Metabolizm kofeiny

Metabolizm kofeiny

Czynniki takie jak palenie, choroby wątroby, spożywanie alkoholu, przyjmowanie niektórych leków oraz dieta mogą wpływać na działanie kofeiny. Ponadto dane sugerują, że genetyka również odgrywa znaczącą rolę nie tylko w tym, jak dana osoba zareaguje na kofeinę, ale przede wszystkim w określeniu, ile kawy może pić^16, 17.

W badaniach przeanalizowano wpływ różnych czynników na metabolizm kofeiny w organizmie oraz wpływ spożywania kofeiny na codzienną aktywność^16, 17.

 

Kofeina w organizmie

Po spożyciu doustnym kofeina trafia do krwi i jest wchłaniana przez tkanki organizmu. Wchłanianie jest praktycznie zakończone po 45 minutach od spożycia⁷. Maksymalne stężenie kofeiny w osoczu jest osiągane po 15–120 minutach od jej przyjęcia. Okres półtrwania kofeiny wynosi ok. 4 godzin, jednakże czas ten może ulec skróceniu lub wydłużeniu u poszczególnych osób lub grup, takich jak kobiety ciężarne, osoby palące i z upośledzoną czynnością wątroby^16, 17.

Efekty działania kofeiny mogą się utrzymywać w organizmie do kilku godzin, w zależności od tego, w jakim tempie jest metabolizowana⁷.

Wchłanianie kofeiny z pokarmów i napoi wydaje się niezwiązane z wiekiem, płcią, uwarunkowaniami genetycznymi, występującymi chorobami i przyjmowanymi lekami oraz używaniem alkoholu i nikotyny. Absorpcja kofeiny z herbaty i kawy jest podobna¹⁸.

 

Jak organizm metabolizuje kofeinę

Kofeina jest metabolizowana głównie w wątrobie przez enzymy cytochromu P450, które są odpowiedzialne za ponad 90% klirensu kofeiny¹⁹. Enzym odpowiedzialny za metabolizm kofeiny jest kodowany przez gen CYP1A2.

Duża zmienność aktywności CYP1A2 sprawia, że klirens kofeiny może być zmieniony pod wpływem takich czynników jak płeć, rasa, polimorfizmy genetyczne, występujące choroby i ekspozycja na induktory enzymatyczne^16, 17, 19. Dwa badania pokazały, że regularne spożywanie kofeiny przez tydzień nie zmienia jej farmakokinetyki^20, 21. Jednak w kolejnym badaniu wykazano, że spożywanie przynajmniej 3 filiżanek kawy dziennie zwiększa aktywność CYP1A2²².

 

Kofeina, zdrowie i czynniki indywidualne

Wiele indywidualnych, nieuwarunkowanych genetycznie czynników może mieć wpływ na metabolizm i wykorzystanie kofeiny w organizmie.

Choroby wątroby

Wątroba jest głównym organem odpowiadającym za metabolizm kofeiny. Nieliczne badania dotyczyły potencjalnego wpływu niektórych chorób wątroby, takich jak marskość czy zapalenie wątroby typu B i C, sugerując, że mogą one prowadzić do zmniejszenia klirensu kofeiny w osoczu w zależności od stopnia nasilenia choroby^23, 24. (Więcej informacji znajdziesz w zagadnieniu Funkcja wątroby).

Palenie

Wyniki badań sugerują, że palenie stymuluje klirens kofeiny¹⁶ i prawie dwukrotnie zwiększa tempo jej metabolizmu w wyniku indukcji enzymatycznej^25, 26.

Rzucenie palenia zmniejsza klirens kofeiny i przywraca schemat jej metabolizmu do normy ²⁷.

Dieta

Wiele czynników związanych z dietą może mieć wpływ na metabolizm kofeiny.

Spożywanie soku grejpfrutowego zmniejsza klirens kofeiny o 23% i wydłuża okres jej półtrwania o 31%^28, 29.

Spożywanie brokułów i innych roślin krzyżowych³⁰, a także dużych ilości witaminy C zwiększa klirens kofeiny³¹.

Flawonoid kwercetyna, występujący powszechnie w owocach i warzywach, wpływa na metabolizm kofeiny i paraksantyny, a przede wszystkim zmniejsza wydalanie z moczem ostatniego związku o 32%; zmienia również wydalanie kilku innych metabolitów kofeiny³².

Zdrowie kobiet

Podczas ciąży metabolizm kofeiny jest osłabiony, zwłaszcza w trzecim trymestrze^33, 34. Wynika to z obniżonej aktywności głównego enzymu odpowiedzialnego za metabolizm kofeiny i – w konsekwencji – wydłużenia okresu jej półtrwania³⁵. Metabolizm kofeiny wraca do normy kilka tygodni po porodzie³⁵.

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) zaleca, aby kobiety ciężarne ograniczyły dziennie spożycie kofeiny ze wszystkich źródeł do 200 mg⁴.

Stosowanie doustnych środków antykoncepcyjnych prawie dwukrotnie wydłuża okres półtrwania kofeiny, zwłaszcza w drugiej połowie cyklu miesiączkowego (fazie lutealnej)³⁵.

Spożywanie alkoholu

Alkohol wywiera hamujący wpływ na aktywność CYP1A2 (enzymu zaangażowanego w klirens kofeiny)³⁶. Spożywanie alkoholu w ilości 50 g dziennie wydłuża okres półtrwania kofeiny o 72% i zmniejsza jej klirens o 36%²⁰.

Kofeina nie zmienia motorycznych i psychologicznych objawów zatrucia alkoholowego³⁷, nie znosi również negatywnego wpływu alkoholu na zdolność do prowadzenia pojazdów, pomimo korzystnego oddziaływania na czujność i czas reakcji^38, 39.

Niektóre leki

Farmakokinetyka kofeiny może ulec zmianie przez wpływ niektórych leków. Specjaliści ochrony zdrowia, zalecając leki zawierające kofeinę bądź oddziałujące na jej metabolizm, powinni rozważyć, czy wymagane jest dostosowanie dawek lub udzielenie szczegółowych porad odnośnie do spożywania kofeiny¹⁶.

Zmienność genetyczna

Genetyka może mieć kluczowe znaczenie dla określenia, czy dana osoba dozna negatywnych skutków działania kofeiny^16, 17.

Zmienność genetyczna w receptorach dla kofeiny

Polimorfizm ADORA2A

Receptory adenozynowe A2 są kluczowe dla pobudzającego działania kofeiny (więcej informacji znajdziesz w zagadnieniu Wydolność umysłowa). Badania z udziałem ludzi wykazały, że polimorfizmy tych receptorów mogą wpływać na organizm^16, 17.

Wyniki badań sugerują, że prawdopodobieństwo wystąpienia genotypu ADORA2A maleje wraz ze wzrostem ilości regularnie spożywanej kofeiny, co oznacza, że osoby o tym genotypie mogą być mniej wrażliwe na działanie kofeiny i dlatego częściej wybierają kofeinowe napoje^16, 17, 40.

• W badaniu z 2012 r. przeanalizowano zmienność wpływu spożywania kofeiny na ciśnienie krwi (BP), sugerując, że zmienność ostrej odpowiedzi BP na kawę może być częściowo wytłumaczona przez polimorfizmy genetyczne w obrębie receptorów adenozynowych A2 i receptorów α2-adrenergicznych⁴¹.
• W badaniu przeprowadzonym przez duże konsorcjum (PEGASUS) przeanalizowano połączone dane z 5 populacyjnych badań kliniczno-kontrolnych, obejmujących 1325 przypadków choroby Parkinsona (PD) i 1735 członków grupy kontrolnej. Z badań wynika, że ryzyko wystąpienia PD jest odwrotnie proporcjonalne do obecności dwóch polimorfizmów ADORA2A⁴².
• Występowanie odrębnych genotypów genu kodującego receptor adenozynowy A2 (ADORA2A) różni się pomiędzy osobami wrażliwymi na kofeinę, u których występuje obniżona jakość snu, a osobami niewrażliwymi na kofeinę⁴⁰. Tak więc ta sama ilość kofeiny może w różny sposób wpływać na podobne do siebie osoby, w zależności od ich uwarunkowań genetycznych.

Zmienność genetyczna w metabolizmie – polimorfizm CYP1A2

Polimorfizm genu kodującego CYP1A2, enzymu odpowiedzialnego za 95% metabolizmu kofeiny, może potencjalnie dzielić populację na „wolnych” i „szybkich” metabolizerów kofeiny^16, 17.

W metaanalizie badano związek między regularnym spożywaniem kofeiny a polimorfizmem CYP1A2, który dzieli populację na szybkich i wolnych metabolizerów⁴³. Analiza wykazała zależność między szybkim metabolizmem i spożywaniem kofeiny u mężczyzn, osób poniżej 59. roku życia i osób rasy kaukaskiej, ale nie u kobiet, osób powyżej 59. roku życia i Azjatów. To pierwsze badanie, które wykazało słaby związek między profilem szybkiego metabolizera kofeiny i spożyciem kawy w populacji azjatyckiej, uwzględniające zmienność związaną z wiekiem i płcią. Dalsze badania wspomogą zrozumienie zagadnienia.

Spożywanie kofeiny

Genotyp ADORA2A jest związany z różnymi ilościami spożywanej kofeiny. Osoby z genotypem ADORA2A 1976TT ze znacząco większym prawdopodobieństwem będą spożywały mniej kofeiny⁴⁴.

Jako że indywidualna reakcja na kofeinę może się różnić w zależności od uwarunkowań genetycznych, osoby z reguły spożywają tylko taką jej ilość, po której czują się komfortowo⁴⁴.

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) rekomenduje spożywanie kofeiny w ilości nieprzekraczającej 400 mg dziennie i 200 mg w jednorazowej porcji jako element zdrowej, zbilansowanej diety⁴. 400 mg kofeiny to równowartość do 5 filiżanek kawy dziennie, stanowiących element zdrowej, zbilansowanej diety i aktywnego trybu życia. Kobietom w ciąży EFSA rekomenduje niższe wartości, nieprzekraczające 200 mg kofeiny dziennie ze wszystkich źródeł⁴.

 

Potencjalne dalsze badania

W wyniku dalszych badań nad kofeiną może dojść do kategoryzowania populacji w zależności od genotypu, z uwzględnieniem wpływu spożywania kofeiny na różne funkcje. Lepsze poznanie czynników oddziałujących na spożywanie kofeiny będzie pomocne w wyodrębnieniu tych kluczowych, wpływających na jakość życia i podatność na choroby^16, 17.