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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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咖啡中的灵丹妙药   

2012-09-04 09:22:34|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:冷月如霜

一杯香醇的咖啡对你意味着什么?对我而言,那是一杯下去提神醒脑的饮料。在我用键盘敲下这段文字的时候,因航班延误产生的倦意已被咖啡一扫而光。咖啡也是小资和文艺的代名词,是星巴克和雕刻时光。张学友在咖啡里品尝到了失恋的苦涩,而苏永康则在咖啡中闻到了心悸的芳香。但千多年来,咖啡的形象并不总是那么浪漫。在科学家的眼中,这黑色的液体里隐藏着治疗帕金森病的希望。

帕金森病是一种神经退行性的疾病,患者脑中产生多巴胺的细胞会逐渐死亡,使患者出现颤抖,平衡感变差等运动能力上的症状。最著名的帕金森病患者,就是曾经点燃亚特兰大奥运会主火炬的拳王阿里。很多年以前,人们就现常 饮用咖啡的人群罹患帕金森病的概率更低。咖啡莫非是抗帕金森的灵药?

从科学角度分析,存在两种可能性。其一是咖啡确实能够保护神经细胞,使它们不易死亡。另一种可能是,喜欢饮用咖啡的人与不饮用咖啡的人在其他生活习惯上有所不同,降低患病概率其实是那些习惯,而非咖啡本身。为了搞清到底是哪种情形,来自加拿大麦吉尔大学(McGill University)的医学博士雷纳德?泊斯图玛(Ronald Postuma)等人决定直接检验咖啡中的重要成分——咖啡因,看看这种物质是否能缓解帕金森病。

在长达六周的实验中,患有帕金森症的受试者被随机分为两组。实验组患者在前三周每天在起床与午饭后,两次服用含有100毫克的咖啡因胶囊,在后三周,这个剂量被提高到了200毫克(模拟日常的咖啡因摄入量)。而在对照组中,胶囊里的咖啡因被替换成了安慰剂。六周以后,雷纳德对这些患者的各种症状进行了评估。在嗜睡方面,实验组仅比对照组有些微的改善;但在评估运动能力的一项测试中,实验组的分数得到了明显的提升(图1)。尽管作用机制仍不明确,但这个实验显示,咖啡因确实能令帕金森症患者受益。

【图1. 咖啡因对于实验组的影响。左图中实验组(红色)的嗜睡水平有些微的改善;右图中实验组(红色)的运动能力有了明显的提升(数字越高说明帕金森的症状越显著) [1]】

而华盛顿大学(University of Washington, Seattle)的莱奥?帕莱克教授(Leo Pallanck)和他的团队的发现就更有意思了——即便是不含咖啡因的咖啡或许也能起到缓解帕金森病症状的作用。在他的实验中,实验对象换成了研究神经的模式生物之一——果蝇。先前科学家们利用生物技术移除了果蝇体内的PARKIN基因,使果蝇也表现出帕金森病的症状。在患病的果蝇食用了混有普通咖啡的食物后,它们体内产生多巴胺的细胞的数量要比食用普通食物的患病果蝇来得更多(图2)。而正常果蝇无论是否食用含有咖啡因的食物,产生多巴胺的细胞的数量都没有发生改变。这意味着咖啡并没有增加这些细胞,而只是延缓了这些细胞的死亡。

为了确认去咖啡因的咖啡是否也有同样的作用,莱奥把果蝇食物中的咖啡替换成了不含咖啡因的品种,并重复了如前所述的实验。有意思的是,这次患病的果蝇脑中产生多巴胺的细胞依旧维持了较低的死亡率(图2)。在先前的一些研究中,莱奥曾发现激活一个叫做Keap1–Nrf2的基因通路能够改善患病果蝇的症状,而咖啡中的咖啡醇正是能够激活这个通路的化学物之一。果不其然,当患病的果蝇食用了含有咖啡醇的食物后,产生多巴胺的细胞死亡率也出现了下降(图2)。

【图2. 不同咖啡对产生多巴胺的神经细胞的影响。左图为咖啡对细胞数量的影响;中图为去咖啡因的咖啡对细胞数量的影响;右图为咖啡醇对细胞数量的影响 [2]】

每天两杯咖啡,消灭帕金森病——看上去很美是不?可惜,目前这发现距离临床应用恐怕还有些距离。咖啡因作用的机制尚且不明,而咖啡醇则可能提高血液中固醇含量,进而增加罹患心脏病的风险。从咖啡到灵丹妙药,中间还有很多的路要走。不过倘若有朝一日,咖啡中生出的灵感果真攻克了帕金森病,那或许还能成为你在咖啡馆与人邂逅时的一段不错的谈资呢。

参考资料

[1] Postuma et al., controlled trial Caffeine for treatment of Parkinson disease : A randomized controlled trial, Neurology, 2012

[2] Trinh et al., Decaffeinated Coffee and Nicotine-Free Tobacco Provide Neuroprotection in Drosophila Models of Parkinson’s Disease through an NRF2-Dependent Mechanism, Neurobiology of Disease, 2010

题图出处:http://www.theatlantic.com

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