потребления в случае предрасположенности к диабету и гипертонии.

А вот список позитивных и негативных эффектов кофе, выявленных в ходе сравнительно недавних исследований. Первых при этом оказалось больше, чем вторых.

Польза

- в апреле 2014 года международная группа ученых впервые доказала, что кофеин способен сдерживать развитие комлексов избыточно фосфорилированных тау-белков, наличие которых является отличительным признаком болезни Альцгеймера. Эксперименты на мышиной модели заболевания продемонстрировали, что животные под действием кофеина показывают гораздо более высокие, чем в контрольной группе,  результаты в тестах на память, демонстрируя тем самым замедление снижения когнитивных функций.

- в декабре 2013 года норвежские ученые выяснили, что кофе может защитить от редкого заболевания печени - первичного склерозирующего холангита, что подтвердило выявленный ранее эффект благотворного влияния кофе на печень. Регулярное употребление напитка защищает от цирроза и рака печени.

- в сентябре 2013 года в совместном докладе Американского института исследований рака (American Institute for Cancer Research) и Международного фонда исследований рака (World Cancer Research Fund International) были опубликованы данные о том, что каждая чашка кофе, как с кофеином, так и без него, примерно на 7 процентов снижает риск рака эндометрия.

Эти данные подтверждают результаты исследования, проведенного учеными Гарвардского университета в 2011 году. Они установили, что у женщин, выпивающих как минимум четыре чашки кофе в день, на четверть снижается риск развития рака матки по сравнению с теми, кто ограничивается лишь одной чашкой этого напитка. Исследователи связали полученные результаты с тем, что кофе снижает уровень эстрогена и инсулина в крови – гормонов, предрасполагающих к опухолям слизистой оболочки матки. Тот же эффект объясняет, почему ожирение, ведущее к изменению гормонального фона, наоборот, увеличивает риск эндометриального рака.

- в июле 2013 года специалисты Гарвардской школы медицины выяснили, что регулярное потребление кофе практически наполовину снижает риск суицида, во всяком случае среди врачей и медсестер. Ученые объяснили выявленный феномен тем, что кофеин не только стимулирует центральную нервную систему, но и действует как мягкий антидепрессант, усиливая секрецию основных нейромедиаторов в головном мозге - серотонина, дофамина и норадреналина. Этот же эффект объясняет результаты опубликованного в 2011 году исследования, демонстрирующего 15-процентное снижение риска развития депрессии у любителей и, в первую очередь, любительниц кофе.

Вред

- в августе 2013 года масштабное исследование, проведенное группой ученых из университета Южной Каролины, выявило статистически значимую связь между высоким уровнем потребления кофе и смертностью в возрастной группе до 55 лет. Было установлено, что 28 стандартных чашек кофе в неделю (4 чашки кофе в день) - пороговый уровень, превышение которого резко увеличивает статистические показатели смертности от любых причин в этой возрастной группе.

В особенности этот эффект касается мужчин - потребление четырех чашек кофе в день и более повышает смертность в этой группе на 56 процентов по сравнению с теми, кто вообще не пьет кофе. Среди женщин до 55 лет превышение этого порога связано с двукратным повышением уровня смертности. Причины, лежащие в основе этого феномена, еще предстоит установить.

- в феврале 2013 года группа специалистов из Института общественного здравоохранения Норвегии опубликовала итоги длившегося на протяжении десяти лет масштабного исследования, призванного оценить влияние потребляемого матерью кофеина на плод. В ходе исследования была проанализирована информация о почти 60 тысячах беременностей, включая подробные сведения о материнской диете и показателях здоровья ребенка при рождении.

Как оказалось, каждые сто миллиграммов кофеина в день, поступившие в организм беременной женщины из любых источников - кофе, чая, энергетических напитков, шоколада, десертов и пирожных, содержащих какао - более чем на 20 граммов снижают вес плода при рождении и на пять часов увеличивают продолжительность беременности. При этом каждые сто миллиграммов строго «кофейного» кофеина удлиняют срок гестации на восемь часов.

Авторы исследования были сами удивлены полученными результатами, которые идут вразрез с представлением о связи потребления кофеина скорее с преждевременными родами.

Тут стоит отметить, что подобно питательным веществам и кислороду, кофеин легко преодолевает плацентарный барьер, однако внутренние органы растущего эмбриона не вырабатывают ферменты, требующиеся для его эффективного расщепления. Поэтому Всемирная организация здравоохранения рекомендует ограничить потребление кофеина во время беременности 300 миллиграммами в день. В некоторых странах, например, в США этот порог еще ниже - 200 миллиграммов кофеина в день. Такое количество кофеина содержится в 340-граммовой кружке кофе, или пяти чашках чая по 200 граммов, или в шести-семи плитках темного шоколада.