• koffein

Koffein előfordulása, fogyasztási szokások, hatása a szervezetre

Bevezetés

A koffein (1, 3, 7-trimetilxantin) a természetben is előforduló vegyület, megtalálható a kávéban, teában. Elsősorban élénkítő hatása miatt fogyasztjuk: ez a leggyakrabban használt pszichoaktív anyag [Ling-Wei Chen et al (2014)]. Azonban emellett más hatásait is ismerjük, illetve kezdjük megismerni, bár van, ami még további tanulmányozást igényel. Azonban sok területen folynak kutatások, ezekből főleg a gyakoribb megbetegedésekről és hatásokról esik itt szó. Ahhoz, hogy ezt összefüggéseiben tudjuk értékelni, végeztünk koffein izolálást is teából, kávéból illetve energiaitalból. Emellé egy közvélemény kutatást is végeztünk, hogy megvizsgáljuk mennyit és milyen időszakokban fogyasztunk, ami alapján már végiggondolhatjuk, hogy a napi betevőnk milyen hatással is van a szervezetre. Mind pozitív, mind negatív hatásokról esik szó a későbbiekben, amik ismerete felhívja a figyelmet, hogy mi az, amire fontos odafigyelni, amikor koffeint fogyasztunk.

Előfordulás

Kétféle módszert alkalmaztunk a koffein izolálására, hogy összehasonlítsuk a hatékonyságát, ezeket teával végeztük. Majd a sikeresebb módszert alkalmazva elvégeztük a kísérletet kávéval és energiaitallal is (1/2. ábra: 1. lépés). Ezután mind a négy mintával készítettünk vékonyréteg-kromatográfiát, illetve vizsgáltuk HPLC-vel is.

Az első kinyerési módszerhez 12 g feketeteát felfőztünk 360 ml vízzel 15 percig (1/2. ábra: 2. lépés). Ezután leszűrtük és kipréseltük a teát, majd újra lefőztük 240 ml vízzel. Ezután 8 g nátrium-karbonátot adtunk a két összeöntött szűrlethez. Diklórmetánnal kiráztuk és a három kirázás után nátrium-szulfáttal száradni hagytuk egy éjszakára. Ezután vákuumbepárlón ledesztilláltuk. A lombikból kikapartuk a koffeint és megmértük a tömegét, majd felhasználtuk a további vizsgálatokhoz. Ennek a módszernek előnye, hogy nem dolgozunk veszélyes vegyszerrel, azonban a tisztaság már ránézésre szembetűnő, hogy ez a por sárgás színű maradt egy kicsit. A kirázás pedig elég lassú folyamat volt sajnos, tehát a másik két anyagnál már nem ezt a módszert alkalmaztuk.

A másik módszernél hasonlóan jártunk el a tea felfőzésével, azonban az oldathoz még melegen 10%-os ólomacetát oldatot(7g anyagból) adtunk és 10 percig főztük vele. Hűtés (1/2. ábra: 3. lépés) után leszűrtük (1/2. ábra: 5. lépés), majd diklórmetánnal kiráztuk háromszor (1/2. ábra: 4. lépés). Ezután ennél is nátrium-szulfátot adtunk szárítószerként és egy éjszakára állni hagytuk. Vákuumbepárlás (1/2. ábra: 6. lépés) után lemértük a tömegét.

A kávénál és az energiaitalnál a második módszer szerint jártunk el, a kész folyadékból ólomacetáttal nyertük ki a vegyületet. A kávé esetében a minták enyhén szennyezett, sárgás színű maradt, mert valószínűleg van olyan anyag amit nem sikerült eltávolítanunk. Az energiaital esetében tiszta fehér anyagot kaptunk. Érdekesség, hogy bár szépen sikerült az izolálás, a koffeinminták illata erősen emlékeztet a kiindulásként vizsgált anyagra (1/2. ábra: 7.lépés).

A vékonyréteg kromatográfiás vizsgálathoz (VRK) a mintákból diklórmetános oldatot készítettünk és ezt vittük fel a VRK lapra. A futtatáshoz etil-acetát, metanol, ecetsav elegyét alkalmaztuk 8:1:1 arányban. A futtatás után UV lámpa alatt válik az eredmény láthatóvá. A mintákból tehát bizonyítottan izoláltuk a koffeint, a kávé esetében némi szennyeződést megfigyeltünk, ezt valószínűleg más vegyület okozta, amit nem sikerült kiiktatni az izolálás során, de ennek mértéke elenyésző (1/2. ábra: 10. lépés). A HPLC segítségével metanol-víz elegyben vizsgáltuk a mintákat. Az eredmények alapján körülbelül 97,7%-os tisztaságú az izolált anyagunk. A kinyerés tehát sikeres volt, mindegyik italból sikerült izolálnunk a koffeint, és a tisztasága is bizonyítja a sikert (1/2. ábra: 8. és 9. lépés). Az italok koffeintartalma egy adagra vetítve az 1./1. ábrán láthatóak.

Fogyasztási szokások

Szűk körű felmérést végeztünk egyetemünkön: 100 SZIE-ÁOTK hallgatót kérdeztünk kávé-, fekete tea- és energiaital-fogyasztási szokásaikról szorgalmi időszakban, vizsgaidőszakban és tanítási szünetekben. A résztvevőket a kiértékelés során három csoportba osztottuk (italonként természetesen a csoportok között nagy az átfedés): akik naponta, akik hetente, és akik havonta fogyasztanak rendszeresen koffeint. Ezen három csoporton belül további három-három csoportra tagoltuk őket aszerint, pontosan mennyi csésze/doboz koffeintartalmú italt vesznek magukhoz az említett időszakokban.

A kérdezettek közül 6-an egyáltalán nem fogyasztják a vizsgált koffeintartalmú italokat, 20-an viszont mindhármat. A kérdőív alapján a kávé a legnépszerűbb serkentő (szorgalmi- és vizsgaidőszakban 75-en, tanítási szünetekben pedig 50-en fogyasztják), nem sokkal lemaradva követi a fekete tea (73-an szorgalmi időszakban, 76-an vizsgaidőszakban és 60-an tanítási szünetekben), az energiaital viszont messze lemaradt (25-en szorgalmi időszakban, 76-an viszgaidőszakban, 12-en tanítási szünetekben). Az eredmények egyértelműen mutatják, hogy a hallgatók tanítási szünetekben veszik magukhoz a legkevesebb koffeint, és vizsgaidőszakban a legtöbbet - összehasonlítva a két időszakot, kávét összesen 21-en fogyasztottak tanítási szünetben naponta, vizsgaidőszakban viszont 53-an. Fekete teával ez a két érték a következőképpen alakult: tanítási szünetekben 13-an, vizsgaidőszakban 35-en; energiaital: 1 kérdezett tanítási szünetben, 8-an vizsgaidőszakban. Ezen belül vizsgaidőszakban láthatóan nőtt azok száma, akik naponta több, mint három csészével/dobozzal isznak kávét (11-en), teát (15-en) vagy energiaitalt (2-en). Az említett adatokat lásd a 2/1., 2/2. és 2/3. ábrán, a felhasznált kérdőív itt letölthető és megtekinthető.

Hatása a szervezetre

Koffein és bőrrák

Nem melanómás bőrrák

Heffernan és kollégái (2009) primer humán keratinocytákon végzett kísérletek alapján felvetették, hogy a koffein hatásos lehet az UV-sugárzás által indukált nem melanómás bőrrák kialakulása ellen. A nem melanómás bőrrák az egyik leggyakoribb rákos elváltozás emberekben, elsődleges kiváltója pedig nem más, mint a napfény egyik alkotója, az UV-fény. Az UV-fény károsítja a DNS-t: ciklobután pirimidin dimereket és 6-4 pirimidin-pirimidon fototermékeket hoz létre. A napozás és szolárium népszerűségének növekedésével és a vékonyodó ózon-réteggel várhatóan több nem melanómás bőrrákos incidens lesz, ezért is annyira fontosak a keratinocyták - amelyek az UV-sugárzás elsődleges célpontjai - rákos elváltozásainak felismerésére és gátlására irányuló kutatások. Már korábbi egérkísérletek is mutatták, hogy a koffein orálisan, vagy külsőleg alkalmazva elősegítette a roncsolt keratinocyták apoptózisát, így gátolva a bőrrák kialakulását, de Heffernan és kollégái voltak az elsők, akik primer humán keratinocytákon vizsgálták a koffein molekuláris hatásait.

Normális esetben az UV-fény által roncsolt DNS beindít egy védekező mechanizmust, ami a DNS javításával, vagy a sejt pusztulásával zárul. A DNS sérüléseit a sejt a sejtciklus checkpoint-jain ellenőrzi - ezek a checkpointok javítják a sérült DNS-t, fenntartják a genetikai stabilitást és elhárítják a karcinogenezist. Viszont ezek a checkpointok felelősek azért is, hogy a már kialakult rák sejtjei kevésbé érzékenyek azon kemoterápiás tényezőkre, amelyek a DNS roncsolása révén fejtik ki hatásukat, ezért - paradoxon módon - pont a checkpointok gátlása lehet a kulcs a nem melanómás bőrrák megelőzésére.

Először kezeletlen humán keratinocytákat sugároztak be 75 mJ/cm² UV-fénnyel 8 órán keresztül, majd megmérték a bekövetkező apoptózis mértékét. Az eredmények azt mutatták, hogy az UV-kezelt területen 10%-al nőtt az apoptotikus sejtek száma, vagyis az UV-sugárzás már önmagában is növeli a sejtpusztulás mértékét. Hogy megnézzék, mennyiben befolyásolja ezt a koffein, besugárzás előtt 30 perccel 2 mM koffeint adtak a humán keratinocytákhoz, majd megismételték a kezelést a már ismert paraméterekkel. A koffeinnel kezelt sejtekben 24%-al nőtt az apoptózis mértéke a kezeletlen keratinocytákhoz képest. Habár az elpusztult sejtek abszolút száma fügött a vizsgált sejtvonalak passzázs-számától, biztosan állítható, hogy az apoptózis mértéke két-háromszorosan nőtt koffein hatására.

Hogy jobban megértsék az eredmények molekuláris hátterét, először megvizsgálták a koffein egyik ismert hatását, vagyis a cAMP foszfodieszteráz gátlását, ami növeli a cAMP IC koncentrációját. A humán keratinocytákat különböző dózisban dibutiril cAMP-al kezelték elő, ami a cAMP egyik sejtpermeábilis analógja, majd besugározták őket. Míg a koffein elősegítette az apoptózist, a növekvő dózisú cAMP-nak nem volt hatása a sejtpusztulásra, vagyis nagyon valószínű, hogy a koffein egy cAMP-tól független úton váltja ki a vizsgált hatást. A következőkben három, az apoptózisban részt vevő kináz gátlásával próbálkoztak: ATR (ATM-related), ATM (ataxia teleangiektázia mutáns), és Chk1 (checkpoint-kináz 1). Az ATR felelős a Chk1 foszforiláziójáért, ami az apoptózis egyik fontos lépése. A sejtet 2 mM koffeinnel kezelték, majd megvizsgálták a hatást: a koffein egyértelműen indukálta a Chk1-foszforilációt. Ezek után a humán keratinocytákat ATR-specifikus siRNS-el (kis interferáló RNS) elektroporálták, ami gátolja az ATR génexpresszióját, hogy megvizsgálják az ATR lehetséges szerepét az UV-fényre adott sejtválaszban. A sejteket 48 órával később UV-sugárzásnak vetették alá. Az eredmény nagyon hasonló volt a koffein hatásához, vagyis csökkent a Chk1-foszforiláció és nőtt az apoptózis mértéke (50%-al). Hogy megállapítsák, hogy a koffein valóban az ATR inhibíciójával növeli-e az apoptózist, 2mM koffeinnel és ATR-specifikus siRNS-el egyszerre kezelték a sejteket, majd így sugározták őket UV-fénnyel. Az eredményt összehasonlították az előzővel, így megállapították, hogy a koffein+siRNS nem vált ki nagyobb apoptózist, mint a siRNS önmagában. Ez egyértleműen bizonyítja, hogy a koffein az ATR gátlásán keresztül feji ki a hatását. A koffein nem csak az ATR-t, hanem az ATM-et is gátolja, még specifikusabban is. Viszont az, hogy az ATR-specifikus siRNS és koffein együttesen nem növelte az apoptózis mértékét, bizonyítja, hogy az ATM-nek nincs különösebb hatása ebben a mechanizmusban, habár a sima apoptózisban ő is részt vesz. Mindezek után a humán keratinocytákban genetikailag és kémiai úton is gátolták a Chk1 foszforilációját, hogy bizonyítsák: a koffein tényleg az ATR-Chk1 úton keresztül fejti ki hatását. Genetikailag Chk1-specifikus siRNS-el elektroporálták a sejteket - bár ez növelte az apoptózis mértékét, korántsem annyira, mint a koffein vagy az ATR-specifikus siRNS. Kémiai úton UCN-01-et, ami elsősorban a protein kináz C inhibitora, de a Chk1-re is gátló hatással van, és PF610666-ot használtak, ami viszont erősen szelektív a Chk1-re nézve. Mindkét esetben nőtt az apoptózis mértéke, ami még inkább alátámasztja, hogy a koffein valóban az ATR-Chk1 gátlásával működik.

Ami még fontosabb, hogy a koffein a p53-tól (egy apoptózisban szintén részt vevő gén, normálisan a tumorszupresszióban vesz részt [wikipédia p53 c. cikke]) nagyrészt függetlenül fejti ki hatását. Egészséges bőrben is találhatóak p53-mutált keratinocyta foltok. Napfény hatására ezek a foltok nőnek és elszaporodnak, ami főleg azért fontos, mert ezek a p53-mutáns klónok valószínűleg rezisztensek az UV-indukált apoptózisra, így felelősek a rákos elváltozásokért. p53-specifikus siRNS-el és/vagy ATR-specifikus siRNS-el kezelték a humán keratinocytákat, majd 48 órával később UV-fénnyel sugározták be a vizsgált sejteket. Az eredmények azt mutatták, hogy a p53 gátlása alig befolyásolta az ATR-inhibícióval bekövetkező apoptózist - vagyis a koffein hatásmechanizmusa valóban független a p53 géntől.

Ezek természetesen még csak in vitro lettek megvizsgálva, az in vivo hatás sikere még kérdéses, de ezen adatok jó kiindulópontot nyújtanak további kutatásokhoz. Érdemes tovább kísérletezni koffeinnel, vagy egyéb ATR-Chk1 inhibitorral, hogy minél hatásosabb gyógymódot találjanak az UV-sugárzás káros hatásainak minimalizására.

Basalis sejtes karcinóma

Fengju Song és kollégái (2012) kérdőívek alapján (Nurses Health's Study és Health Professionals Follow-Up Study) becsülték meg a kapcsolatot a koffeinfogyasztás, koffeines kávé, koffeinmentes kávé és más magas koffeintartalmú ételek és a melanóma, és nem melanómás bőrrák kialakulásának kockázata között. Kutatásaik azt bizonyítják, hogy mindkét nemben egyértelmű inverz kapcsolat van a basalis sejtes karcinóma (innentől BSK) kialakulása és a koffeinfogyasztás között. Squamosus sejtes karcinóma (innentől SSK) és melanóma esetében nem találtak viszont ilyen összefüggést. A BSK a leggyakoribb, áttétet nem képező rákfajta, minden ötödik amerikaiban jelentkezik élete során. Az egyéni rizikófaktorok függenek egyészségügyi és környezeti tényezőktől is. A legfőbb környezeti tényezőt, az UV-sugárzást már fentebb kifejtettem. Az egészségügyi tényezőkbe beletartozik a bőr fototípusa, a szem-és hajszín, és a barnulási készség is.

A Nurse Health's Study 1976-ban indult. 121,700 30 és 55 év közötti nővér regisztrált 11 amerikai államból (ebből mindössze csak 72,921 csinálta végig). A kérdőív a rák és a kardiovaszkuláris betegségek rizikófaktorairól szólt. A résztvevők saját magukat adminisztrálták és vizsgálták, és kétévenként frissítették az adataikat új információkkal az életmódjukról, étkezési szokásaikról és egészségügyi hátterükről. A Health Professionals Follow-up Study 1989-ben kezdődött. 51,529 40 és 75 év közötti férfi egészségügyi dolgozó regisztrált (39,976 csinálta végig), beleértve fogorvosokat, állatorvosokat, gyógyszerészeket és szemészeket. Az adataikat ők is kétévenként firssítették. A tanulmányokat a Bringham and Women's Kórház Humán Kutató Bizottsága vizsgálta és hagyta jóvá, minden résztvevő írásos beleegyezésével.

A kérdőív kitért a koffeines és koffeinmentes kávé, tea, kóla és csokoládé fogyasztására is. A résztvevőktől megkérdezték, milyen gyakran fogyasztották az említett ételeket/italokat (soha, 1-3 havonta, 1 hetente, 2-4 hetente, 5-6 hetente, 1 naponta, 2-3 naponta, 4-5 naponta, vagy 6 naponta), majd az U.S.Department of Agriculture ételösszetevőkről szóló forrásait felhasználva megbecsülték egy-egy koffeintartalmú étel/ital koffeintartalmát (137 mg/csésze koffeines kávé, 47mg/csésze tea, 46 mg/üveg kóla és 7 mg/csokoládé). A két értéket végül összeszorozták, és így kapták meg az egyéni koffeinfogyasztás arányát. A bőrrák rizikófaktorainál a kérdőívben kitértek a kamaszkori leégésekre, a családi melanóma háttérre, a komoly/súlyos leégések számára, az anyajegyek/szeplők számára a bal karon, a természetes hajszínre és az UV-indexre születéskor, 15 évesen és 30 évesen. 2008-ban a kérdezetteknek arról is be kellett számolniuk, hány órát töltenek hetente odakint direkt napfényben a nap közepén nyári hónapokban, beleszámítva a munkát és a kikapcsolódást egyaránt. A résztvevők addig kellett tölteniük a kérdőívet, amíg nem diagnosztizáltak náluk BSK-t, SSK-t, melanómát, nem történt haláleset, vagy véget nem ért a kutatás (2008. május 31.). Folyamatosan vizsgálták saját magukat, és kétévenként beszámoltak az új diagnózisról. Beleegyezésükkel kórlapjaikat orvosok is megkapták, hogy alátámasszák a bőrrák-típusairól szóló diagnózisok hitelességét. 22,786 BSK-s, 1,953 SSK-s, és 741 melanómás esetről számoltak be összesen az évek során.

Mindent összevetve (egyéni-rizikó, környezeti-rizikó, fogyasztási szokások, stb.) a kutatócsoport kiszámolta a relatív rizikót. Az analízishez a koffeines kávéfogyasztás alapján 5 csoportra osztották a résztvevőket: <1 csésze/hónap, 1 csésze/hónap-1 csésze/nap, 1-2 csésze/nap, 2-3 csésze/nap és 3< csésze/nap), majd ehhez hozzávették az egyéb forrásból származó koffeint is, és a következőre jutottak: jelentős inverz kapcsolat van a BSK és a rendszeres napi koffeinfogyasztás között. Összehasonlítván a legkevesebbet fogyasztót (<1 csésze/hónap) a legtöbbet fogyasztóval (3< csésze/nap), egyértelműen az utóbbiban kisebb a BSK kialakulásának veszélye. Ugyanakkor nem találtak hasonló kapcsolatot SSK és melanóma esetében, ami azt jelenti, hogy ezekre nincs hatással a koffein. Koffeinmentes kávé és BSK kialakulása között szintén nem talált kapcsolatot a kutatócsoport, így egyértelműnek tűnik, hogy a koffein az, amelyik befolyásolja a rák kialakulását. A koffeinnek testrész-specifitása sincs, legalábbis a vizsgált adatok nem számolnak be róla.

A vizsgált adatok nem csak a koffein egyik pozitív tulajdonságára hívták fel a figyelmet, de a két nem melanómás bőrrák (BSK és SSK) közti további különbségekre is. Mindkét ráktípus keratinocyták mutációjával indul, de amíg a BSK a basalis sejtrétegből, addig az SSK a legfelső sejtrétegből indul burjánzásnak. A melanóma a melanocytákból indul az epidermisz basalis sejtrétegéből, és sokkal kevésbé fogékony az apoptózisra, mint a keratinocyták. A háromféle bőrrák humán megjelenését lásd a 3. ábrán. (képek a wikipediáról származnak) Mindamellett a kutatócsoport nem számol be a koffein pontos védőmechanizmusáról, de megemlítik, hogy az apoptózis serkentése (lásd fentebb) egy lehetséges válasz lehet a vizsgált adatokra.

A BSK aránya évről-évre folyamatosan nől (4-8%-al), átlagosan 80%-át teszi ki az Amerikai Egyesült Államokban újonnan bejelentett bőrrákos eseteknek. Ilyen mértékű elterjettséggel nemsokára ez lesz a leggyakoribb ráktípus, ezért minden védelmi eszközt be kell vetni ellene, legyen az akár mindennapi étrendi faktor, mint a kávé, még ha nem is túl nagy a protektív hatása.

Koffein és terhesség

Ling Wei-Chen és kollégái (2014) meta-analízisükben kifejtették, hogy látványos kapcsolat van a terhesség alatt fogyasztott koffein és az alacsony súllyal született csecsemők között. Globálisan nézve a csecsemők 11,5%-a születik alacsony súllyal, vagyis kevesebb, mint 2,500 g-al jön világra. Az alacsony születési súly nem csak a korai mortalitással és morbiditással van kapcsolatban, de ezek a csecsemők később fogékonyabbak lesznek olyan krónikus betegségekre, mint a 2-es típusú diabétesz és kardiovaszkuláris problémák. A koffein gyorsan abszorbeálódik és könnyen átjut a placentális barrieren. Metabolizmusának fő enzime, a citokróm P450 1A2 hiányzik mind a placentából, mind a magzatból, ezért az átjutott koffein akkumulálódik a magzati szövetben. Lebontása ráadásul az anyában is lelassul az első és harmadik trimeszter között, megnől a felezési ideje, a clearance késleltetett, így a magzat még inkább ki van téve a koffein hatásainak. Az alkaloid vazokonstrikciót okozhat az uteroplacentális keringésben, ami befolyásolhatja a magzat növekedését és megfelelő fejlődését.

A kutatók a MEDLINE és SCOPUS adatbázisokat fésülték át olyan tanulmányokat keresve, amelyek alacsony súllyal született csecsemőkkel és két rokon problémával, a korukhoz képest kis súlyú csecsemőkkel (innentől SGA, small for gestational age) és méhen belüli retardációval (innentől IUGR, intrauterine growth restriction), és a koffeinfogyasztási szokásokkal is foglalkoztak. Kizárták az olyan tanulmányokat, amelyek csak nyers becsléseket tartalmaztak, nem vették figyelembe a dohányzást, mint rizikófaktort, alapból egészségtelen népesség körében készültek (nagy arányú 1-es típusú diabétesz vagy meddőség), csak állatokat vizsgáltak, vagy csak az eredmény után becsülték meg a résztvevők által fogyasztott koffein mennyiségét. Továbbá kizárásra kerültek a vizsgálati jelentések, az esetsorozatok, a keresztmetszeti tanulmányok, és a retrospektív esettanulmányok is. Végül összesen 13 tanulmány adatai alapján végezték a meta-analízist, és a dózis-válasz analízist, vagyis 100,762 résztvevő adatait dolgozták fel. A tanulmányok az Amerikai Egyesült Államokban, Kanadában és Európában készültek.

Összevetették a kérdezettek koffeinfogyasztási rátáját, és az alapján négy kategóriába osztották őket: referencia kategória (egyáltalán nem, vagy csak minimális mértékben fogyasztottak koffeint), alacsony koffeinfogyasztás-kategória (50-149 mg/nap), mérsékelt koffeinfogyasztás-kategória (150-349 mg/nap) és magas koffeinfogyasztás-kategória (350< mg/nap). Ahol csak csésze volt megadva, mint mérték, ott az átlagosan használt arányokkal dolgoztak (107 mg/csésze kávé). Természetesen azt is beleszámolták, ahol a kávén kívül egyéb koffeinforrás is meg volt adva (tea, kakaótartalmú termékek, koffeintartalmú gyógyszerek, energiaital). A koffeinfogyasztást utána összevetették a születési súllyal, és a következőket kapták: a referencia kategóriához képest a születési súly 9 g-al kevesebb volt az alacsony, 33 g-al kevesebb a mérsékelt, és 69 g-al kevesebb a magas koffeinfogyasztás-kategóriában. Továbbá szintén a referencia kategóriához mérve, az alacsony koffeinfogyasztás-kategóriához tartozó nőknek 13%-al több az esélyük alacsony súlyú csecsemőt világra hozni (beleértve a SGA és az IUGR problémáját is). A mérsékelt koffeinfogyasztás-kategóriában ez a szám 38%, a magas kategóriában pedig 60%. A dózis válasz analízisben pedig a következőket kapták: a naponta fogyasztott koffeinmennyiség 100 g-onként 13%-al növelte az alacsony születési súly kockázatát. 100 g koffein nagyjából egy csésze kávében található.

Fontos megemlíteni, hogy nem csak a koffein lehet felelős a csecsemők alacsony súlyáért. A rizikófaktorok köré tartozik a dohányzás, vagy akár az alkoholfogyasztás is. Az viszont alátámasztja a koffein káros hatását, hogy a felhasznált tanulmányokban, ahol két csoportra osztották a résztvevőket (dohányzók és nem dohányzók), mindkét csoportban nagyon hasonló eredmények jöttek ki. A fentebb leírt eredményeken a résztvevők különböző jellemzői sem változtattak látványosan, mint az anyák kora, lakóhely régiója, vagy az előbb említett dohányzás. Ezek alapján egyértelműnek tűnik, hogy elsősorban a koffein felelős az alacsony születési súlyért, a SGA-ért és az IUGR-ért is.

A pontos molekuláris háttér sajnos még nem ismert. Az egyik elmélet azt mondja, hogy a koffein növeli a katekolaminok felszabadulását a placentában, ami vazokonstrikciót okozhat az uteroplacentális keringésben. Ez magzati hypoxiával jár, ami végül befolyásolja a magzat növekedését és fejlődését. És valóban, már 200 mg koffein is 25%-os redukciót okoz a placenta intervillusainak vérkeringésében. Egy másik elmélet azt állítja, hogy a koffein növeli a cAMP IC koncentrációját, foszfodieszterázának gátlásával (lásd szintén a nem melanómás bőrrák szekciónál), és ez a megnövekedett cAMP szint vezet a katekolaminok felszabadulásához és a vazokonstrikcióhoz, vagy a sejtosztódást befolyásolja, és így hat a magzati növekedésre.

A kutatások szerint nincs küszöbértéke a fogyasztásnak, ami alatt a koffein már nem befolyásolja a születési súlyt. A kockázat már akkor is megvan, ha csak alacsony szinten is, de koffein kerül a terhes nő szervezetébe. A kapott eredmények többek között azért is fontosak a közegészségügy számára, mert az eddig megszabott maximum limit 300 mg/nap volt a World Health Organisation szerint, és 200 mg/nap a Nordic Nutrition Recommendations és az American College of Obstetricians and Gynecologists szerint. A fenti eredményekből viszont már láthatjuk, hogy ez a napi mennyiség is jelentős kockázatot hordoz (az előbbi nagyjából 39%-al, az utóbbi 26%-al növeli a rizikót).

Eddig még csak a dohányzást, és az alkoholt tiltották különösebben a terhes nők számára, mint komoly rizikófaktort a csecsemő súlyát illetőleg. Az itt tárgyalt tanulmány viszont felhívta a figyelmet a koffein káros hatásaira is. Érdemes lenne a koffeint is tiltólistára tenni, vagy legalábbis minimalizálni a fogyasztását, hogy optimalizálják a születendő gyerek súlyát.

Koffein és agyi keringés

Rishma Vidyasagar és kollégái (2013) humán alanyokon végeztek kísérleteket, hogy többek között megállapítsák a fekete teában található koffein agyi keringésre (innentől CBF, cerebral blood flow) és cerebrovaszkuláris reaktivitásra (innentől CVR, cerebrovascular reactivity) gyakorolt hatását. Az alanyokon végzett MRI vizsgálatok eredményeit kiértékelve a kövektezőkre jutottak: a koffein globálisan redukálja CBF-et, de bizonyos régiókban különösen erős a hatása, a CVR-re viszont nincs hatással. A kísérletekről kettős vak, placebo kontrollált, randomizált tanulmány készült.

20 egészséges férfi állampolgárt toboroztak a kísérlet céljából. Az átlagéletkor 24,2±4 év volt, a testtömegindex pedig 23,8±3,1 kg/m2. A résztvevők először egy szűrővizsgálaton vettek részt, hogy megállapítsák, megfelelnek-e a kritériumfeltételeknek. Ezen kívül a légzésfunkcióikat is megvizsgálták spirométerrel, hogy az egészséges tartományon belül helyezkednek-e el. A feltételek a következők voltak: rendszeres koffeinfogyasztás (1-5 koffeintartalmú ital/nap) és jó általános mentális és fizikális egészség. Kizárásra kerültek azok, akiknek korábban idegi- vagy kardiovaszkuláris problémájuk volt, a dohányzók, a hetente >21 egység alkoholnál többet fogyasztók, akik 10 óránál többet edzettek hetente, akik orvosilag előírt fogyókúrán voltak, és akik kevesebb, mint 19 kg/m2 vagy több, mint 30 kg/m2 testtömegindexel rendelkeztek. A résztvevők négyfajta kezelést kaptak: koffein-kezelés (148 mg koffein), tea-kezelés (2,820 mg szilárd fekete tea, 184 mg koffeintartalommal), koffeinmentes fekete tea-kezelést (2,820 mg szilárd fekete tea), és placebo-kezelést (mikrokristályos cellulóz). Mind a négy kezelést kapszulák formájában kapták meg, kezelésenként hatot. Ezeket egy ültő helyükben kellett elfogyasztaniuk. A kezeléseket egymástól különálló napokon adminisztrálták. A látogatások között minimum egy hét telt el, hogy az alanyok szervezetéből megfelelően kiürüljenek a tesztproduktumok. A tanulmány során a résztvevőknek előírtak egy diétát, amihez a látogatások előtti héten tartaniuk kellett magukat: naponta max 2 pohár teát vagy kávét ihattak, és kerülniük kellett a vörösbor és étcsokoládé fogyasztását. 12 órával a vizsgálat előtt egyáltalán nem ihattak alkoholt, koffeintartalmú italokat, teát és nem vehettek be gyógyszert. A vizsgálat napján reggel az első szkennelés előtt kaptak egy müzliszeletet. A szkennelés után megkapták a hat kapszulát, majd másfél órával később, amikor a koffein plazmaszintje magas volt, ismét szkennelték őket. A résztvevőket összesen nyolcszor szkennelték, kezelésenként kétszer.

Az első MRI szkennelés során a nyugvó állapotú vizsgálati alanyokról készültek CBF felvételek. A második szkennelés során hyperkapniás beavatkozás közben készültek BOLD és CBF képek. Mindegyik kép esetében megjelölt spin technikát használtak (ASL, arterial spin labeling). Ez egy olyan módszer, amely során mágnesesen jelölik a vért, és ez detektálható jelintenzitás változást okoz az adott agyi területen (Berényi, 2011). Az ASL segítségével könnyebben megfigyelhetők a CBF és BOLD változásai. A BOLD (blood-oxigen level dependent, véroxigén-szint függő) szignálja összetett, függ a CBF-ben jelentkező változásoktól, az agyi vértérfogattól, és az oxigén metabolizmustól, ezért nem is annyira könnyű értelmezni, mint a CBF szintjét.

A kapott képeket aztán összevetették egymással, analizálták a látottakat, kiszámolták a cerebrovaszkuláris rezisztencia indexet (CVR, cerebrovascular reactivity) és a következőkre jutottak: a koffein globálisan és észrevehetően redukálta a nyugvó CBF szintet, a placebóhoz képest 20%-al. A tea szintén jelentős redukciót (21%) okozott, a koffeinmentes teának viszont nem volt mérhető hatása. A koffein és a tea redukciója között nem volt szemmel látható a különbség, ami azt sugallja, hogy elsősorban a teában található koffein okozza CBF szintjének csökkenését. Ez a redukció ráadásul terület-specifikus is –a szubkortikális szürkeállományban (thalamus, bazális ganglionok, hippokampusz, posterior cingulum) és az izolált frontális, parietális és occipitális régiókban még erősebb hatás volt megfigyelhető. A CBF szintjében bekövetkező pontos változásokat lásd az 4. ábrán.

A hyperkapniás beavatkozásnak az volt a célja, hogy növeljék az agy vérszükségletét. Az artériás vérben lévő CO₂ parciális nyomásának változásai egy NO-függő mechanizmus miatt vazodilatációhoz és a CBF szintjének növekedéséhez vezetnek. A hyperkapniás állapot eléréséhez a második szkennelés utolsó öt percében egy gázelegyet lélegeztettek be az alanyokkal, ami 21% O₂-ből és 79% CO₂-ból állt. Az MRI képeket kiértékelve, valóban nőtt a CBF (18%-al) és a BOLD (2,3%-al) szintje is. Az end-tidal CO₂ arányát folyamatosan mérték a szkennelés alatt, hogy ki tudják számolni a CVR indexet. Összevetve az adatokat, a CVR nem mutatott változást egyik kezelés hatására sem, vagyis a teában található koffein nincs rá hatással, míg a CBF szintje egyértelműen csökken miatta. Ez valószínűleg azt jelenti, hogy az agyi vérkeringésre ható két mechanizmus (a hyperkapnia által kiváltott NO-függő vazodilatáció és a koffein hatása) nincsenek egymással kölcsönhatásban.

A koffein által a CBF szintjében kiváltott redukció pontos molekuláris háttere még nem teljesen biztos, de nagyon valószínű, hogy a koffein szimpatikus idegrendszer stimuláló és értónus fokozó tulajdonságának köszönhető. A CBF regulációja elég komplex. Endotheliális és idegi mechanizmusok is hozzájárulnak szabályozásához, irányítják a metabolikus követelményeket és az agyi vérnyomás autoregulációját. A koffein az adenozin antagonistájaként funkcionál. Korábbi patkánykísérletek már kimutatták, hogy adenozin adagolása glutamát által közvetített vazodilatációhoz vezetett a kérgi artériákban. A koffein, mint antagonista, az A2A adenozin receptorokhoz csatlakozott, így meggátolva a glutamát-közvetítette vazodilatációt., az A1 adenozin-receptorhoz csatlakozva viszont nem érte el ugyanezt a hatást. Ez azt bizonyítja, hogy az idegi cerebrovaszkuláris kontroll az A2A receptoron keresztül fejti ki hatását. Ez a megfigyelt terület-specifitást is megmagyarázná, hiszen pont a koffein által különösen redukált régiókon található több A2A receptor.

Nehéz megmondani, hogy a CBF szintjében megfigyelt változásoknak pozitív vagy negatív fiziológiai következményei vannak. Fontos kiemelni, hogy a tesztelt dózis nagyjából hat normál csésze teának felel meg, egy csésze tea valószínűleg nem okoz ilyen drasztikus redukciót. Egy erősebb eszpresszó viszont akár tartalmazhatja ezt a koffeinmennyiséget. A továbbiakban érdemes lenne többet is foglalkozni a témával, főleg a CBF regionális változásai és idegi funkciók közötti kapcsolattal, és mindennek az agyi egészségre gyakorolt hatásaival.

Koffein és glaukóma

Igor I. Bussel és munkatársa, Ahmad A. Aref (2014) korábbi publikációkat tanulmányozva a koffein és a glaukóma kapcsolatát vizsgálta. Kutatásaikban azt találták, hogy a koffein ideiglenesen növeli szemen belüli nyomást, ami erre hajlamos emberekben glaukóma kialakulásával is járhat.

A glaukóma egy látási ideggyengeség, amit előrehaladott látóideg degeneráció és látómezővesztés jellemez. Többelemű súlyosbodó látóideg gyengeség jellemzi, és visszafordíthatatlan látáskárosodást és vakságot okozhat. Biológiai alapja magában foglalja a retina ganglionjainak degenerációját, amit látótér veszteség kísér. Diagnózisa elsősorban a látóideg előrehaladott károsodásának vizsgálatán alapul. Ez elvégezhető mérésekkel, ophtalmoscopiával, sztereofotográfia és/vagy in vivo képalkotással, a látáskárosodás mértékét számítógép alapú látómező vizsgálattal becslik meg. A hályog nem gyógyítható és a károsodás visszafordíthatatlan, de ha korán felfedezik, a folyamat megállítható vagy csökkenthető gyógyászati vagy sebészeti beavatkozással. A glaukóma kezelésének elsődleges céljai közé tartozik a megadott tartományon belüli, szabályozott IOP (intraocular pressure, szemen belüli nyomás), a stabil látóideg és retina rostréteg, és stabil látómezőt. Mivel az IOP az egyedüli változtatható kockázati tényező, a gyógykezelés elsősorban az alacsonyabb céltartomány elérésére fokuszál. A szint csökkentése kezdetben gyógyszeres kezeléssel, szemcseppekkel történik. Amikor a páciens nem tartja a gyógykezelést, vagy az eset súlyosbodik, sebészeti beavatkozás is megkísérelhető.

Míg számos elemnél kimutatták, hogy hozzájárul a glaucomás idegdegradációhoz, az IOP jelenleg az egyedüli tényező, ami kimutathatóan kezelhető. Népesség-felmérések kimutatták, hogy a páciensek 30-40%-ánál az IOP normál tartományba esik. Hasonló betegekben az IOP további csökkentése védhet a glaukóma további romlásától.

A glaukómának két fő típusa van, amiket a csarnokzug felépítése alapján különítünk el: a nyitott (POAG) és a zárt zugú glaukóma. A POAG a leggyakoribb megjelenési formája, ekkor a csarnokzug széles, nyitott szögletet mutat, míg a zárt zugú glaucoma esetében a csarnokzugot az írisz gyöke elzárja. A szem jellemzőit zárt zugú glaukóma esetén lásd az 5. ábrán (kép a wikipédiáról származik). Másodlagos glaukóma kialakulhat szem traumás sérülése, gyulladása, daganat, cukorbetegség, előrehaladott hályog vagy szteroid használat miatt. A kutatók két specifikus másodlagos típust emeltek ki, a pigmentary és az exfoliatív glaukómát. A pigment szóródási szindróma és pigmentary glaukóma az iris megemelkedett festéksejt kibocsátásával jár, amelyek a szem elülső részében oszlanak el. Ezek a pigment granulumok keresztülfolynak a csarnokvíz útján és akkumulálódnak, így akadályozzák a csarnokvíz elvezetését. Ez az IOP emelkedését és a látóideg sérülését okozza, amit látótér veszteség kísér. Az exfoliatív szindróma és az exfoliatív glaukóma esetében fehérjetartalmú, korpaszerű hámlás rakódik a szem elülső részére, ami a lencse külső rétegéből származik. Hasonlóan az előzőhöz, ez szűkületet okoz a csarnokvíz elvezetésben, az IOP emelkedik, a látóideg sérül, ami látótérveszteséghez vezet.

A páciensekkel kitöltetett kérdőívek kimutatták, hogy a résztvevők változtattak étkezési szokásaikon, hogy kezeljék a betegséget. Egyre növekvő az érdeklődés az étkezési faktorok szerepe iránt a glaukóma kialakulásában, ugyanis újabb kutatások kimutatták, hogy egyértelmű kapcsolat van az étrendi tényezők és a hályog kockázata közt. Ez a felfedezés elősegítheti a glaukóma patogenezisének átlátását.

A koffein széleskörűen fogyasztott az egész világban. Az idősebb felnőttek többsége (a POAG rizikó elsődleges korcsoportja) naponta fogyasztja. A koffein átmenetileg megemelheti az IOP-t (2 Hgmm 2 órás periódusban). Ezt vagy a csarnokvíz termelésének megemelésével éri el, vagy elfolyásának gátlásával. A specifikus mechanizmus még nem ismert. Érzékeny szemben a koffein által megemelt IOP magasabb esélyt jelent a hályog kialakulására.

Kang és kollégái szervezték meg az első tanulmányt, ami a koffeinfogyasztás és a POAG fejlődésének összefüggését vizsgálta. A kutatók 79,120 nő és 42,052 férfi adatait használták fel, amit a már említett NHS és HPFS segítségével szereztek meg. Először azt jelentették, hogy a koffeinfogyasztás nem emelte jelentősen a POAG kialakulását. De a másodlagos elemzés kimutatta, hogy nagyobb a veszély POAG kialakulására azon koffeinfogyasztók között, akiknek családjukban voltak magas IOP-val összefüggő POAG megbetegedések. Egy másik kutatásban Pasqual és kollégái vizsgálták a kapcsolatot a koffein-és kávéfogyasztás, és az exfoliatív glaukóma (EG) kialakulásának veszélye között. Pozitív összefüggést mutattak ki a nagyobb arányú kávéfogyasztás és az EG kialakulásának rizikója között. Azoknak a résztvevőknek, akik >500mg/nap koffeint fogyasztottak, alig észrevehetően volt nagyobb az esélyük az EG kialakulására, mint azoknak, akik < 125 mg/nap koffeint fogyasztottak. Ellenben azok, akik több mint 3 csésze kávét ittak naponta, növekvő eséllyel voltak kitéve EG-nek, mint a nem fogyasztók. Ráadásul kimutattak egy szorosabb összefüggést azoknál a nőknél, akiknek a családjukban előfordult már glaukóma.

Ezek a kutatások azt mutatják, hogy a koffeinnek lehet egy kedvezőtlen hatása öröklött hajlam esetén. Li és munkatársai egy olyan meta-analízist folytattak, ahol összevetettek 6 randomizált, ellenőrzött kutatást, ami az IOP-t mérte 103 egészséges és 41 beteg (glaukóma, vagy magas vérnyomás 60, 90 perccel kávéfogyasztás után) egyénben. A kutatók kimutatták, hogy a koffeinnek eltérő hatása van az IOP-ra egészséges és beteg/hajlamos páciensek esetén. Normál esetben a koffeinnek nincs jelentős hatása az IOP-re, de volt hatása azoknál, akik okuláris hipertenzióban vagy glaukómában szenvedtek. Szintén ezek a kutatások mutattak lehetséges IOP-szabályozott kedvezőtlen hatást a koffeinfogyasztás után azoknál, akik öröklötten hajlamosak a hályogra.

Jiwani és munkatársai folytatták le az első és legnagyobb kísérletet, hogy megvizsgálják a koffeintartalmú kávé fogyasztásának IOP-ra, okuláris perfúziós nyomásra (OPP), és okuláris pulzus amplitúdóra (OPA) gyakorolt hatásait 60, illetve 90 perccel a fogyasztása után. Elsősorban azokat vizsgálták, akiknek van, vagy nagy eséllyel alakulhat ki POAG és legalább 40 évesek. A kutatók arról számoltak be, hogy a koffeinfogyasztás statisztikailag jelentősen emelte az IOP-t. Az IOP napi ingadozása miatt ezek a kutatások klinikailag nem jelentősek a legtöbb résztvevő számára, és valószínűtlen, hogy kihatása van a glaukóma kialakulására vagy fejlődésére. Lehetséges vitatkozni, hogy a koffein által kialakított átmeneti emelkedés az IOP-ben okozhat-e glaukómát, vagy ronthat-e a károsodáson azok esetében, akiknek öröklött hajlama van.

Összefoglalásként: koffeinnek ideiglenes hatása van az IOP növelésére, de ennek úgy tűnik, nincs gyakorlati összefüggése a normális fogyasztással. További kutatások még szükségesek lehetnek a magas koffeinfogyasztás és glaukóma kialakulása/romlása közötti kapcsolat vizsgálatára. A klinikai gyakorlat miatt az orvosoknak érdemes lenne megfontolniuk, hogy a hályogos betegeknek kevesebb koffein fogyasztását javasolják, és kerüljék a koffeinfogyasztást az IOP mérések előtt.

Koffein és súlyvesztés

Sayed H. Davoodi és kollégái (2014) női alanyokkal végeztettek el egy pontosan meghatározott diétát, amelyben a koffeinnek kiemelkedő szerep jutott. Az eredmények megmutatták, hogy a koffein, kalória shifting diétával (CSD) kombinálva hatékony alternatíva lehet a súly-és zsírvesztésre, ráadásul az RMR-ben csak kis változásokat okozott, és javította a toleranciát az alanyokban az új diétával szemben.

A túlsúlyosság abnormális vagy mértéktelen zsírfelhalmozódás, amely ronthatja az egészséget. Az utóbbi időben globálisan elterjedt probléma, de főleg a fejlődő országokban jellemző. A több mint 1,6 billió túlsúlyos felnőtt az állom egészségrendszerének is problémát okoz, ráadásul az elhízás az ötödik a halálos rizikófaktorok között a WHO szerint. Legalább 2,8 millió ember hal meg évente az elhízás eredményeként. A túlsúly alapvetően két fontos tényező eredménye: a magas energiatartalmú ételek népszerűbbé válása, és a csökkent fizikai aktivitás. A kalória- vagy súlycsökkentés az elsődleges gyógymód visszafogására, az alacsony kalóritartalmú diétákat viszont nehéz követni, mert az ételbevitel korlátozott, ráadásul anyagcsere és viselkedésbeli változásokhoz is vezetnek.

Hogy elkerüljék ezt a helyzetet megvizsgáltak egy új étrendet, a kalória shifting diétát, amiben a test különböző kalóriamennyiségeket kap, ahelyett, hogy folyamatosan alacsony lenne a bevitel. A szervezet így azt hiszi, hogy nincs, vagy csak nagyon kicsi a változás az energia bevitelben, ezáltal elkerülhető, hogy túlélő üzemmódba kapcsoljon és megvédje önmagát az új feltételekhez való alkalmazkodástól. A feltevés az, hogy ezzel az anyagcsere nem lassul le, mint más diéták esetében: nől az RMR, így a szervezet több kalóriát éget el, ami könnyebbé teszi a súlyvesztést.

Az alanyok 60 túlsúlyos, vagy elhízott, de másrészről egészséges, 26-45 év közötti nők elsősorban ülő életmóddal. Kizárásra kerültek a terhes, szoptató vagy menopauza utáni nők, illetve azok az alanyok, akiknek cukorbetegsége, keringési rendellenessége, étkezési zavarai, pszichológiai gondjai voltak, és a helytelen vagy rendszeres gyógyszerhasználók (kivétel a fogamzásgátló). Azok a páciensek, akik részt vettek csoportos edzésen, súlyt vesztettek, lipid vagy glükóz csökkentő gyógyszereket használtak, és akiknek a tevékenysége 3 hónappal a kutatás előtt több volt könnyű edzésnél szintén ki lettek zárva.

A résztvevőket két csoportra osztották: az első csoport a sima CSD-t csinálta, a második csoport emellé koffeinkezelést is kapott (5mg koffein/testömegkg/ nap, 250 ml vízzel elfogyasztva, az első naptól kezdve egészen az utolsóig). CSD étrend 3 szakaszt foglal magába: mindegyik tartalmaz 11 gyors napot (energia-korlátozott étrend) és 3 étkezési napot (tetszés szerinti étrend). A gyors napokon a kalóriafogyasztás 1350-re volt korlátozva. Az összes alanyt utasították, hogy az ételeket (a megfelelő kalóriamennyiséggel) csak napi 4 étkezés alatt fogyasszák, és kerüljék az egyéb bevitelt. Az időpontot az étkezésekhez szabadon választhatták, de közöttük eltelt idő nem lehetett kevesebb 4 óránál. Ez volt diéta 11 gyors napja, ami után 3 nap saját választású étrend kezdődött. A 11-3 napos szakaszok háromszor ismétlődtek 42 napon át, majd egy hónapos pihenő időszak következett, amiben az alanyok súlykarbantartó kalória bevitelt kaptak.

Az átlag alapsúly 83,06±2,11kg és 85,12±3,24kg volt a csoportokban. Egy hónapos kontroll időszak után nem jelentkeztek jelentősebb változások. Nem volt jelentős különbség a 11. napon (CSD 1. fázis), és a következő 3 napban sem. A 25. nap végére 6.02±1.2kgés 5.21±2.31kg súlyvesztés valósult meg mindkét csoportban, ami változatlan maradt a következő három napban. A harmadik szakasz végére még nagyobb csökkenés volt megfigyelhető, ami változatlan maradt a következő 3 napban. A CSD csoportban az egy hónapos testsúly-fenntartás után a kalória-bevitel 0,74kg testsúlynövekedést okozott, míg a CSD+koffein csoportban a súly tovább csökkent. A teljes testzsír jelentősen csökkent a kezelés 2. és a 3. szakaszában mindkét csoportban, de a csökkenés a CSD+koffein csoportban észrevehetően nagyobb volt, mint a CSD csoportban. A derék-csípő arány is csökkent, kivétel az első szakaszt. A BMI-ben is számottevő csökkenés volt megfigyelhető a második illetve a harmadik szakaszban, ami változatlan maradt a 3 napos önkontrollált időszakok után és a 30 napos követési időszakban, amikor a súlykarbantartó kalória-bevitelt írták elő. De a hatás a CSD+koffein csoportban sokkal kiemelkedőbb volt, mint a CSD esetében. Az RMR kezdeti átlagértéke 1428±31kcal/nap és 1439 kcal/nap volt a csoportokban. Bár a CSD alatt az RMR szintje csökkenő tendenciát mutatott, a különbség az alaphoz képest nem statisztikai jelentőségű. Az RMR pontos változásait lásd a 6. ábrán.

A 39. nap után észrevehetően csökkent a glükóz, összkoleszterin és triacilglicerol szintje. Hasonló csökkenés volt látható a 3 napos önszabályozott diéta során a 42. napon. A 4 hetes időszakban a glükóz- és összkoleszterin szint jelentősen alacsony marad, míg a triacilglicerol szint visszatért a kiindulási szintre. A plazma HDL koleszterin szintjében a kutatás alatt nem mutatkozott különösebb eltérés. Az éhségérzet nem növekedett számottevően a CSD 1. és 2. hetében, ám a 3. héttől elkezdett csökkenni és a 4. a 6. hétig jelentősen kevesebb volt.

A pihenési időszak alatt az éhség jelei közepesen növekedtek, de még így is kevesebb volt, mint a kezdeteknél. A CSD+koffein hatásosabb volt az éhségérzetre a CSD-nél, és ez állandó maradt a pihenési periódus alatt is. A vizsgálati alanyoktól kapott visszajelzések szerint 4 hét után pozitívan reagáltak a CSD kezelésre, és elégedettségük megmaradt a kutatás további részében, a pihenési periódus alatt is. Koffein kezelés láthatóan növelte az elégedettséget a 8. hét után. A teltségérzet változatlan maradt a diéta ideje alatt mindegyik csoportban, kivétel az első két hétben, amikor csökkent a CSD csoportban.

Összefoglalva: CSD hatékonyan csökkenti a testsúlyt és zsírtömeget 6 hét kezelés után, és a hatás változatlan maradt legalább egy hónapig, de a koffeines kezelés súlycsökkenést mutatott még a pihenési időszakban is. RMR nem csökkent a CSD alatt, ami azt mutatja, hogy a magas metabolizmus szint szükséges kulcstényező a folyamatos súlyvesztésben. Ráadásul a kezelést jól tolerálták a páciensek, elégedettségük is azt mutatta, hogy hatékonyan és könnyen tudták követni a diétát hosszabb ideig. A koleszterinszint csökkenése pedig pozitívan befolyásolhatja az arteria coronaria megbetegedéseinek kimenetelét. Mindez alátámasztja, hogy érdemes ezen diétát a gyakorlatban is alkalmazni alternatív gyógymódként az elhízás kezelésére.

Koffein és dehidratáció

Sophie C. Killer és kollégái (2014) a koffein folyadékháztartásra gyakolt hatását vizsgálták. A kutatás célja, hogy alátámassza azt a vélekedést, miszerint ha koffeintartalmú italokat fogyasztunk, akkor a szervezetünk dehidrációját okozzuk. Ennek a közvélekedésnek az alapja, hogy a koffein adenozin receptor antagonistaként viselkedik, csökkenti a nátrium reabsorptiot mind a proximalis és a distalis tubulusban. Amikor nagy dózisban van fogyasztva (>500 mg), a koffeinnek van diuretikus hatása. A vizelethajtó hatása évek óta kutatott, az első tudományos eredmény kb. 80 éve lett publikálva. Ennek a kutatásnak a szerzői azt az eredményt kapták, hogy a nem fogyasztóknál akut diurézist okoz, míg a rendszeres fogyasztás kialakít egy toleranciát. Azóta kimutatták, hogy ennek elvesztéséhez mindössze négy nap koffeinmegvonás elegendő. Sok kutatás vizsgálta még ezt a hatást, változatos eredményekkel, az azonban közös volt, hogy a mérsékelt fogyasztókban kialakult tolerancia miatt nem volt megfigyelhető diurézis.

A kávé sok biológiailag aktív összetevőt tartalmaz a koffein mellett. Ezek az összetevők kölcsönhathatnak egymással ezért a kávéfogyasztás nem feleltethető meg közvetlenül a koffein fogyasztásnak. Érdekes módon csak két kutatás vizsgálta specifikusan a koffein hatásait a vízfelvételre kávé formájában. Egy tanulmány vizsgálta a hatását 6 csésze kávénak a vizelet kiválasztásra egy 5 napos időszakot követően amiben nem volt koffein fogyasztás. A 24 órás periódus után, a szerzők leírták a 2.7%-os csökkenést a teljes vízháztartásban és 41 %-os növekedést a vizelet kiválasztásban. Mivel a kutatásban csak koffeinhez szokott résztvevők voltak, akik a kísérletet megelőzően 5 napig nem fogyasztottak kávét, ezért nem vonhatunk le messzemenő következtetéseke alkalmazható az átlagos kávéfogyasztókra. Egy másik tanulmány megvizsgálta a hatásait egyenlő mennyiségű víz, kávé, cola fogyasztásának hatásait, víz és cola illetve nem koffeines üdítőkkel szemben. A szerzők nem találtak eltérő hatást a vízfelvételben koffeinhez szokott résztvevőkben. De a kutatás nem vizsgálta az összvízháztartást. Egy újabb kutatás a koffein hatásait vizsgálja a TBW-re nehézvíz használatával. 30 résztvevő, osztályozva a koffeinfogyasztás szerint: alacsony (kisebb 100mg/nap), koffeinfogyasztók 5mg/kg/nap illetve placebo tabletták 4 napig. Bár ezek a résztvevők nem koffeinhez szokottak, nem mértek változást a TBW-ben az első és 4. napon a koffeines illetve a placebo csoport között. Tehát egészséges emberben mérsékelt fogyasztás nem befolyásolja a TBW-t.

Kiszámolták, hogy 1.6 billió csésze kávét fogyasztanak világszerte minden nap, ezért nagy az érdeklődés, hogy a kávé befolyásolja-e a napi folyadékszükségletet, vagy okoz-e kismértékű krónikus dehidrációt. Ebben a kutatásban a cél az volt, hogy összehasonlítsák a mérsékelt koffeinfogyasztást koffeinhez szokott felnőttekben azonos mennyiségű vizet fogyasztókkal szemben a hidrációs jelek alapján illetve TBW mérésen keresztül.

52 egészséges, nemdohányzó férfi vett részt a kísérletben 18-46 éves korosztályból. Nők nem vettek részt a menstruációs ciklus folyadékháztartást befolyásoló hatásai miatt. A koffeines próba résztvevői 4 bögre feketekávét(200ml) fogyasztottak naponta kb 4 mg/kg BM koffein bevitel. A kontroll csoportban a résztvevők 4 bögre vizet(200ml). A résztvevők nem fogyaszthattak alkoholt és végezhettek fizikai aktivitást a próba után 24 óráig.Az egyéni étrend ellenőrizve volt és minden teszt periódusban a kontroll napokon is. Ugyanezt az étrendet követték a második próba alatt is. Mivel nincs megegyezés arról egy embernek mennyi innivalót kellene fogyasztania naponta, szükség volt arra, hogy standardizálva legyenek minden résztvevőre, a napi folyadékbevitel a 3 napos étrendi napló átlaga alapján lett kiszámolva. 6 egyforma palack vízre osztották fel a napi folyadékbevitelt. Előre meghatározott időpontokban fogyasztották el. A tesztitalok ezen időpontok előtt lettek fogyasztva.

Reggel hét és kilenc óra között csinálták a vér és vizeletminta gyűjtését, illetve a súly mérését. Az előző napon 21:30-tól nem fogyaszthattak már semmilyen italt.

A TBW nehézvíz használatával lett mérve gázkromatográfiás tömegspektrográfiával. A változások a két csoportban nem voltak jelentősen különbözőek. És nem volt jelentős különbség a vizsgálat kezdetétől a végéig . Az átlagos testtömeg nem változott másképp az eltérő körülmények között, mindkét csoportban csökkent. A teljes napi vizelettérfogat, USG, ozmolalitás, kreatinin szint nem változott az eltérő feltételek mellett. A nátriumionszint nem különbözött a vizsgálat során, de a koffeines csoportban jóval magasabb volt az átlagos nátriumion kiválasztás. Káliumion koncentráció jóval magasabb volt a második napon mindkét csoportban, de eltérő feltételekből adódó különbséget nem találtak. A hematológiai értékek nem különböztek a két feltétel között egyik értékben sem. Ezt a szérum ozmolalitás, hematokrit, plazma fehérjetartalom, szérum nátriumion és káliumion tartalom vizsgálata alapján állapították meg.

Összefoglalva, ez az első kutatás, ami közvetlen módon vizsgálja a kávébevitel hatását a vízzel szemben. Az volt a hipotézis, hogy nem eredményez előrehaladott dehidrációt 72 óra során. És az adatok nem is mutattak jelentős különbséget. A magasabb K excretio a kávé proximális és distális tubulusokra gyakorolt hatása miatt figyelhető meg. A kísérlet paraméterei mellett az eredmények azt mutatják, hogy a kávé nincs jelentős hatással a folyadékháztartásra.

Irodalomjegyzék

1. Fengju Song, Abrar A. Qureshi, Jiali Han (2012): Increased Caffeine Intake Is Associated with Reduced Risk of Basal Cell Carcinoma of the Skin. Journal of Cancer Research 73(13), 3282-3289

2. Igor I. Bussel, Ahmad A. Aref (2014): Dietary factors and the risk of glaucoma: a review. Therapeutic Advances in Chronic Disease 5(4), 188-194

3. Ling-Wei Chen, Yi Wu, Nithya Neelakantan, Mary Foong-Fong Chong, An Pan, Rob M. van Dam (2014): Maternal caffeine intake during pregnancy is associated with risk of low birth weight: a systematic review and dose–response meta-analysis. BMC Medicine 12:174

4. Rishma Vidyasagar, Arno Greyling, Richard Draijer, Douglas R. Corfield, Laura M. Parkes (2013): The effect of black tea and caffeine on regional cerebral blood flow measured with arterial spin labeling. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism 33, 963–968

5. Sayed Hossein Davoodi, Seyed Javad Hajimiresmaiel, Marjan Ajami, Anoushiravan Mohseni-Bandpei, Seyyed Abdulmajid Ayatollahi, Kamran Dowlatshahi, Gholamali Javedan, Hamidreza Pazoki-Toroudi (2014): Caffeine Treatment Prevented from Weight Regain after Calorie Shifting Diet Induced Weight Loss. Iranian Journal of Pharmaceutical Research 13(2), 707-718

6. Sophie C. Killer, Andrew K. Blannin, Asker E. Jeukendrup (2014): No Evidence of Dehydration with Moderate Daily Coffee Intake: A Counterbalanced Cross-Over Study in a Free-Living Population. PLoS One 9(1), e84154

7. Timothy P. Heffernan, Masauki Kawasumi, Alessandra Blasina, Kenna Anderes, Allan H. Conney, Paul Nghiem (2009): ATR–Chk1 Pathway Inhibition Promotes Apoptosis after UV Treatment in Primary Human Keratinocytes: Potential Basis for the UV Protective Effects of Caffeine. Journal of Investigative Dermatology 129, 1805-1815

Egyéb felhasznált irodalom

1. Berényi Ervin - MR képalkotás - Digitális Tankönyvtár (2014) (http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0019_1A_MR_kepalkotas/ch08s05.html)

2. basal-cell carcinoma - Wikipedia (2014) (http://en.wikipedia.org/wiki/Basal-cell_carcinoma)

3. glaucoma - Wikipedia (2014) (http://en.wikipedia.org/wiki/Glaucoma)

4. melanoma - Wikipedia (2014) (http://en.wikipedia.org/wiki/Melanoma)

5. p53 - Wikipédia (2014) (http://hu.wikipedia.org/wiki/P53)

6. squamous-cell carcinoma - Wikipedia (2014) (http://en.wikipedia.org/wiki/Squamous-cell_carcinoma)