Il Caffè..questione di genetica

Bere un caffè è un’abitudine comune nella mostra società, sia per un atto di puro piacere e gusto, sia per l’effetto di risveglio che svolge la caffeina sul nostro cervello. Sicuramente avrete notato che ci sono delle persone in cui l’effetto eccitante del caffè è maggiore rispetto ad altre, ma perché le risposte alla caffeina sono così individuali? (Figura 1)

Figura 1 – Molecola della caffeina

Come si può immaginare, la risposta è complessa e si può riassumere in questi due punti:

1 – Il contenuto dello stomaco: che può ridurre l’assorbimento della caffeina, uno stomaco pieno riduce i tassi di assorbimento (Figura 2).

Figura 2 – Lo stomaco pieno limita l’assorbimento della caffeina

2 – la velocità con cui la sostanza viene metabolizzata: la caffeina può dare risposte diverse tra gli individui perché ciascuno di noi ha una genetica differente che determina la modalità in cui viene metabolizzata tale sostanza. Attualmente infatti, è stato dimostrato che la variazione di due geni, chiamati CYP1A2 e ADORA2A (Figura 3), è in grado di influenzare in positivo o negativo gli effetti della caffeina.

Figura 3 – Geni CYP1A2 e ADORA2A in grado di influenzare in positivo o negativo gli effetti della caffeina.

DNA e la metabolizzazione della Caffeina

E’ il gene CYP1A2 che influenza come noi riusciamo a metabolizzare la caffeina, essendo codificante per l’enzima citocromo P450 presente nel fegato, un piccolo cambiamento in questo gene può far produrre un quantitativo maggiore o minore di citocromo P450 predisponendo le persona ad essere un metabolizzatore “veloce” o un metabolizzatore “lento” per la caffeina (Figura 4).

Il citocromo P450 è infatti responsabile del metabolismo di circa il 5-10% dei farmaci attualmente in uso clinico, tra cui i più importanti sono alcune clozapine, imipramine e ovviamente la caffeina.

  • Un metabolizzatore veloce avrà una genetica (gene CYP1A2) che produrrà un quantitativo maggiore di citocromo P450: degraderà più rapidamente la caffeina, quindi gli effetti di una tazzina di caffè dovrebbero durare per un tempo più breve rispetto alla media.
  • Un metabolizzatore lento avrà una genetica (gene CYP1A2) che produrrà un quantitativo minore di citocromo P450: degraderà più lentamente la caffeina, quindi gli effetti di una tazzina di caffè dovrebbero durare per un tempo più lungo rispetto alla media.
Figura 4 – Metabolizzazione della caffeina da parte del citocromo P450

DNA e l’azione della caffeina sul sistema nervoso

E’ il gene ADORA2A ci rende più o meno sensibili alla caffeina, essendo codificante per un recettore in cui si lega l’adenosina. Quando l’adenosina si lega a questo recettore ci fa sentire stanchi. La caffeina, competendo con l’adenosina, si lega a tali recettori al posto dell’adenosina. Quindi, più caffeina si lega a questi recettori, meno adenosina potra’ legarsi, di conseguenza, ci sentiremo meno stanchi. (Figura 5)

Figura 5 – La La caffeina, competendo con l’adenosina, si lega ai recettori al posto dell’adenosina inibendo la stanchezza

Più il gene ADORA2A avrà una variazione per produrre un numero maggiore di recettori di adenosina maggiore sarà la quantità di tazzine di caffè (caffeina) che dovremo bere per avere per avere gli effetti di risveglio desiderati.

La caffeina si lega con i neuroni che di solito vengono occupati da un neurotrasmettitore che si chiama adenosina. L’adenosina è in grado di innescare un processo che porta a provare una sensazione di stanchezza, però se i recettori dell’adenosina sono occupati dalla caffeina questo meccanismo non funziona e l’effetto è di sentirsi più svegli ed eccitati.

ED E’ PER QUESTO CHE BERE CAFFE’ HA UN EFFETTO ECCITANTE

La variazione in questo gene potrebbe anche contribuire ad aumentare l’ansia o la difficoltà a dormire con l’aumento della somministrazione di caffeina, che potrebbe anche influenzare le prestazioni sportive.

Gli effetti del caffè sulle persone

Gli effetti del caffè sulle persone sono differenti per via della loro differente genetica.

La combinazione delle varianti genetiche permette di dividere i consumatori di caffè i quelli che hanno alta sensibilità al caffè e bassa sensibilità al caffè.

PERSONA CON ALTA SENSIBILITA’ AL CAFFE’

Possiede recettori dell’adenosina che favoriscono il legame con la caffeina e la variante del gene CYP1A2 che tende a produrre minori quantità dell’enzima che metabolizza la caffeina. RISULTATO: la persona elimina lentamente la caffeina e l’effetto eccitante è superiore alla media per via del maggior perdurare della caffeina nel corpo (gene CYP1A2) unita alla non modifica dei recettori per l’adenosina
PERSONA CON BASSA SENSIBILITA’ AL CAFFEPresenta una elevata capacità dell’organismo di liberarsi della caffeina grazie a grandi quantità dell’enzima prodotto dal gene CYP1A2. RISULTATO: la persona elimina velocemente la caffeina e l’effetto eccitante è inferiore alla media per via del minor perdurare della caffeina nel corpo (gene CYP1A2) unita alla modifica dei recettori per l’adenosina (gene ADORA2A). In questo gruppo rientrerebbero le persone che possono bere il caffè anche la sera senza subire effetti sul sonno.
FIGURA 6 – ALTA SENSIBILITA’ ALLA CAFFEINA
FIGURA 6 – BASSA SENSIBILITA’ ALLA CAFFEINA

La sensibilità media: prodotta da un bilanciamento tra la capacità di metabolizzare la caffeina e la sensibilità del sistema nervoso e darebbe la possibilità di bere, per persone che non hanno patologie cardiocircolatorie, tra 3 e 5 tazzine di caffè al giorno.

Inoltre, le ricerche evidenziano che ci sono anche altri fattori che influiscono sulla capacità di metabolizzare la caffeina. Per esempio il fumo di sigaretta la aumenta.
Chi fuma infatti, si libera più rapidamente della caffeina. Ma contano anche il sesso, l’età, malattie del fegato; obesità e dieta. Uno studio ha recentemente provato una correlazione tra il diabete di tipo 2 e una maggiore attivazione del gene CYP1A2.

Il caffè e la salute

Si consiglia bere non più di tre caffè al giorno, superato questa quantità è da preferire il decaffeinato. Questo perché la quantità di caffeina che un adulto sano può assumere ogni giorno è circa 5mg/kg di peso corporeo, il che significa che una persona che pesa 60 kg può assumere circa 300mg di caffeina al giorno mentre una persona che pesa 80 kg può assumere circa 400mg di caffeina al giorno. Tenendo conto che ogni tazzina di caffè espresso contiene circa 120mg di caffeina, con il consumo giornaliero di tre tazzine si arriverà già ad un quantitativo giornaliero di caffeina pari a 360 mg.

FIGURA 7 – livelli di assunzione quotidiana di caffeina suggerita dall’EFSA https://www.efsa.europa.eu/it/press/news/150527

La caffeina andrebbe limitata nei seguenti casi:

  • gravidanza. Alcune ricerche hanno dimostrato che ci potrebbe essere un maggior rischio di aborto spontaneo seguito dell’assunzione di alte quantità di caffeina (più di 300 mg/giorno), soprattutto se in combinazione con il fumo o con l’alcol, oppure a seguito dell’uso smodato di caffeina, più di 800 mg/die cioè circa 7 tazzine di caffè al giorno. Durante la gravidanza è consigliato consiglio di limitarsi a non più di una tazzina e mezzo di caffè espresso al giorno in tutto.
  • patologie cardiocircolatorie: tachicardia, ipertensionefibrillazione atriale, la caffeina potrebbe aggravare tali patologie e pertanto si dovrebbe limitare al massimo l’uso del caffè e preferire il decaffeinato.
  • patologie gastoesofagee: gastrite cronica, ulcera gastrica, reflusso gastroesofageo, esofago di Barrett e Sindrome di Zollinger-Ellison, chi soffre di queste problematiche, dovrebbe limitare al massimo l’uso del caffè soprattutto a stomaco vuoto in quanto aumenta i succhi gastrici. Si consiglia di mantenersi entro una/due tazzine di caffè al giorno ma sempre a stomaco pieno.

Si evidenzia inoltre che la caffeina è presente in molti altri alimenti oltre che al caffè come ad esempio il cioccolato, il Tè, le bevande energetiche (Figura 8)

Figura 8 – Presenza di caffeina negli alimenti
Figura 8 – Presenza di caffeina negli alimenti

Negli ultimi anni, numerose meta-analisi hanno evidenziato gli esiti positivi sulla salute associati al consumo (entro i normali livelli) di caffè nella popolazione generale.
I risultati positivi sulla salute includono una minore incidenza di diabete mellito di tipo 2, calcoli renali, morbo di Parkinson, gotta, fibrosi epatica, steatosi epatica non alcolica, cirrosi epatica, cancro del fegato e malattia epatica cronica.

Uno di quei vantaggi che si distingue dagli altri è un ridotto rischio di sviluppare il cancro al fegato. Questa è la conclusione di una revisione generale delle meta-analisi e dell’EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition Study) (Figura 9)

Figura 9 – Caffè e riduzione del cancro al fegato

Gli effetti sulla salute sembrano essere associati a componenti importanti della miscela di caffè che includono acidi clorogenici, trigonellina, N-metilpiridinio, i diterpeni kahweol e cafestol, polisaccaridi, peptidi e melanoidine. Per molti di questi componenti è stata postulata un’attività antinfiammatoria e antiossidante, ma il meccanismo molecolare responsabile di questi presunti effetti sulla salute è ancora irrisolto, rimangono comunque invariati i consigli di limitarne in consumo nel caso delle situazioni cliniche indicate.

Dott.Emanuele Rondina – Biologo Nutrizionista

Bibliografia:

  • Womack CJ, et al. J Int Soc Sports Nutr. 2012;9(1):7.
  • Loy B, et al. Journal of Caffeine Research 2015;5(2):73-81.
  • Pickering C, Kiely Are the Current Guidelines on Caffeine Use in Sport Optimal for Everyone? Inter-individual Variation in Caffeine Ergogenicity, and a Move Towards Personalised Sports NutritionJ. Sports Med. 2017
  • http://www.imm.ki.se/CYPalleles/cyp1a2.htm
  • Multicenter Study Am J Clin Nutr 2012 Apr;95(4):901-8. doi: 10.3945/ajcn.111.023648.Epub 2012 Feb 15.Coffee consumption and risk of chronic disease in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Germany study
  • Chao Cao et al, Regular Coffee Consumption Is Associated with Lower Regional Adiposity Measured by DXA among US Women, The Journal of Nutrition (2020). DOI: 10.1093/jn/nxaa121
  • https://www.efsa.europa.eu/it/press/news/150527

Dott. EMANUELE RONDINA – Biologo Nutrizionista – Via Dell’Orso N°5 / Via F. Argelati N°2 –   BOLOGNA 

 Email dott.emanuelerondina@gmail.com – Sito http://informamangiando.com

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