Фермент CYP1A2: генетическая связь кофеина и артериального давления

1956
CYP1A2 и кофеин

CYP1A2 – это важный ген, который помогает расщеплять токсины в нашем организме. Это также ключевой фермент, ответственный за метаболизм кофеина. Поэтому различные генетические вариации в гене CYP1A2 могут оказать большое влияние на то, как кофе повлияет на ваш организм. Более того, варианты CYP1A2 были связаны с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Читайте дальше статью, чтобы узнать больше об этом ферменте и факторах, увеличивающих или уменьшающих его активность.


Статья основана на выводах 52 научных исследований

В статье цитируются такие авторы, как:

Обратите внимание, что цифры в скобках (12, 3 и т.д.) являются кликабельными ссылками на рецензируемые научные исследования. Вы можете перейти по этим ссылкам и ознакомиться с первоисточником информации для статьи.

Внимание! Все статьи на сайте носят информационный характер. Перед использованием тех или иных техник или рекомендаций обязательно проконсультируйтесь со своим врачом или профильным специалистом.


 

Что такое ген CYP1A2

CYP1A2 является важным детоксикационным ферментом, который расщепляет токсичные химические вещества, лекарственные препараты, гормоны и другие продукты метаболизма, чтобы устранить их из вашего организма. Он содержится главным образом в печени. (1, 2)

Этот фермент является одной из монооксигеназ (с одним атомом кислорода) цитохрома Р450 (CYPs). Такие CYP-ферменты выводят большую часть лекарственных средств и токсинов из организма человека. (1)

Помимо печени, CYP1A2 также обнаружен в поджелудочной железе и легких. (2) В печени на его долю приходится примерно 13% от всех CYP-ферментов. (3)

CYP1A2 в метаболизме кофеина
Основные метаболические пути кофеина и участие в них фермента CYP1A2 (источник)

Функции гена CYP1A2

CYP1A2 метаболизирует:
  • Кофеин (CYP1A2 является главным кофеин-метаболизирующим ферментом) (4)
  • Гормоны: мелатонин и эстрогены (эстрон и эстрадиол) (5)
  • Метаболические отходы, такие как билирубин и уропорфириногены (5)
  • Токсины, такие как ароматические гетероциклические амины (в сигаретном дыме, обугленном мясе), полициклические ароматические углеводороды (в сигаретном дыме, выхлопе дизельного двигателя) и афлатоксин B1 (в загрязненных пищевых продуктах) (5)
  • Лекарственные средства: теофиллин, такрин, атипичные антипсихотики, Тайленол (ацетаминофен) и MDMA (экстази) (6, 7, 8)

Фермент CYP1A2 активируется через рецептор ароматических углеводородов (Ahr) (5)

Ген CYP1A2 демонстрирует значительную степень разнообразия своей активности (разница может достигать до 40 раз) между разными людьми в зависимости от их наследственных генов, происхождения и факторов окружающей среды (например, курения, потребления кофе и практикуемой диеты). (2, 3)

Исследования по наследуемости этого гена показывают, что генетические варианты могут определять до 75% активности фермента CYP1A2, в то время как еда, пищевые добавки и курение ответственны за остальные 25%. (9, 10)

Полезные возможности CYP1A2

Этот фермент важен для удаления токсичных химических веществ из нашего тела и переработки гормонов и других продуктов нашего метаболизма.

Потенциальный вред CYP1A2

CYP1A2 активирует канцерогенные агенты, как ароматические гетероциклические амины, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и афлатоксин В1. (5) Затем они должны быть нейтрализованы другими ферментами.

Как повышенная, так и пониженная активность фермента CYP1A2 связана с ростом рисков развития злокачественных опухолей. (1112, 13)

CYP1A2, кофеин и артериальное давление

CYP1A2 – важнейший детоксикационный фермент, расщепляющий токсичные химические вещества, лекарства, гормоны и другие продукты метаболизма. Это основной фермент, ответственный за расщепление кофеина. (31, 32)

Кофеин, как известно, повышает кровяное давление, но эта связь не является прямой и, по-видимому, зависит от работы гена CYP1A2. Кофе может повышать кровяное давление у людей с менее активной версией CYP1A2, в то время как у людей с более активной версией кофе может давать противоположные эффекты. (33, 34, 35)

Полиморфизмы гена CYP1A2

К настоящему времени обнаружено более 40 однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs) в гене CYP1A2. (2)

Исследования показывают, что африканские и азиатские популяции людей имеют в среднем более низкую активность фермента CYP1A2. (5)

RS762551

Полиморфизм rs762551 (также известный как мутация 163C>A или CYP1A2*1F) является одним из наиболее изученных SNPs в гене CYP1A2. Он влияет на активность фермента и тем самым определяет, как организм будет реагировать на кофеин.

Возможны два варианта (аллели): “А” и “С”. Исходные уровни фермента в организме могут быть одинаковы при этих аллелях, но вариант “A” ассоциируется с более высокой “индуктивностью”, что означает, что фермент становится более активным в присутствии индукторов, таких как кофеин или сигаретный дым. (14, 10, 15)

Люди с генотипом “АА” (их еще можно назвать – быстрыми метаболизаторами) перерабатывают кофеин и другие вещества, метаболизируемые этим геном, гораздо быстрее (при индуцировании гена), и эти вещества будут оказывать меньшее влияние на их организм.

Люди с генотипами “АС” и “СС” (медленные метаболизаторы) перерабатывают кофеин и другие вещества, метаболизируемые этим ферментом, медленнее, поэтому эти вещества могут оказывать большее влияние на организм таких людей. Равное количество (в сравнении с “быстрыми метаболизаторами”) выпитого кофеина будет оказывать более негативное воздействие на людей с медленным метаболизмом гена CYP1A2.

В соответствии с вышеизложенным, в небольшом пилотном исследовании с участием 21 человека – 31% медленных метаболизаторов (генотип CC или AC) сообщили о повышенной нервозности после приема кофеина, в то время как ни один из быстрых метаболизаторов (AA) не сообщил об этом эффекте. (16)

CYP1A2 влияет на метаболизм кофеина
Влияние кофеина на организм людей – “быстрых метаболизаторов” (генотип “АА”) (источник)

Исследования показали, что быстрые метаболизаторы (генотип АА):

  • С большей вероятностью получат пользу от кофеина в качестве усилителя своих спортивных результатов (17)
  • Реже подвержены развитию гипертонии (повышенного артериального давления) и болезней сердца, когда они пьют кофе. (18, 19)

Метаанализ из 21 исследования с более чем 10.000 людей показал, что генотип “АА” может быть связан с более высоким риском развития рака легких, но более низким риском рака мочевого пузыря. (11)

С другой стороны, исследования показывают, что медленные метаболизаторы, которые пьют кофе:

  • Имеют повышенный риск развития гипертонии и болезней сердца, когда они регулярно пьют кофе. (18, 19)
  • Могут иметь более низкий риск развития рака молочной железы (у женщин). В частности, в исследовании была обнаружена связь между употреблением кофе в молодом возрасте и более низким риском развития рака молочной железы у женщин, которые являлись медленным метаболизаторами CYP1A2, а также носителями мутации гена BRCA1. (12, 13)

Важно отметить, что только потому, что определенные генотипы связаны с болезнью, это не обязательно означает, что у каждый человека с этим генотипом разовьется та или иная болезнь. Многие факторы, включая другие генетические и экологические воздействия, могут влиять на риск развития гипертонии, сердечно-сосудистых заболеваний и рака.

RS11854147

Люди, имеющие генотип “CC” в полиморфизме RS11854147, являются быстрыми метаболизаторами (более активный фермент CYP1A2), в то время как генотипы “CT’ и “TT” являются медленными метаболизаторами.

В исследовании с участием 717 пожилых людей, которые пили много кофе, быстрые метаболизаторы, как правило, имели более низкую минеральную плотность костной ткани, чем медленные метаболизаторы. (20)

Факторы увеличивающие или уменьшающие активность гена CYP1A2

Исследования с участием человека показали возможности увеличения активности гена CYP1A2 с помощью:

  • Сигаретный дым: прямая зависимость от дозы дыма; рост в 1,72 раза при курении до 20 сигарет в день (3, 5)
  • Потребление кофе: рост в 1,45 раза на один литр ежедневного кофе (213)
  • Обжарка мяса на сковороде при высокой температуре: рост в 1,4 раза (3)
  • Сильно прожаренное мясо при 6-ти дневной диете: рост в 1,89 раза (3)
  • Крестоцветные овощи, в том числе брокколи, капуста, брюссельская и цветная капуста. (22, 23) Например, ежедневное поедание 500 г брокколи повышает активность фермента CYP1A2 в 1,19 раза (3)
  • Тяжелые физические нагрузки (5)
  • Омепразол (5)

Что увеличивает активность фермента CYP1A2 у животных:

Исследования на людях показали возможности снижения активности гена CYP1A2 с помощью:

  • Овощи и зелень – морковь, пастернак, сельдерей и петрушка (25)
  • Куркумин (26)
  • Грейпфрутовый сок и его компонент – нарингенин (27)
  • Эхинацея пурпурная (7)
  • Кверцетин (28)
  • Антибиотики – фторхинолоны (5)
  • Флувоксамин (антидепрессант) (5)

Что снижает активность фермента CYP1A2 у животных:

  • Чай из мяты перечной, ромашки и одуванчика (29)
  • Поедание обычной капусты, в отличие от других крестоцветных овощей (30)

Важно подчеркнуть, что то, что обнаруживается у животных, не всегда совпадает с тем, что позже выявляется у людей. В данном конкретном случае было подтверждено, что вещества, влияющие на CYP1A2 у животных, в одних случаях оказывают такое же действие на человека, а в других – не оказывают никакого действия. (7)

Информация, полученная в результате исследований на животных, приводится в этой статье исключительно в информационных целях и будет обновляться, как только появятся новые результаты исследований на людях.

Некоторые рекомендации по снижению кровяного давления

Ограничить потребление кофеина

В одном исследовании люди с генетически более медленным CYP1A2, потребляющие ежедневно 2-3 чашки кофе, имели на 72% более высокий риск высокого кровяного давления, чем те, кто вообще не пил кофе. Любители кофе (больше 3 чашек в день) имели в 3 раза больший риск развития гипертонии. (37)

Метаанализ из 16 исследований с участием более 1.000 человек показал, что получение 410 мг кофеина в сутки (в различных напитках и формах) повышает систолическое (на 2,04 мм рт. ст.) и диастолическое (на 0,73 мм рт.ст.) артериальное давление. Однако получение кофеина вместе с кофе оказывал незначительное влияние на кровяное давление. (38)

Другой метаанализ подтвердил, что употребление кофеина может повысить кровяное давление в краткосрочной перспективе, в то время как эффект длительного потребления кофе не был значительным.

Потребление энергетических напитков с кофеином (особенно тех, которые содержат более 200 мг кофеина в напитке) может повысить систолическое давление на 4,44 мм рт. ст., а диастолическое артериальное давление – на 2,73 мм рт. ст. в течение следующих нескольких часов. (39)

Физические упражнения снижают артериальное давление
Физические упражнения улучшают сердечно-сосудистое здоровье, вызывая изменения в доставке кислорода, сосудистой системе, периферических тканях и воспалении. (источник)

Практиковать физическую активность

В одном исследовании регулярные физические упражнения сводили на нет эффекты кофеина, повышающие кровяное давление у людей с “более медленной” версией гена CYP1A2. Интенсивные физические упражнения также могут непосредственно повышать активность CYP1A2. (40, 41)

Многочисленные исследования показывают, что физические упражнения могут помочь снизить кровяное давление, как в первые несколько часов после тренировки, так и в долгосрочной перспективе. Стандартно рекомендуются аэробные упражнения (не менее 150 мин/неделя умеренной активности, или 75 мин/неделя повышенной активности), дополненные силовыми тренировками 2 раза в неделю. (42)

Мета-анализ показал снижение артериального систолического давления на 12,26 мм рт. ст. и диастолического артериального давления на 6,12 мм рт.ст. при практике аэробных упражнений. Сочетание умеренных и высокоинтенсивных аэробных упражнений (например, в виде интервальной тренировки) еще больше усиливало эффект снижения артериального давления. (43, 44, 45)

Что касается силовых тренировок, то одно занятие может снизить кровяное давление до 8,2 мм рт. ст. (систолическое) и 4,1 мм рт. ст. (диастолическое) в течение первых часов после тренировки, в то время как в перспективе постоянные силовые тренировки могут снизить давление в среднем на 4-5 мм рт. ст. (систолическое) и 1,7-5 мм рт. ст. (диастолическое). Однако силовые тренировки при гипертонии должны использоваться с осторожностью, потому что они повышают кровяное давление непосредственно во время тренировки, снижая его после. (46, 47, 48, 49)

ЕЩЕ БОЛЬШЕ ПОЛЕЗНОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ АРТЕРИАЛЬНОМ ДАВЛЕНИИ

Информация на этом сайте не была оценена какой либо медицинской организацией. Мы не стремимся диагностировать и лечить любые болезни. Информация на сайте предоставляется только в образовательных целях. Вы должны проконсультироваться с врачом, прежде чем действовать исходя из полученной информации из этого сайта, особенно, если вы беременны, кормящая мать, принимаете лекарства, или имеете любое заболевание.
Оцените эту статью
Среднее 5 Всего голосов (4)