أوضح علماء الكيمياء الحيوية سبب التأثير المفيد للقهوة على الجسم

على مدار عقود من دراسة القهوة، وجد مؤلفو الدراسات الرصدية الكبيرة مرارًا وتكرارًا روابط بين استهلاك القهوة وانخفاض خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية والتمثيل الغذائي والأمراض التنكسية العصبية. لكن الأعمال العلمية عادة ما تكشف عن علاقات إحصائية، وليس علاقات السبب والنتيجة. ظلت الآليات البيوكيميائية أيضًا غير مستكشفة تقريبًا نظرًا للتنوع الكبير في المواد الموجودة في التركيبة. تحتوي القهوة الطازجة على أكثر من 1000 مركب كيميائي، بما في ذلك الكافيين وحمض الكلوروجينيك وحمض الكافيين وحمض الفيروليك، بالإضافة إلى ثنائي التربين كافستول وكاهول. هذه المرة، اختبر الباحثون هدفًا جزيئيًا محددًا: مستقبل NR4A1. ينظم نشاط الجينات ويشارك في الاستجابات الخلوية للإجهاد والالتهابات وتلف الأنسجة ونمو بعض الخلايا السرطانية. قام الباحثون بفحص ما إذا كانت المركبات الموجودة في القهوة يمكن أن ترتبط بهذا المستقبل وتغير وظيفته. ونشرت النتائج في مجلة المغذيات.

لقد درس علماء الكيمياء الحيوية المواد الفردية التي تتكون منها القهوة: أحماض الكافيين، والكلوروجينيك، والفيروليك، والكوماريك، والكافيين، وحمض الكينيك، بالإضافة إلى ديتربين كاهويل وكافيستول. أولاً، تم تحضير مستخلصات مائية لعينات مختلفة من القهوة، بما في ذلك عينات من هندوراس والمكسيك وغواتيمالا والسلفادور وكولومبيا. تم اختبارها للارتباط بمجال ربط يجند لـ NR4A1. أتاح تحليل الإسفار ورنين البلازمون السطحي والنمذجة الجزيئية تقييم حقيقة الارتباط وقوة التفاعل وموقع الجزيئات في بنية المستقبل. ترتبط العديد من مكونات القهوة بـ NR4A1، بما في ذلك الأحماض الأربعة والكاهوول والكافيستول. ولاختبار الآلية، أجرى العلماء تجربة على خلايا الساركوما العضلية المخططة Rh30، التي تستجيب للتغيرات في نشاط NR4A1. قللت مستخلصات القهوة من صلاحيتها ونموها. قام العلماء بقمع NR4A1 باستخدام تدخل الحمض النووي الريبي. بعد ذلك، قامت القهوة ومكوناتها الفردية بتثبيط نمو الخلايا بشكل أقل فعالية. أظهر هذا أن التأثير يتم بوساطة جزئيًا بواسطة مستقبل NR4A1. ورأى الباحثون أيضًا أنه في خلايا Rh30 انخفض نشاط الجينات والبروتينات التي تعتمد عليه. تصرف الكافيين بشكل مختلف. لقد ارتبط بـ NR4A1، لكن كان له نشاط ضعيف وغير متناسق في الاختبارات الوظيفية. لذلك، ربط مؤلفو المقال النشاط الرئيسي للمسار المدروس ليس بالكافيين، بل بالبوليفينول والديتربين. اختبر الباحثون أيضًا أحماض الكافيين والفيروليك والكلوروجينيك في بلاعم الفئران RAW264.7 كنموذج للاستجابة الالتهابية. خفضت المركبات الإشارة المرتبطة بعمل عديد السكاريد الدهني، الذي يؤدي إلى الاستجابة الالتهابية. وكان هذا متسقًا مع دور NR4A1 في الاستجابة الخلوية للإجهاد الالتهابي. وأظهرت النمذجة الحاسوبية أن الكاهول يرتبط بموقع واحد من مستقبل NR4A1، وأحماض الكافيين والفيروليك والكلوروجينيك بموقع آخر. أوضحت النمذجة الجزيئية كيف يمكن للمركبات المختلفة أن تشغل مواقع المستقبلات. ترتبط البوليفينول بمنطقة واحدة من مجال ربط الربيطة لـ NR4A1، ويرتبط الكاهوول والكافيستول بمنطقة أخرى. هذه هي الطريقة التي أوضح بها العلماء سبب تأثير العديد من المواد على نفس الهدف الجزيئي. عملت القهوة المخمرة ومكوناتها الرئيسية من البوليفينول والبولي هيدروكسيل كروابط لـ NR4A1. في خلايا Rh30، كانت بمثابة منبهات عكسية: فقد خفضت نشاط العمليات المعتمدة على المستقبلات المرتبطة بنمو الخلايا السرطانية. في نموذج الالتهاب، غيرت مادة البوليفينول أيضًا الاستجابة الخلوية في الاتجاه الذي ربطه الباحثون بالدور الوقائي لـ NR4A1.

كل هذا معًا كشف عن إحدى الآليات الجزيئية التي تربط بين القهوة والصحة، ولكن حتى الآن فقط في الظروف المختبرية. تحتوي بوليفينول القهوة والديتربينات على هدف بيولوجي محدد – مستقبل NR4A1.