Από την οστική αντοχή, ως το σύνολο της γήρανσης του οργανισμού, γίνονται τα τελευταία χρόνια συνεχώς ανακαλύψεις βιολογικών “μηχανισμών” που αλλάζουν το τοπίο στην Ιατρική και τη Φαρμακολογία.
Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Λειψίας εντόπισαν έναν ιδιαίτερα ενδιαφέροντα στόχο για την αντιμετώπιση της οστεοπόρωσης: Τον υποδοχέα GPR133, ο οποίος φαίνεται να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της οστικής αντοχής.
Από την άλλη πλευρά, έρευνα από το Queen Mary University of London δείχνει ότι η καφεΐνη μπορεί να ενεργοποιεί έναν αρχαίο μηχανισμό παραγωγής και διαχείρισης ενέργειας μέσα στα κύτταρα, ο οποίος συνδέεται με την ανάπτυξη, την αντοχή στο στρες και την επιδιόρθωση του DNA. Οι διαδικασίες αυτές σχετίζονται στενά με τη γήρανση και ενδέχεται να εξηγούν, τουλάχιστον εν μέρει, γιατί προηγούμενες μελέτες έχουν συνδέσει την κατανάλωση καφεΐνης με πιθανά οφέλη για την υγεία.
Οστεοπόρωση
Ο GPR133 ανήκει στην οικογένεια των υποδοχέων συζευγμένων με πρωτεΐνες G, οι οποίοι βρίσκονται στην επιφάνεια των κυττάρων και επιτρέπουν στον οργανισμό να ανταποκρίνεται σε εξωτερικά και εσωτερικά σήματα. Παρότι η συγκεκριμένη κατηγορία υποδοχέων δεν έχει ακόμη μελετηθεί πλήρως, τα νέα ευρήματα δείχνουν ότι ο GPR133 συμμετέχει ενεργά στις διαδικασίες σχηματισμού και διατήρησης υγιών οστών.
«Όταν ο υποδοχέας επηρεάζεται από γενετικές αλλαγές, τα ποντίκια εμφανίζουν από νεαρή ηλικία σημάδια απώλειας οστικής πυκνότητας, παρόμοια με εκείνα της ανθρώπινης οστεοπόρωσης», εξηγεί η καθηγήτρια Ines Liebscher, επικεφαλής της μελέτης.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την ουσία AP503, έναν παράγοντα που εντοπίστηκε πρόσφατα μέσω υπολογιστικής ανάλυσης και μπορεί να ενεργοποιεί τον GPR133. Η χορήγησή της αύξησε σημαντικά την αντοχή των οστών τόσο σε υγιή ποντίκια όσο και σε ζώα με οστική απώλεια παρόμοια με αυτή της οστεοπόρωσης.
Η οστική υγεία εξαρτάται από μια διαρκή ισορροπία ανάμεσα σε δύο βασικές διαδικασίες: τον σχηματισμό νέου οστού και την αποδόμηση του παλαιού.
Τα οστεοβλαστικά κύτταρα παράγουν νέο οστικό ιστό, ενώ τα οστεοκλαστικά κύτταρα διασπούν τον παλαιό. Όταν η ισορροπία διαταράσσεται και η αποδόμηση υπερτερεί του σχηματισμού, η οστική μάζα μειώνεται και τα οστά γίνονται πιο εύθραυστα.
Η ενεργοποίηση του GPR133 φαίνεται να ενισχύει τη δράση των οστεοβλαστών και ταυτόχρονα να περιορίζει τη δραστηριότητα των οστεοκλαστών. Με αυτόν τον τρόπο, η ισορροπία μετατοπίζεται προς τον σχηματισμό ισχυρότερου και ανθεκτικότερου οστού.
Τα νέα ευρήματα ανοίγουν έναν πολλά υποσχόμενο δρόμο για την ανάπτυξη μελλοντικών θεραπειών κατά της οστεοπόρωσης, αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα πριν από οποιαδήποτε εφαρμογή στον άνθρωπο.
Ο ρόλος του καφέ
Τα νέα ευρήματα προέρχονται από το Εργαστήριο Κυτταρικής Γήρανσης και Κυτταρικής Αδράνειας του Centre for Molecular Cell Biology του πανεπιστημίου και δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Microbial Cell.
Η καφεΐνη είναι η πιο διαδεδομένη νευροδραστική ουσία στον κόσμο, καθώς επηρεάζει τη λειτουργία του εγκεφάλου και του νευρικού συστήματος. Είναι γνωστή κυρίως για την ικανότητά της να αυξάνει την εγρήγορση, όμως οι επιστήμονες ενδιαφέρονται εδώ και χρόνια για την πιθανή σχέση της με χαμηλότερο κίνδυνο ορισμένων ασθενειών που σχετίζονται με τη γήρανση. Μέχρι σήμερα, ωστόσο, δεν ήταν ξεκάθαρο πώς ακριβώς η καφεΐνη μπορεί να προκαλεί αυτές τις επιδράσεις στο εσωτερικό των κυττάρων.
Για να διερευνήσουν τον μηχανισμό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν μονοκύτταρο οργανισμό, τη σχιζομύκητα (fission yeast), ο οποίος παρουσιάζει πολλές σημαντικές βιολογικές ομοιότητες με τα ανθρώπινα κύτταρα. Για τον λόγο αυτό χρησιμοποιείται ευρέως ως μοντέλο για τη μελέτη βασικών κυτταρικών λειτουργιών.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι η καφεΐνη φαίνεται να επηρεάζει τη γήρανση ενεργοποιώντας ένα ιδιαίτερα διατηρημένο, εξελικτικά, σύστημα ανίχνευσης της κυτταρικής ενέργειας.
Προηγούμενη έρευνα της ίδιας ομάδας είχε δείξει ότι η καφεΐνη μπορούσε να παρατείνει τη ζωή των κυττάρων επηρεάζοντας το TOR (Target of Rapamycin), έναν βασικό ρυθμιστή της κυτταρικής ανάπτυξης. Το TOR λειτουργεί σαν ένας διακόπτης που βοηθά το κύτταρο να αποφασίσει αν πρέπει να αναπτυχθεί, ανάλογα με τη διαθέσιμη τροφή και ενέργεια.
Η νέα μελέτη, όμως, αποκάλυψε κάτι απρόσμενο: Η καφεΐνη δεν φαίνεται να δρα απευθείας στο TOR, αλλά μέσω ενός άλλου σημαντικού μηχανισμού, του AMPK.
Το AMPK (AMP-activated protein kinase) λειτουργεί ως αισθητήρας της ενεργειακής κατάστασης του κυττάρου. Με απλά λόγια, λειτουργεί σαν «μετρητής καυσίμου», εντοπίζοντας πότε τα ενεργειακά αποθέματα μειώνονται και ενεργοποιώντας μηχανισμούς που βοηθούν το κύτταρο να προσαρμοστεί.
«Όταν τα κύτταρα έχουν χαμηλά επίπεδα ενέργειας, το AMPK ενεργοποιείται για να τα βοηθήσει να ανταπεξέλθουν. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η καφεΐνη βοηθά να ενεργοποιηθεί αυτός ο μηχανισμός», εξηγεί ο Dr. Charalampos (Babis) Rallis, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Το εύρημα είναι σημαντικό επειδή το AMPK υπάρχει τόσο στη ζύμη όσο και στον άνθρωπο, γεγονός που το καθιστά ιδιαίτερα ενδιαφέρον στόχο για την έρευνα σχετικά με τον μεταβολισμό, τη γήρανση και διάφορες ασθένειες.
Το AMPK συνδέεται επίσης με τη μετφορμίνη, ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο φάρμακο για τον διαβήτη, το οποίο έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον των επιστημόνων και στον τομέα της μακροζωίας. Παράλληλα, η ραπαμυκίνη, μια ουσία που επηρεάζει το TOR, μελετάται για πιθανές επιδράσεις στη διάρκεια ζωής.
Η σχέση της καφεΐνης με το AMPK αποκτά έτσι ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς η ενεργοποίηση αυτού του μηχανισμού επηρεάζει διαδικασίες που συνδέονται με τη γήρανση και την υγεία, όπως η κυτταρική ανάπτυξη, η αντιμετώπιση του στρες και η επιδιόρθωση του DNA.
Η επιδιόρθωση του DNA είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς οι γενετικές βλάβες συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου. Όταν τα κύτταρα δεν μπορούν να τις διορθώσουν αποτελεσματικά, η λειτουργία τους μπορεί να υποβαθμιστεί και να αυξηθεί ο κίνδυνος εμφάνισης ασθενειών.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι τα ευρήματα δεν αποδεικνύουν πως η κατανάλωση καφέ παρατείνει τη ζωή. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε ζύμη και τα αποτελέσματα σε απλούς οργανισμούς δεν μεταφράζονται αυτομάτως στον άνθρωπο.
