Роль потребления кофе в предупреждении нейродегенеративных заболеваний



Деменция на сегодняшний день является растущей глобальной проблемой здравоохранения из-за старения населения. По оценкам ВОЗ, во всем мире более 50 миллионов человек имели деменцию в 2019 году. Ожидается, что к 2050 году это число увеличится до 152 миллионов [1]. Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенным типом деменции и может быть определена как медленно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, характеризующееся наличием нейритных бляшек и нейрофибриллярных клубков.фигура в результате накопления бета-амилоидного пептида (Аβ) в наиболее пораженной области головного мозга, медиальной височной доле и неокортикальных структурах [2]. Исследования невропатологии в мозге выявили самые ранние признаки нейродегенерации в медиальных структурах височной доли, включая транс энторинальную и энторинальную кору и субикулюм. Интересно, что многочисленные исследования демонстрируют, что нити нейропиля, представляющие собой дистрофические отростки нейронов (то есть аксоны и дендриты), содержащие тау белок, часто предшествуют отложению обнаруживаемых нейрофибриллярных клубков в телах нейронов в пораженных областях мозга. Более того, дистрофические аксоны, демонстрирующие аберрантное накопление мембраносвязанных органелл и аномалии цитоскелета, присутствуют в мозге при болезни Альцгеймера. Во многих случаях эти дистрофические аксоны наблюдались до выявляемого отложения классических тау- и амилоидных белков. Эти данные, а также значительное снижение миелинизации, наблюдаемое в областях мозга, пораженных болезнью Альцгеймера, позволяют предположить, что дисфункция аксонов и дегенерация представляют собой важный компонент патогенеза болезни Альцгеймера [3].

Наиболее заметной клинической особенностью болезни Альцгеймера является раннее нарушение эпизодической памяти, которое проявляется в виде нарушения памяти о недавних событиях, необычных повторяющихся пропусках и трудностях с усвоением новой информации. Например, человек с болезнью Альцгеймера может неоднократно задавать один и тот же вопрос в течение дня, например, что он будет есть на ужин, или часто терять предметы. Потеря памяти, особенно при обучении и сохранении новой информации, отражает нарушение функции гиппокампа и других медиальных структур височной доли, которые являются местами ранних патологических изменений. По мере прогрессирования заболевания симптомы часто проявляются в более стойких нарушениях речи и трудностях при выполнении более сложных повседневных задач. Пациенты прогрессируют от потери повседневной деятельности более высокого уровня, таких как способность выполнять финансовые операции и водить машину или пользоваться общественным транспортом, к отклонениям в более базовых повседневных делах (например, личная гигиена, пользование туалетом). Часто развиваются поведенческие проблемы, которые включают депрессию, апатию, тревогу, возбуждение, психоз (бред и галлюцинации), блуждание и агрессию [4].

Деменция же является скорее клиническим симптомом, чем конкретным заболеванием, и может быть вызвана дегенерацией головного мозга, цереброваскулярными заболеваниями, черепно-мозговой травмой, опухолями головного мозга, внутричерепной инфекцией, метаболическими заболеваниями и ядами.

Инсульт и деменция связаны друг с другом рисками и имеют одни и те же, в значительной степени поддающиеся изменению, факторы риска и защитные факторы. Продольное популяционное исследование показало, что инсульт и деменция имеют около 60 % общих факторов риска и защитных факторов. В принципе, 90 % инсультов и 35 % деменции можно предотвратить. Поскольку инсульт удваивает вероятность развития деменции, а инсульт встречается чаще, чем деменция, более трети случаев деменции можно предотвратить путем предотвращения инсульта [5]. Постинсультная деменция представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения: 30 % выживших после инсульта страдают деменцией. Выявление и профилактика факторов, влияющих на постинсультную деменцию, весьма важны.

Кофе является одним из самых популярных и широко потребляемых напитков во всем мире благодаря его стимулирующему действию на центральную нервную систему, а также благодаря вкусу и аромату. Споры относительно его пользы и рисков все еще существуют, поскольку становятся доступными надежные доказательства, подтверждающие его потенциал укрепления здоровья, но остается неясным вопрос о влиянии потребления кофе на риск развития деменции.

Было проведено исследование, целью которого стало изучение связи кофе с риском развития инсульта, деменции и постинсультной деменции на основе данных, собранных с большой популяционной когорты [6].

После полученного одобрения от Британского биобанка, для проведения исследования было привлечено более 500 000 участников, возрастом от 39 до 74 лет, которые посещали 1 из 22 центров оценки в Великобритании в период с 2006 по 2010 год. Участники предоставили обширную информацию с помощью анкет, интервью, медицинских карт, физических измерений и образцов крови.

Потребление кофе оценивали на исходном уровне с помощью опросника с сенсорным экраном. Участников спросили: «Сколько чашек кофе вы выпиваете каждый день (включая кофе без кофеина)?» Участники выбирали один из следующих вариантов: «Меньше одного», «Не знаю», «Предпочитаю не отвечать» или конкретное количество выпитых чашек кофе в день. Если участники сообщали, что выпивают более 10 чашек в день, их просили подтвердить свой ответ. Кроме того, любителей кофе также спросили: «Какой тип кофе вы обычно пьете?» а затем им было предложено выбрать 1 из 5 взаимоисключающих ответов, а именно: «Кофе без кофеина (любого типа)», «Растворимый кофе», «Молотый кофе, «другой тип кофе» или «предпочитаю не отвечать.

В исследовании также учитывались такие факторы как пол, возраст, этническая принадлежность, уровень образования, доход, статус курения, алкогольный статус, физическая активность, потребление сахаросодержащих напитков, диабет в анамнезе, липопротеины высокой плотности, липопротеины низкой плотности и характер питания.

На исходном уровне было оценено 502 507 участников. После исключения участников моложе 50 лет (n=132 168), без информации о потреблении кофе (n=2074), с распространенным инсультом или деменцией (n=2583), 365 682 участника были в конечном итоге включены в настоящее исследование для оценки взаимосвязей. кофе и чая при инсульте и деменции. Из 365 682 участников средний возраст составлял 60,4±5,1 года, а 167 060 (45,7 %) были мужчинами. В общей сложности 75 986 (20,8 %) участников не пили кофе.

Из 365 682 участников 16,29 % участников сообщили, что выпивают от 0,5 до 1 чашки кофе и ≥4 чашек чая в день, что составляет наибольшую долю, за ними следуют 13,68 % участников, которые пили 0 чашек кофе и ≥ 4 чашки чая в день; кроме того, 12,27 % участников сообщили, что выпивают от 2 до 3 чашек кофе и от 2 до 3 чашек чая в день. По сравнению с характеристиками участников, которые не пили кофе, пьющими кофе чаще были мужчины, белые, бывшие курильщики, нынешние пьющие, имеющие высшее образование и высокий доход. При наблюдении в течение 11,35 лет при впервые выявленном заболевании у 10 053 участников (2,8 %) развился инсульт (5630 ишемических и 1815 геморрагических инсультов), а у 5079 участников (1,4 %) развилась деменция (2128 — болезнь Альцгеймера и 1223 — сосудистая деменция).

После оценки результатов, с учетом многочисленных факторов, потребление кофе было связано с более низким риском деменции и сосудистой деменции, но не с болезнью Альцгеймера. Было обнаружено, что самый низкий риск возникновения деменции при ежедневном уровне потребления от 0,5 до 1 чашки кофе.

Исследователи также оценили связь типов кофе с инсультом и деменцией. Среди любителей кофе 44,0 % участников сообщили о том, что пьют растворимый 17,3 % молотый кофе и 15,7 % кофе без кофеина. По сравнению с кофе без кофеина, растворимый кофе не был связан с инсультом, в то время как молотый кофе был связан с более низким риском инсульта. Когда анализы были стратифицированы по возрасту, связь между потреблением кофе и риском инсульта была более выражена у лиц в возрасте от 50 до 65 лет. Связь потребления кофе с инсультом и деменцией значимо не различалась в зависимости от пола, статуса курения, алкогольного статуса, физической активности и режимом питания.

В этом большом когортном исследовании обнаружили, что участники, которые сообщали о том, что выпивали от 2 до 3 чашек кофе, были связаны со снижением риска инсульта и деменции примерно на 30 %.

Текущее исследование также обнаружило более сильную связь между кофе и ишемическим инсультом по сравнению с геморрагическим инсультом. Исследования показали, что кофе может оказывать различное влияние на разные подтипы инсульта из-за различного патогенеза и патофизиологии подтипов инсульта [1].

Возможный механизм этой взаимосвязи заключается в том, что кофе обратно связан с эндотелиальной дисфункцией, которая является основной причиной ишемического инсульта [7]. Другим потенциальным механизмом может быть то, что кофе содержит кофеин и является богатым источником антиоксидантов, и данные показали, что кофе обратно ассоциировался с кардиометаболическим риском, включая сердечно-сосудистые заболевания, диабет 2 типа, липиды и гипертонию [8]. Кофеин (1,3,7-триметилксантин) из-за своей химической структуры классифицируется как пуриновый алкалоид и является доминирующим физиологически активным соединением в кофейных зернах и безалкогольных напитках. Этот метилксантин относится к наиболее благоприятным используемым психостимуляторам во всем мире. При употреблении чашки сваренного кофе (около 430–440 мл) в организм поступает в среднем 188 мг кофеина (диапазон 147–259 мг в зависимости от рода кофейных зерен). Умеренное потребление кофеина (3–5 чашек в сутки) связано со снижением утомляемости, улучшением когнитивных функций и повышением бдительности, что приводит к повышению результативности психомоторных задач, требующих быстрой реакции. Кроме того, исследования показали, что кофеин обладает антиоксидантными, противовоспалительными, противораковыми, а также нейропротекторными свойствами [9]. Хотя эти объяснения биологически правдоподобны, необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить точные механизмы, лежащие в основе потребления кофе при развитии ишемического инсульта.

Кофе имеет специфическое полифенольное содержание, характеризующееся гидроксикоричными кислотами и катехинами, которые продемонстрировали потенциальные преимущества в улучшении эндотелиальной функции, резистентности к инсулину и противовоспалительных действиях, а также имеют разные молекулы-мишени, таким образом, специфическое полифенольное содержание кофе может играть комбинированную защитную роль в патогенезе инсульта и деменции [10].

Как нейропротекторные эффекты кофеина, так и механизм этого действия изучались на различных экспериментальных моделях заболеваний центральной нервной системы (ЦНС) [11]. Предварительные исследования долгосрочного воздействия кофеина на поведение наивных грызунов не выявили влияния на пространственное обучение и реакцию памяти. Однако позже в нескольких работах было выявлено защитное влияние хронического приема кофеина на возникновение когнитивных нарушений у мышей с болезнью Альцгеймера. Исследователи продемонстрировали, что 12-месячное лечение кофеином предотвращает ухудшение памяти у стареющих грызунов. У стареющих мышей, получавших кофеин, была такая же память распознавания, как и у взрослых мышей, и улучшенная память распознавания по сравнению с их контрольными животными того же возраста. Кроме того, было отмечено, что кофеин предотвращает зависящее от возраста повышение иммуногенности гиппокампа нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) и рецептора тирозинкиназы (TrkB), что может быть механизмом нейропротекторного действия кофеина.

Более поздние исследования показали, что длительное умеренное потребление кофеина также оказывает желаемый эффект на уже существующие симптомы болезни Альцгеймера у старых (18–19 месяцев) мышей [12]. Они обнаружили, что старые грызуны после 4–5 недель приема кофеина в питьевой воде характеризовались значительно лучшей рабочей памятью по сравнению с контрольной группой животных.

Другая гипотеза предполагает, что повышенная выработка спинномозговой жидкости (ЦСЖ) является возможным механизмом, лежащим в основе защитного действия кофеина против болезни Альцгеймера [13]. Исследователи показали, что длительное потребление кофеина может вызывать вентрикуломегалию и усиливать выработку спинномозговой жидкости в результате усиления экспрессии Na+/K+ -АТФаза и мозговой кровоток. Напротив, однократное введение кофеина оказывает противоположный эффект на выработку ЦСЖ.

Один из компонентов кофе, имеющий большое влияние на организм, — это хлорогеновая кислота. Хлорогеновая кислота — это полифенол, который можно найти во фруктах, овощах, специях, оливковом масле, вине, чае и особенно в кофе. И кофе с кофеином, и кофе без кофеина содержат большое количество хлорогеновой кислоты (70–350 мг на чашку кофе), что делает его одним из самых распространенных полифенолов в рационе населения, потребляющего кофе [14]. Многочисленные исследования показали, что он оказывает множество полезных для здоровья эффектов, таких как противовоспалительное, гепатопротекторное, кардиозащитное, химиопрофилактическое, противодиабетическое действие и действие против ожирения [15]. Также появляется все больше доказательств того, что хлорогеновая кислота обладает нейропротекторными свойствами, и кажется, что ее регулярное потребление может снизить риск нейродегенеративных заболеваний и улучшить когнитивные функции.

Широко известно, что хроническое нейровоспаление тесно связано с патогенезом нейродегенеративных заболеваний. Было обнаружено, что хлорогеновая кислота уменьшает нейровоспаление и нейротоксичность в клетках [16].

Как и многие другие полифенолы, кофейная кислота обладает мощными антиоксидантными и поглощающими свободные радикалы свойствами. Его антиоксидантная активность выше, чем антиоксидантная активность многих других важных компонентов кофе, включая хлорогеновую кислоту. Более того, многочисленные исследования показали, что кофейная кислота обладает противовоспалительными, антимутагенными, антибактериальными и антиканцерогенными свойствами, что может быть связано с ее высокой антиоксидантной активностью [17].

Заключение. Благодаря результатам исследований, упомянутых выше, можно сделать вывод что молотый кофе имеет наибольшее влияние на когнитивные способности человека в большей степени благодаря содержанию кофеина и кофеиновой кислоте. Хоть эти исследования и не могут установить истинную причинно-следственную связь, но пропаганда потребления кофе в целях предупреждения нейродегенеративных заболеваний может принести пользу пожилым людям, сокращая риски возникновения инсульта, деменции и болезни Альцгеймера. Так как кофе является одним из самых потребляемых напитков, и поскольку он обычно употребляется на протяжении всей взрослой жизни, даже небольшая польза организму играет большую роль для общественного здравоохранения.

Литература:

1. Mewton L., Visontay R., Hoy N. et al. The relationship between alcohol use and dementia in adults aged more than 60 years: a combined analysis of prospective, individual-participant data from 15 international studies. // Addiction. 2023. 118(3): 412–424.
2. Zhang W., Roberts T. V., Poulos C. J., Stanaway F. F. Prevalence of visual impairment in older people living with dementia and its impact: a scoping review. // BMC Geriatr. 2023. 23(1):63. doi: 10.1186/s12877–022–03581–8.
3. Nicholas M. Kanaan,1 Gustavo F. Pigino,2 Scott T. Brady, et al. Axonal degeneration in Alzheimer’s disease: When signaling abnormalities meet the axonal transport system. // Exp Neurol. 2013. 246:44–53.
4. James E. Galvin, Carl H. Sadowsky. Practical guidelines for the recognition and diagnosis of dementia. // J Am Board Fam Med. 2012. 25(3):367–382.
5. Nguyen J. N., Chauhan A. Bystanders or not? Microglia and lymphocytes in aging and stroke. // Neural Regen Res. 2023. 18(7):1397–1403.
6. Zhang Y., Yang H., Li S., Li W. D., Wang Y. Consumption of coffee and tea and risk of developing stroke, dementia, and poststroke dementia: A cohort study in the UK Biobank. // PLoS Med. 2021. 18(11):e1003830. doi: 10.1371/journal.pmed.1003830.
7. Olas B., Brys M. Effects of coffee, energy drinks and their components on hemostasis: The hypothetical mechanisms of their action. // Food Chem Toxicol. 2019. 127:31–41. doi: 10.1016/j.fct.2019.02.039.
8. Lukitasari M., Saifur Rohman M., Nugroho D. A., et al. Cardiovascular protection effect of chlorogenic acid: focus on the molecular mechanism. // F1000Res. 2020. 9:1462. doi: 10.12688/f1000research.26236.1.
9. Socała K., Szopa A., Serefko A., Poleszak E., Wlaź P. Neuroprotective Effects of Coffee Bioactive Compounds: A Review. // Int J Mol Sci. 2020. 22(1):107. doi: 10.3390/ijms22010107.
10. Surma S., Sahebkar A., Banach M. Coffee or tea: Anti-inflammatory properties in the context of atherosclerotic cardiovascular disease prevention. // Pharmacol Res. 2023. 187:106596. doi: 10.1016/j.phrs.2022.106596.
11. Chrościńska-Krawczyk M., Jargiełło-Baszak M., Wałek M., Tylus B., Czuczwar S. J. Caffeine and the anticonvulsant potency of antiepileptic drugs: experimental and clinical data. // Pharmacol Rep. 2011. 63(1):12–8. doi: 10.1016/s1734–1140(11)70394–2.
12. Schreiner T. G., Popescu B. O. Impact of Caffeine on Alzheimer's Disease Pathogenesis-Protective or Risk Factor? // Life (Basel). 2022. 12(3):330. doi: 10.3390/life12030330.
13. Fardoun M. M., Maaliki D., Halabi N., et al. Flavonoids in adipose tissue inflammation and atherosclerosis: one arrow, two targets. // Clin Sci (Lond). 2020. 134(12):1403–1432. doi: 10.1042/CS20200356.
14. Ruggiero M., Calvello R., Porro C., et al. Neurodegenerative Diseases: Can Caffeine Be a Powerful Ally to Weaken Neuroinflammation? // Int J Mol Sci. 2022 Oct 26;23(21):12958. doi: 10.3390/ijms232112958.
15. Rojas-González A., Figueroa-Hernández C. Y., González-Rios O., et al. Coffee Chlorogenic Acids Incorporation for Bioactivity Enhancement of Foods: A Review. // Molecules. 2022. 27(11):3400. doi: 10.3390/molecules27113400.
16. Kusumah J., Gonzalez de Mejia E. Coffee constituents with antiadipogenic and antidiabetic potentials: A narrative review. // Food Chem Toxicol. 2022 Mar;161:112821. doi: 10.1016/j.fct.2022.112821.
17. LIczbiński P., Bukowska B. Tea and coffee polyphenols and their biological properties based on the latest in vitro investigations. // Ind Crops Prod. 2022. 175:114265. doi: 10.1016/j.indcrop.2021.114265.