Η επίδραση της κατανάλωσης καφεΐνης και καφέ στις ελαστικές ιδιότητες των μεγάλων αρτηριών

Abstract

Background: Caffeine has an unfavourable acute effect on aortic stiffness and wavereflections; however, whether there is a differential effect on arterial stiffness betweencaffeine alone and caffeine in conjunction with coffee has not been investigated. Aim ofthis study was to compare the acute effect of caffeine given alone and coffee on arterialstiffness and the influence of habitual coffee consumption on this effect. We also soughtto examine the effect of chronic coffee consumption on arterial stiffness and whetherthere is a differential mid-term change in aortic elastic properties and wave reflectionsafter a 2-week daily coffee and caffeine administration.Methods: Acute effect. The acute effect of coffee and caffeine was studied in 24 healthyvolunteers (11 habitual-13 nonhabitual coffee consumers) on four separate occasionsreceiving: a) triple coffee espresso, b) triple decaffeinated coffee espresso, c) 240 mg ofcaffeine alone (amount contained in a triple espresso) and d) placebo. Chronic effect.Aortic stiffness and wave reflections were evaluated in 228 healthy individualscategorized by reported daily coffee consumption. Furthermore, the effect of a 2-weeklong, daily coffee and caffeine consumption in the same dosage form was examined in12 healthy volunteers (mid-term effect). Results: Acute effect: In both habitual andnonhabitual coffee consumers, caffeinated coffee significantly increased carotid-femoral pulse wave velocity (PWV) and augmentation index (AIx) compared to decaffeinatedcoffee. In both groups caffeinated coffee and caffeine alone, significantly increased PWVand AIx, however, in nonhabitual drinkers, caffeinated coffee compared to caffeine led toa more potent effect. The effect of caffeinated and decaffeinated coffee was morepronounced in nonhabitual compared to habitual drinkers, whereas both groupsdemonstrated similar changes with caffeine. Population study: A linear relation betweencoffee consumption and PWV and AIx was observed (P for trend < 0.05). Compared withthe nonconsumption group, PWV was on average 13% higher and AIx was 2-fold higher(P < 0.01 for all) in the high-consumption group (>450 mL/d). Mid-term effect: CarotidfemoralPWV and AIx did not significantly change with either 2-week long, daily coffeeor decaffeinated coffee consumption while the mid-term effect of daily caffeine intakesignificantly increased PWV and AIx (by 0.52 m/sec and 4.5 %, respectively at the end ofthe treatment period, P<0.05 for all). Conclusions: Coffee consumption has morepronounced acute effect in non habitual than habitual coffee consumers and caffeinatedcoffee has a more unfavorable acute effect than decaffeinated coffee. Both caffeinatedcoffee and caffeine alone exhibit a significant acute effect in aortic stiffness and wavereflections, whereas only caffeine given alone leads to a potent mid-term effect. Highdaily coffee consumption has a detrimental chronic effect on aortic elastic properties andwave reflections. Given the widespread consumption of coffee throughout the world,together with the major influence of arterial stiffness on cardiovascular performance andcardiovascular disease risk, our findings have important implications for human health.

Εισαγωγή: O καφές και η καφεΐνη έχουν συσχετιστεί με οξεία αύξηση της αορτικήςσκληρίας και των ανακλώμενων κυμάτων, ωστόσο οι διαφορές τους στη μεταβολή τηςλειτουργικότητας της αορτής και των μεγάλων αρτηριών δεν έχει μέχρι στιγμής εξεταστεί.Οι διαφορές στη μεταβολή των δεικτών αρτηριακής σκληρίας και ανακλώμενων κυμάτωνμεταξύ καφέ και καφεΐνης μελετήθηκαν α) κατά την οξεία χορήγηση και β) μετά από 2εβδομάδες καθημερινής χορήγησης. Επίσης, εξετάστηκε η συσχέτιση της μακροχρόνιαςκατανάλωσης καφέ με την αρτηριακή σκληρία και τα ανακλώμενα κύματα .Μέθοδος: Η οξεία επίδραση μελετήθηκε σε 24 υγιείς εθελοντές (οι 11 προσλάμβανανμέτρια ποσότητα καφέ ημερησιώς και οι υπόλοιποι 13 δεν έπιναν καφέ) σε 4διαφορετικές συνεδρίες κατά τις οποίες χορηγήθηκαν με τυχαιοποιημένη σειρά: α)τριπλός καφές espresso, β) τριπλός καφές espresso χωρίς καφεΐνη (decaffeinated), γ)240 mg καφεΐνης σε μορφή δισκίου (ποσότητα που περιέχεται στον τριπλό καφέespresso) και δ) βρασμένο νερό (placebo). Στο δεύτερο μέρος της μελέτης εκτιμήθηκαν ηελαστικότητα των μεγάλων αρτηριών και το μέγεθος των ανακλώμενων κυμάτων σε 228υγιή άτομα που ταξινομήθηκαν σε υποομάδες με βάση την καθημερινή κατανάλωσηκαφέ. Επίσης, συγκρίναμε σε 12 υγιείς εθελοντές την επίδραση στη λειτουργικότητα τωναρτηριών καθενός από τους παράγοντες που χορηγήθηκαν στην οξεία μελέτη (στην ίδιαδοσολογία) μετά από 2 εβδομάδες καθημερινής χορήγησης.Αποτελέσματα: Οξεία επίδραση: Σε όλους τους εθελοντές ο καφές με καφεΐνη αύξησεσε μεγαλύτερο βαθμό την καρωτιδομηριαία ταχύτητα του σφυγμικού κύματος (ΚΜΤΣΚ)και το δείκτη ενίσχυσης των ανακλώμενων κυμάτων (0Ε) σε σχέση με τον καφέ χωρίςκαφεΐνη. Επίσης, η ΚΜΤΣΚ και ο 0Ε αυξήθηκαν σημαντικά τόσο με τον καφέ με καφεΐνηόσο και με την καφεΐνη στη μορφή δισκίου, ωστόσο στα άτομα που δεν κατανάλωνανκαφέ η αύξηση των δεικτών μετά τον καφέ ήταν μεγαλύτερη συγκριτικά με την αύξησηαπό την καφεΐνη. Η επίδραση στη λειτουργικότητα των αρτηριών μετά τη χορήγηση καφέ(με ή χωρίς καφεΐνη) ήταν περισσότερο έντονη στα άτομα που δεν έπιναν συστηματικάκαφέ συγκριτικά με τα άτομα που κατανάλωναν μέτρια ποσότητα σε καθημερινή βάση,ενώ αντίθετα, η λήψη καφεΐνης είχε παρόμοια αποτελέσματα στις δύο ομάδες. Χρόνιαεπίδραση: Συγκριτικά με τα άτομα που δεν προσλαμβάνουν καφέ, τα άτομα πουκαταλώνουν μεγάλες ποσότητες καφέ ημερησίως (>450 mL/ημέρα) παρουσίασαν 13%υψηλότερη τιμή της ΚΜΤΣΚ και 2πλάσια τιμή του 0Ε (P<0.01). Η ΚΜΤΣΚ και ο 0Ε δεμεταβλήθηκαν σημαντικά μετά από 2 εβδομάδες καθημερινής χορήγησης καφέ με ή χωρίς καφεΐνη ενώ αντίθετα, η καφεΐνη με τη μορφή δισκίου αύξησε σημαντικά τηνΚΜΤΣΚ (κατά 0.52 m/sec) και το 0Ε (κατά 4.5%) (P<0.05) μετά τις 2 εβδομάδεςκαθημερινής λήψης. Συμπεράσματα: Η χορήγηση καφέ (με ή χωρίς καφεΐνη) στα άτομαπου δεν καταναλώνουν καφέ σε καθημερινή βάση αυξάνει σε μεγαλύτερο βαθμό τουςδείκτες αρτηριακής σκληρίας και ανακλώμενων κυμάτων σε σχέση με τα άτομα πουπροσλαμβάνουν συστηματικά καφέ. Ενώ στην οξεία χορήγηση η παρουσία καφεΐνηςστον καφέ συνοδεύεται από μεγαλύτερη μεταβολή της αρτηριακής σκληρίας σε σχέση μετην απουσία της, στη μακροχρόνια χορήγηση δε υπάρχουν διαφορές μεταξύ των δύοαυτών τύπων καφέ. Αντίθετα, η μακροχρόνια χορήγηση καφεΐνης μεταβάλλει σημαντικάτους δείκτες αρτηριακής σκληρίας και ανακλώμενων τόσο οξέως όσο και μακροχρόνια.Τέλος, τα άτομα που προσλαμβάνουν μεγάλες ποσότητες καφέ παρουσιάζουν μειωμένηελαστικότητα στην αορτή και ενίσχυση των ανακλώμενων κυμάτων. Τα παραπάνωευρήματα είναι ιδιαίτερα σημαντικά και υποδηλώνουν τον προστατευτικό ρόλο πουδιαδραματίζουν άλλα συστατικά που βρίσκονται στον καφέ.