Научная статья на тему 'Оценка цитогенетической и мутаген-модифицирующей активности кофеина в клетках костного мозга мышей'

Оценка цитогенетической и мутаген-модифицирующей активности кофеина в клетках костного мозга мышей Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
1017
210
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Ключевые слова
КОФЕИН / МУТАГЕНЫ / ХРОМОСОМНЫЕ АБЕРРАЦИИ / МЫШИ / CAFFEINE / MUTAGENS / CHROMOSOMAL ABERRATIONS / MOUSE

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Дурнев Андрей Дмитриевич, Кулакова А. В., Жанатаев А. К., Оганесянц Л. А.

Исследовали цитогенетическую и мутаген-модифицирующую активность кофеина методом учета хромосомных аберраций в клетках костного мозга мышей-гибридов F 1 CBAxC57BL/6. Кофеин per se вводили внутрижелудочно или внутрибрюшинно, а в сочетании с мутагенами внутрижелудочно. Мутагены инъецировали внутрибрюшинно. Кофеин в дозах 10 и 100 мг/кг (однократно) и в дозе 10 мг/кг (пять дней) при парентеральном и энтеральном введениях не обладал цитогенетической активностью. В сочетании с мутагенами кофеин (1, 10 и 100 мг/кг) не влиял на цитогенетическую активность диоксидина (200 мг/кг в/б) при однократном совместном, предварительном пятидневном или совместном пятидневном введении. В сочетании с другими мутагенами при тех же режимах обработки кофеин в дозах 10 и 100 мг/кг значимо увеличивал цитогенетический эффект циклофосфамида (20 мг/кг) при предварительной обработке животных, и в дозе 100 мг/кг значимо ослаблял цитогенетический эффект цисплатина (5 мг/кг) при однократном и повторном совместных введениях. Таким образом, показано отсутствие у кофеина цитогенетической активности in vivo и выявлено разнонаправленное влияние кофеина в дозировках, значительно превышающих его ежедневное потребление, на проявление цитогенетических эффектов отдельных химических мутагенов при некоторых режимах обработки животных.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Дурнев Андрей Дмитриевич, Кулакова А. В., Жанатаев А. К., Оганесянц Л. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Evaluation of the cytogenetic and mutagen-modifying activity of caffeine in mouse bone marrow cells

The cytogenetic and mutagen-modifying activity of caffeine was studied with the method of chromosomal aberrations in bone marrow cells of mice hybrids F1 CBAxC57BL/6. Caffeine per se was administered intragastrically or intraperitoneally, and in combination with mutagens intragastrically. Mutagens injected intraperitoneally. Caffeine at doses of 10 and 100 mg/kg (single dose) and 10 mg/kg (five days) in parenteral administration and oral introduction failed to possess cytogenetic activity. In combination with mutagens caffeine (1, 10 and 100 mg/kg) had no effect on the cytogenetic activity of dioxydine (200 mg/kg/ intraperitoneally) for a single coadministration, five-day pre or five-day coadministration. In combination with other mutagens under the same processing conditions caffeine at doses of 10 and 100 mg/kg significantly increased cytogenetic effects of cyclophosphamide (20 mg/kg) in the pretreatment of the animals and at the dose of 100 mg/kg significantly attenuated the cytogenetic effect of cisplatin (5 mg/kg) in single and repeated co-administration. Thus we have shown the absence of caffeine cytogenetic activity in vivo and showed the multidirectional effect of caffeine in doses far exceeding its daily consumption, to the manifestation of cytogenetic effects of certain chemical mutagens in some modes ofprocessing animals.

Текст научной работы на тему «Оценка цитогенетической и мутаген-модифицирующей активности кофеина в клетках костного мозга мышей»

Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование

О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015

УДК 613.37:547.857.4]=092:612.6.05]-092.9

Дурнев А.Д.1, Кулакова А.В.1, Жанатаев А.К.1, Оганесянц Л.А.2

ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ И МУТАГЕН-МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ КОФЕИНА В КЛЕТКАХ КОСТНОГО МОЗГА МЫШЕЙ

'ФГБУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова» РАН, 125315, Москва; 2ГНУ «ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности» РАН, 119435, Москва

Исследовали цитогенетическую и мутаген-модифицирующую активность кофеина методом учета хромосомных аберраций в клетках костного мозга мышей-гибридов Fj CBAxC57BL/6. Кофеин per se вводили внутрижелудочно или внутрибрюшинно, а в сочетании с мутагенами - внутрижелудочно. Мутагены инъецировали внутрибрюшинно. Кофеин в дозах 10 и 100 мг/кг (однократно) и в дозе 10 мг/кг (пять дней) при парентеральном и энтеральном введениях не обладал цитогенетической активностью. В сочетании с мутагенами кофеин (1, 10 и 100 мг/кг) не влиял на цитогенетическую активность диоксидина (200 мг/кг в/б) при однократном совместном, предварительном пятидневном или совместном пятидневном введении. В сочетании с другими мутагенами при тех же режимах обработки кофеин в дозах 10 и 100 мг/кг значимо увеличивал цитогенетический эффект циклофосфамида (20 мг/кг) при предварительной обработке животных, и в дозе 100 мг/кг значимо ослаблял цитогенетический эффект цисплатина (5 мг/кг) при однократном и повторном совместных введениях. Таким образом, показано отсутствие у кофеина цитогенетической активности in vivo и выявлено разнонаправленное влияние кофеина в дозировках, значительно превышающих его ежедневное потребление, на проявление цитогенетических эффектов отдельных химических мутагенов при некоторых режимах обработки животных.

Ключевые слова: кофеин; мутагены; хромосомные аберрации; мыши. Для цитирования: Гигиена и санитария. 2015; 94(3): 106-110.

Durnev A.D.1, KulakovaA.V.1, ZhanataevA.K.1, OganesyantsL.A.2 EVALUATION OF THE CYTOGENETIC AND MUTAGEN-MODIFYING ACTIVITY OF CAFFEINE IN MOUSE BONE MARROW CELLS

1Zakusov Institute of Pharmacology, Moscow, Russian Federation, 125315; 2Scientific and Research Institute of Brewing, NonAlcoholic Beverage and Wine Industries, Moscow, Russian Federation, 119435

The cytogenetic and mutagen-modifying activity of caffeine was studied with the method of chromosomal aberrations in bone marrow cells of mice hybrids F1 CBAxC57BL/6. Caffeine per se was administered intragastrically or intraperitoneally, and in combination with mutagens - intragastrically. Mutagens injected intraperitoneally. Caffeine at doses of 10 and 100 mg/kg (single dose) and 10 mg/kg (five days) in parenteral administration and oral introduction failed to possess cytogenetic activity. In combination with mutagens caffeine (1, 10 and 100 mg/kg) had no effect on the cytogenetic activity of dioxydine (200 mg/kg/ intraperitoneally) for a single coadministration, five-day pre or five-day coadministration. In combination with other mutagens under the same processing conditions caffeine at doses of 10 and 100 mg/kg significantly increased cytogenetic effects of cyclophosphamide (20 mg/kg) in the pretreatment of the animals and at the dose of 100 mg/kg significantly attenuated the cytogenetic effect of cisplatin (5 mg/kg) in single and repeated co-administration. Thus we have shown the absence of caffeine cytogenetic activity in vivo and showed the multidirectional effect of caffeine in doses far exceeding its daily consumption, to the manifestation of cytogenetic effects of certain chemical mutagens in some modes ofprocessing animals.

Key words: caffeine; mutagens; chromosomal aberrations; mouse. Citation: Gigiena i Sanitariya. 2015; 94(3): 106-110. (in Russ.)

Кофеин - одно из наиболее распространенных соединений, систематически употребляемых человеком в значительных дозах [1]. Ежедневное потребление кофеина с продуктами питания составляет 200-300 мг [2] при рекомендуемых 50-150 мг [3], а его назначение в качестве лекарственного средства может достигать 1 г/сут [4]. Появляются многочисленные данные о профилактических эффектах кофеина и/или кофеинсодер-жащих продуктов, выражающиеся в снижении риска развития болезни Паркинсона, диабета, заболеваний

Для корреспонденции: Дурнев Андрей Дмитриевич, food2003@yandex.ru

For correspondence: Durnev A.D., food2003@yandex.ru

печени и сердечно-сосудистой системы [5]. Эти наблюдения обеспечивают базу для дальнейшего нарастания пищевого и лекарственного потребления кофеина и актуализирует вопрос о его генотоксической безопасности.

Оценке генотоксичности кофеина посвящено более тысячи работ, но их результаты противоречивы [6-8]. Одни авторы выражают мнение о том, что в зависимости от протокола исследования и использованной тест-системы оценки кофеин может демонстрировать комутагенные или антимутагенные свойства, но сам не является мутагеном [7]; другие указывают на мутагенные и комутагенные эффекты кофеина, в том числе в экспериментах in vivo [9].

Таблица 1

Исследование цитогенетических эффектов кофеина (в мг/кг) в клетках костного мозга мышей F1 CBAxC57BL/6

на 100 клеток

Условия эксперимента Клетки Гепы Одиночные фрагменты Парные фрагменты Обмен Клетки с множественными повреждениями Всего поврежденных метафаз (M ± m %) Уровень значимости

Контроль:

самцы 500

самки 500

Кофеин перорально:

10 мг/кг 500

100 мг/кг 500 Кофеин внутрибрюшинно:

10 мг/кг 500

100 мг/кг 500

Кофеин перорально:

самцы 10 мг/кг 500

самки 10 мг/кг 500 Кофеин внутрибрюшинно:

самцы 10 мг/кг 500

самки 10 мг/кг 500

0,4 0,8 0 0 0

0,2 0,6 0 0 0 Острый эксперимент, однократное введение (самцы)

0 0

0,2 0

0,6 0,2

0,2 0,4

1,4 1,0

0,2 0

0,8 0 0 0,8 0 0 Хроника (5-дневное введение)

0,8 0,6

1,0 1,0

1,2 ± 0,5 0,8 ± 0,4

1,6 ± 0,6 1,0 ± 0,4

1,0 ± 0,4 0,8 ± 0,4

1,4 ± 0,5 0,8 ± 0,4

1,2 ± 0,5 1,4 ± 0,5

> 0,05

> 0,05

> 0,05

> 0,05

> 0,05

> 0,05

> 0,05

> 0,05

Настоящая работа построена на ранее апробированном методическом подходе, предполагающем комплексное исследование мутаген-модифицирующих эффектов при разных режимах обработки с различными индукторами мутагенеза in vivo [10]. Ее цель - исследование цитогенетической активности и мутаген-модифицирующих эффектов кофеина в клетках костного мозга мышей.

Материалы и методы

Эксперименты выполнены на самцах и самках мышей-гибридов Fj CBAxC57BL/6, в возрасте 8-12 нед, массой 20 ± 1,0 г (питомник РАН «Столбовая» РАН).

Мыши содержались в условиях вивария НИИ фармакологии РАН при 12-часовом световом режиме, свободном доступе к воде и пище. Основные правила содержания и ухода соответствовали нормативам, данным в руководстве National Research Council-2011, и правилам, утвержденным ГОСТ Р 53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики». Все процедуры по рутинному уходу за животными выполняли в соответствии с СОП лаборатории.

Для индукции хромосомных повреждений использовали диоксидин (1,4 - ди- N-окись 2,3-бис - (оксиметил) хиноксалина, «Фармакон», Россия) вдозе200мг/кг, цикло-

Таблица 2

Оценка влияния кофеина на цитогенетическую активность циклофосфамида в клетках костного мозга самцов мышей Ft CBAxC57BL/6

Условия эксперимента Клетки на 100 клеток Всего поврежденных метафаз (M ± m %) Повышение эффекта мутагена (%) Уровень значимости

Гепы Одиночные фрагменты Парные фрагменты Обмен Клетки с множественными повреждениями

Контроль 500 0,4 0,8 0 0 0 1,2 ± 0,5

Острый эксперимент

Циклофосфамид +кофеин:

20 мг/кг 500 0,4 16,2 0,2 2,2 6,4 21,4 ± 1,8

1 мг/кг 400 1,0 13,3 0 2,8 3,8 15,5 ± 1,8 0 > 0,05

10 мг/кг 500 0,8 23,0 0,4 1,8 4,8 22,0 ± 1,9 0 > 0,05

100 мг/кг 500 0,8 22,8 0,2 2,2 5,0 25,8 ± 2,0 0 > 0,05

Предобработка

Циклофосфамид +кофеин:

однократно 20 мг/кг 500 1,4 12,2 0,2 1,6 5,0 15,2 ± 1,6

1 мг/кг 500 0,8 10,8 0,6 1,2 3,4 14,0 ± 1,6 0 > 0,05

10 мг/кг 500 0,8 22,0 0,6 2,2 12,4 28,2 ± 2,0 100 < 0,001

100 мг/кг 500 0,4 16,8 1,0 1,8 16,0 28,0 ± 2,0 100 < 0,001

Совместное введение

Циклофосфамид +кофеин:

20 мг/кг 500 1,8 10,8 0 3,5 11,0 22,3 ± 1,9

1 мг/кг 500 1,6 9,4 0,2 3,0 7,0 22,6 ± 1,9 0 > 0,05

10 мг/кг 500 0,6 14,6 0 1,6 6,6 19,2 ± 1,8 0 > 0,05

100 мг/кг 500 1,0 11,6 0 4,2 12,0 24,4 ± 1,9 0 > 0,05

Таблица 3

Оценка влияния кофеина на цитогенетическую активность цисплатина в клетках костного мозга самцов мышей F1 CBAxC57BL/6

Условия эксперимента Клетки на 100 клеток Всего поврежденных метафаз (M ± m %) Повышение эффекта мутагена (%) Уровень значимости

Гепы Одиночные фрагменты Парные фрагменты Обмен Клетки с множественными повреждениями

Контроль 500 0,4 0,8 0 0 0 1,2 ± 0,5

Острый эксперимент

Цисплатин +кофеин:

однократно 5 мг/кг 500 3,2 7,0 0,2 1,2 1,2 11,0 ± 1,4

1 мг/кг 500 1,2 5,6 0,4 1,0 0,2 6,6 ± 1,1 0 > 0,05

10 мг/кг 500 2,2 5,4 0 0,6 0,4 7,0 ± 1,1 0 > 0,05

100 мг/кг 500 1,4 3,6 0,6 1,0 0,2 6,0 ± 1,1 46 > 0,05

Предобработка

Цисплатин +кофеин:

однократно 5 мг/кг 500 2,8 8,8 0 0,8 0,6 11,8 ± 1,4

1 мг/кг 500 3,2 7,2 0 0,6 1,4 11,0 ± 1,4 0 > 0,05

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10 мг/кг 500 2,6 7,6 0,4 1,0 1,2 11,4 ± 1,4 100 > 0,05

100 мг/кг 500 2,2 8,6 0,2 0,6 0,6 10,6 ± 1,4 100 > 0,05

Совместное введение

Цисплатин +кофеин:

однократно 5 мг/кг 500 2,8 7,0 0,4 2,0 2,4 12,8 ± 1,5

1 мг/кг 500 1,6 6,8 0 1,8 1,4 10,6 ± 1,4 0 > 0,05

10 мг/кг 500 1,6 10,6 0 3,8 3,8 16,2 ± 1,7 0 > 0,05

100 мг/кг 500 0,8 3,8 0,4 1,2 1,2 7,0 ± 1,1 45 > 0,05

фосфамид (Ы^-бис(2-хлорэтил)тетрагидро-2Н-1,3,2-оксазафосфорин-2-амин-2-оксид, FlUka, Германия) в дозе 20 мг/кг и цисплатин (цис-дихлородиаминплатин, «Лэнс-Фарм», Россия) в дозе 5 мг/кг. Мутагены разводили в физиологическом растворе и вводили внутрибрю-шинно. Выбор доз мутагенов основывался на предшествующем опыте исследований, в этих дозах мутагены индуцируют количества аберрантных клеток, достаточные для оценки возможных модифирующих эффектов.

Цитогенетическую активность кофеина (1,3,7-три-метилксантин, «Sigma-Aldrich», США) оценивали при пероральном или внутрибрюшинном однократном введении соединения в дозах 10 и 100 мг/кг самцам или пятикратном введении самцам и самкам в дозе 10 мг/кг с приготовлением цитогенетических препаратов через 24 ч после последнего введения.

В экспериментах по модификации мутагенеза с целью получения дозовой характеристики действия кофеин использовали в дозах 1, 10 и 100 мг/кг. Две первые дозы лежат в пределах количества кофеина, реально употребляемого человеком в сутки, третья ориентировочно соответствует суточной дозе, рассчитанной с учетом коэффициентов межвидового переноса доз [11] и составляет 0,5 LD50, которая, по данным International Programme of Chemical Safety [12], составляет 185 мг/кг при пероральном введении мышам.

Животным контрольной группы вводили эквивалентные количества стерильной воды.

Эксперименты проводили с введением соединений в трех различных режимах. В первом случае один из мутагенов и кофеин вводили однократно совместно, с забоем животных через 24 ч (острый эксперимент). Во втором мутаген вводили однократно на фоне 4-дневной предобработки кофеином с забоем животных через 24 ч после последнего введения (предобработка). В третьем

мутаген и кофеин вводили в течение 4 дней (совместное введение) с забоем через 24 ч после последнего введения. Схема экспериментов подробно обоснована ранее [10].

В отдельной серии эксперимента оценивали цитогенетическую активность кофеина (дозы 10 и 100 мг/кг) при его однократном и 5-дневном введении перорально или внутрибрюшинно. Приготовление цитогенетиче-ских препаратов осуществляли через 24 ч после последнего введения, что соответствует требованиям, предъявляемым к оценке мутагенности лекарственных средств в тесте по учету хромосомных повреждений в клетках костного мозга мышей [11].

Препараты готовили стандартным суховоздушным методом [11, 13]. Каждая экспериментальная группа включала 5 мышей, от каждого животного анализировалось по 100 метафазных пластинок. При микроскопическом анализе учитывали одиночные и парные фрагменты хромосом, обмены, ахроматические пробелы хромосом (гепы) и клетки с множественными хромосомными повреждениями (более 5 хромосомных аберраций в клетке). Статистическую обработку данных проводили в соответствии с принятыми подходами [11] с использованием углового ф -критерия Фишера путем сравнения долей аберрантных метафаз в контрольной и экспериментальной группах.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 представлены результаты оценки цитоге-нетической активности кофеина. Необходимость этого фрагмента исследования вытекала из противоречивости данных, характеризующих цитогенетические эффекты этого соединения in vivo. В частности, сообщалось, что кофеин, вводимый мышам в/б в дозе 25-100 мг/кг, вызывает увеличение выхода клеток с хромосомными по-

Таблица 4

Оценка влияния кофеина на цитогенетическую активность диоксидина в клетках костного мозга самцов мышей Ft CBAxC57BL/6

Условия эксперимента Клетки на 1ОО клеток Всего поврежденных метафаз (M ± m %) Повышение эффекта мутагена (%) Уровень значимости

Гепы Одиночные фрагменты Парные фрагменты Обмены Клетки с множественными повреждениями

Контроль 5ОО О,4 О,8 О О О 1,2 ± О,5

Острый эксперимент

Диоксидин +кофеин:

однократно 2ОО мг/кг 5ОО О,2 8,6 О,2 О,6 8,6 14,6 ± 1,6

1 мг/кг 4ОО О,6 8,2 О,2 1,4 8,4 15,4 ± 1,6 О > О,О5

1О мг/кг 5ОО О,4 8,О О 1,2 7,8 13,8 ± 1,5 О > О,О5

1ОО мг/кг 5ОО О,3 8,3 О 1,5 9,3 15,О ± 1,8 О > О,О5

Предобработка

Диоксидин +кофеин:

однократно 2ОО мг/кг 5ОО О,2 9,2 О,2 О,4 3,8 9,6 ± 1,3

1 мг/кг 5ОО О,8 3,3 О О,8 3,3 7,О ± 1,3 О > О,О5

1О мг/кг 5ОО О 9,2 О,4 О,6 2,О 7,8 ± 1,2 О > О,О5

1ОО мг/кг 5ОО О,4 6,4 О О,6 5,6 1О,6 ± 1,4 О > О,О5

Совместное введение

Диоксидин +кофеин:

однократно 2ОО мг/кг 5ОО О,6 4,4 О О,8 3,2 7,2 ± 1,2

1 мг/кг 5ОО О,4 3,8 О О,8 3,6 7,8 ± 1,2 О > О,О5

1О мг/кг 5ОО О,4 4,О О 1,2 5,2 8,8 ± 1,3 О > О,О5

1ОО мг/кг 5ОО О 2,8 О,2 1,8 5,4 9,2 ± 1,3 О > О,О5

вреждениями в диапазоне от 5,66 до 8,33% [9]. А вводимый подкожно, троекратно в дозе 1 или 50 мг/кг и однократно в дозе 100 мг/кг не проявляет кластогенной активности у мышей С57В1/6 1 или BDF1 в тесте на индукцию микроядер [14].

В нашем исследовании кофеин, вводимый перораль-но или внутрибрюшинно самцам мышей однократно в дозах 10 и 100 мг/кг или пятикратно самцам и самкам в дозе 10 мг/кг, не увеличивал количества аберрантных клеток костного мозга. Выявляемые результаты не отличались от данных, регистрируемых в соответствующих группах негативного контроля.

Полученные данные характеризуют кофеин как некла-стогенное соединение при парентеральном и энтераль-ном введениях и поддерживают ранее сделанное заключение об отсутствии у него мутагенной активности [7].

Результаты экспериментов по оценке влияния кофеина на кластогенную активность циклофосфамида представлены в табл. 2. Кофеин в дозе 1, 10 и 100 мг/кг не оказывает значимого воздействия на проявление класто-генных эффектов мутагена при однократном и совместном введении, но в дозе 10 и 100 мг/кг существенно, в 2 раза, увеличивает выход аберрантных метафаз в условиях режима предобработки, демонстрируя выраженный комутагенный эффект. Эти данные хорошо согласуются с ранее опубликованными результатами [14], свидетельствующими о способности кофеина (п/ж троекратно 100 мг/кг) на 50% увеличивать выход клеток костного мозга с микроядрами, индуцируемыми у мышей под действием циклофосфамида (30 мг/кг в/б).

В табл. 3 представлены данные, характеризующие цитогенетические эффекты цисплатина, используемого раздельно или в сочетании с кофеином. В условиях предобработки кофеин никак не влиял на проявление цитогенетического эффекта мутагена, а при однократ-

ном и повторном совместном введении в дозе 100 мг/кг на 45% значимо снижал выход клеток с хромосомными аберрациями.

Данные, характеризующие цитогенетические эффекты диоксидина, используемого раздельно или в сочетании с кофеином, представлены в табл. 4. Кофеин во всем диапазоне дозировок и режимов введения не изменял проявления цитогенетических эффектов мутагена ни по одному из анализируемых показателей.

Таким образом, в рамках использованных дозировок кофеин не проявляет собственной цитогенетической активности и не влияет на проявление цитогенетической активности мутагена прооксидантного типа действия диоксидина. В дозах 10 и 100 мг/кг кофеин в условиях предобработки усиливает цитогенетические эффекты непрямого алкилирующего мутагена циклофосфамида, а в дозе 100 мг/кг ослабляет цитогенетическую активность цисплатина при совместном однократном и повторных введениях.

Полученные и имеющиеся в литературе данные не оставляют сомнения в том, что кофеин обладает способностью разнонаправленной модификации мутагенных эффектов, в частности, кластогенного действия мутагенов in vivo. Приведенные экспериментальные данные показывают, что вектор модифицирующего эффекта зависит не только от протокола исследования и использованной тест-системы, как было отмечено ранее [7], но также специфичен по отношению к использованному индуктору мутагенеза и зависит от дозы кофеина.

Кофеин обладает чрезвычайно широким спектром биологической активности, потенциально способной модифицировать различные этапы мутационных событий. Выявляемые комутагенные эффекты кофеина связывают с его способностью ингибировать репарацию ДНК, в частности репарацию двунитевых разрывов

ДНК путем гомологичной рекомбинации [7, 15]. Кофеин является неспецифическим ингибитором протеинкиназ ATM и ATR, участвующих в сверочных точках клеточного цикла, регуляции пролиферации и клеточной гибели, а также входящих в р53-сигнальный каскад в ответ на повреждение ДНК [16-18, 20]. Таким образом, возможность кофеина одномоментно влиять на ряд ключевых клеточных процессов может обусловливать разнона-правленность реализации эффектов мутагенов, в зависимости от механизмов их повреждающего действия.

Указанное не оставляет возможности надежно предсказывать наличие и направленность мутаген-модифи-цирующего влияния кофеина. В этой ситуации очевидна бесперспективность поиска путей направленного использования кофеина в качестве антимутагена. На первый план выходит необходимость формирования представлений о потенциальных комутагенных рисках его употребления.

Угрозу жизни человека представляет единовременное потребление 5-10 г кофеина [19], т.е. примерно 7040 мг/кг (около 65 чашек кофе). С точки зрения этих данных генотоксический риск потребления кофеина весьма невысок, поскольку в подавляющем большинстве известных исследований кофеин проявляет мутаген-мо-дифицирующие свойства только в области высоких доз. Например, в дозе 100 мг/кг в настоящем и других исследованиях [9, 14].

Принципиально, что метаанализ, проведенный недавно [5] и охватывающий истекший 25-летний период, не выявил каких-либо связей между употреблением кофеина и онкологическими заболеваниями, этиология и патогенез которых в подавляющем большинстве случаев обусловлены генотоксическими событиями.

Проведенное исследование не выявило у кофеина кластогенной активности в клетках костного мозга мышей. Мутаген-модифицирующее действие кофеина зависит от особенностей проведения экспериментов, в частности режима обработки животных, что согласуется с ранее приведенным мнением [7]. Важно, что модифицирующий эффект кофеина прослеживается в диапазоне доз, существенно превышающих его рекомендуемое или реальное систематическое употребление человеком соответственно 50-150 или 200-300 мг/сут [2, 3] на человека против 100 мг/кг в эксперименте. Следовательно, потенциальный генотоксический риск комутаген-ной модификации под влиянием употребления кофеина весьма невысок, к тому же специфичен по отношению к отдельным индукторам мутагенеза, контакт с которыми для здорового человека практически невероятен.

Литература (п.п. 1, 5-9, 12-20 см. References)

2. Available at: http://www.mknp.ru/all-about-coffee/facts/facts-1_ 117.html.

3. Методические рекомендации Роспотребнадзора РФ №2.3.1.1915-04 «Рациональное питание. Рекомендуемые уровни потребления пищевых биологически активных веществ». М.; 2004.

4. Регистр лекарственных средств. Available at: http://www.rl-snet.ru/

10. Дурнев А.Д. Методологические аспекты исследований по модификации химического мутагенеза. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2008; 9: 281-7.

11. Дурнев А.Д., Ревазова Ю.А., Верстакова О.Л. и др. Методические указания по изучению мутагенных свойств фармакологических веществ. В кн.: Руководство по эксперименталь-

ному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Хабриев Р. У., ред. M.; 2005: 100-22.

References

1. Porta M., Vioque J., Ayude D., Alguacil J., Jariod M., Ruiz L. et al. Coffee drinking: the rationale for treating it as a potential effect modifier of carcinogenic exposures. Eur. J. Epidemiol. 2003; 18(4): 289-98.

2. Available at: http://www.mknp.ru/all-about-coffee/facts/facts-1_ 117.html. (in Russian)

3. Guidelines Rospotrebnadzor № 2.3.1.1915-04 «Nutrition. Recommended dietary levels of biologically active substances». Moscow; 2004. (in Russian)

4. Register medical drugs. Available at: (http://www.rlsnet.ru/) (in Russian)

5. Cano-Marquina A., Tarin J.J., Cano A. The impact of coffee on health. Maturitas. 2013; 75(1): 7-21.

6. Brambilla G., Martelli A. Update on genotoxicity and carcinogenicity testing of 472 marketed pharmaceuticals. Mutat. Res. 2009; 681(2-3): 209-29.

7. Ferguson L.R., Philpott M. Nutrition and mutagenesis. Annu. Rev. Nutr. 2008; 28: 313-29.

8. Legator M.S., Zimmering S. Review of the genetic effects of caffeine. J. Environ. Sci. Health. 1979; C13: 135-88.

9. Choudhury R.C., Palo A.K. Modulatory effects of caffeine on methotrexate-induced cytogenotoxicity in mouse bone marrow. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2004; 15(2-3): 79-85.

10. Durnev A.D. Methodological aspects of research on modification of chemical mutagenesis.Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2008; 9: 281-7. ( in Russian)

11. Durnev A.D., Revazova Yu.A., Verstakova O.L. et al. Methodological guidance on the study of mutagenic properties of pharmacological substances. In: Manual on Experimental (preclinical) Study of New Pharmacological Substances [Rukovodstvo po Eksperimental'nomu (doklinicheskomu) Izucheniyu Novykh Farmakologicheskikh Veshchestv]. Khabriev R.U., ed. Moscow; 2005: 100-22. (in Russian)

12. Available at: http://www.inchem.org/documents/sids/sids/ CAFEINE.pdf.

13. Preston R.J., Dean B.J., Galloway S., Holden H., McFee A.F., Shelby M. Mammalian in vivo cytogenetic assays. Analysis of chromosome aberrations in bone marrow cells. Mutat. Res. 1987; 189(2):157-65.

14. Blagoeva P.M., Balansky R.M., Mircheva T.J. Potentiation by caffeine of the frequencies of micronuclei induced by mitomycin C and cyclophosphamide in young mice. Mutat. Res. 1991; 246(1): 123-7.

15. Asaad N.A., Zeng Z.C., Guan J., Thacker J., Iliakis G. Homologous recombination as a potential target for caffeine radiosensitization in mammalian cells: reduced caffeine radiosensitization in XRCC2 and XRCC3 mutants. Oncogene. 2000; 19(50): 5788-800.

16. Ito K., Nakazato T., Miyakawa Y., Yamato K., Ikeda Y., Kizaki M. Caffeine induces G2/M arrest and apoptosis via a novel p53-dependent pathway in NB4 promyelocytic leukemia cells. J. Cell. Physiol. 2003;196(2): 276-83.

17. Bode A.M., Dong Z. The enigmatic effects of caffeine in cell cycle and cancer. Cancer Lett. 2007; 247(1): 26-39.

18. Sarkaria J.N., Busby E.C., Tibbetts R.S., Roos P., Taya Y., Karnitz L.M. et al. Inhibition of ATM and ATR kinase activities by the radiosensitizing agent, caffeine. CancerRes.1999; 59: 4375-82.

19. Rivenes S.M., Bakerman P.R., Miller M.B. Intentional caffeine poisoning in an infant. Pediatrics. 1997; 99(5): 736-8.

20. Ku B.M., Lee Y.K., Jeong J.Y., Ryu J., Choi J., Kim J.S. et al. Caffeine inhibits cell proliferation and regulates PKA/GSK3P pathways in U87MG human glioma cells. Mol.Cells.2011;31(3): 275-79.

Поступила 28.02.14 Received 28.02.14

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.