A kávé a koffeintartalomtól függetlenül hevesen növeli a szimpatikus idegaktivitást és a vérnyomást

A kávé az egyik legnépszerűbb ital, amelyet nagy mennyiségben fogyasztanak az egész világon. Bár az íze tényező, sokan stimuláns tulajdonságai miatt fogyasztják. A kávéfogyasztás néhány 1,2, de nem minden prospektív és epidemiológiai vizsgálatban összefüggésbe hozta a szív- és érrendszeri morbiditást és a mortalitást.3,4 Érdekes, hogy a skót szívegészségügyi vizsgálatban nemrégiben a kávé jótékony hatásáról számoltak be.5 a magas vérnyomás kialakulásában szintén ellentmondásos, mivel a kávéfogyasztás mind az emelkedett6, mind a csökkent7 vérnyomáshoz (BP) kapcsolódik, sőt kimutatták, hogy nincs hatása a BP.8-ra.

A szimpatikus idegrendszer (SNS) fontos szerepet játszik a BP szabályozásában. Valójában a szimpatikus túlműködés a hipertónia jól megalapozott patogenetikai mechanizmusa. A 9–11 SNS reaktivitása már fokozódik a határ menti hipertóniában szenvedő betegeknél10, valamint a magas vérnyomású szülők normotenzív utódainál jelentkező mentális stressz során is, hosszú távon a BP tartós növekedéséhez vezet.

A kávé több száz különböző anyagot tartalmaz, 13 de a hemodinamikára és az SNS-re gyakorolt hatása elsősorban a koffeinnel függ össze. A koffein rövid ideig tartó alkalmazása nem kávéfogyasztóknál növeli a BP-t, a plazma renin aktivitást és a katekolaminokat.14 A koffein és a kávé SNS aktivitásra gyakorolt közvetlen hatásait azonban még mindig meg kell határozni, különösen azért, mert a koffeinmentes kávét hiányoznak ilyen kardiovaszkuláris hatások. Így a jelen tanulmány célja a koffein, valamint a rendszeres és koffeinmentes kávé hatásainak értékelése volt az emberek szimpatikus idegtevékenységére és hemodinamikájára in vivo.

Módszerek Az alanyok

alanyok

Az izmok szimpatikus idegaktivitását (MSA) mikroneurográfiával vizsgálták a peroneális idegen belül 15 egészséges önkéntesnél (táblázat). Kizárták a dohányzókat és a magas vérnyomású szülők utódait (gyakori zavaró tényezők, amelyek befolyásolhatják az SNS aktivitását) .12 A Zürichi Egyetemi Kórház (Svájc) etikai bizottsága jóváhagyta a vizsgálatot, az önkéntesek pedig írásos beleegyezésüket adták a vizsgálat előtt.

Kísérleti Protokoll

15 egészséges önkéntesben (6 szokásos és 9 nem szokásos kávéfogyasztó) artériás BP, pulzus és Az MSA-kat folyamatosan rögzítették különböző beavatkozások előtt és után (lásd alább) ugyanazon alanyokban. A szokásos kávéfogyasztókat és a nem szokásos kávéfogyasztókat (úgy határozzuk meg, hogy nem fogyasztunk kávét vagy bármilyen más koffeint tartalmazó italt) a következők után tanulmányoztuk:

(1) koffein intravénás bolus adagolása (250 mg 10 ml 0,9% -os NaCl-ban oldva; n = 10, 5 szokásos és 5 nem szokásos kávéfogyasztó);

(2) placebo intravénás beadása (10 ml NaCl 0,9%; n = 11, 5 szokásos és 6 nem szokásos kávéivó);

(3) kávéivás (háromszoros eszpresszó; n = 10, 5 szokásos és 5 nem szokásos kávéivó); és

(4) koffeinmentes kávé (háromszoros eszpresszó; n = 4, nem szokásos kávéfogyasztók) fogyasztása.

Az alanyokat elvakították a beavatkozástól (azaz kávé és koffeinmentes kávé, és a koffein intravénás beadása a placebóval szemben) Valamennyi személyt fekvő helyzetben tanulmányoztuk a kávé-absztinencia után legalább 16 órán át, standard körülmények között – azaz délután (14:00) könnyű étkezés után és vizesedés után, hogy elkerüljük az SNS növekedését. a hólyag kitágulása révén végzett aktivitás.15 A lábat vákuumpárnával rögzítettük, és EKG vezetékeket, BP mandzsettát és légzésfeszültség-mérőt rögzítettünk. Beltartó katétert (DeltaFlo2, 20-as mérőeszköz, DELTA-MED) helyeztek egy kubitalis vénába. Befutási periódus és 15 percig tartó stabil hemodinamika után kiindulási felvételeket és vérmintákat nyertünk.

A koffein plazmaszintjét a kiinduláskor, valamint az intravénás koffein vagy a placebo után 15, 45 és 75 perc elteltével határoztuk meg. (a lassú bélfelszívódás miatt) 30, 60, illetve 90 perccel a kávé szájon át történő bevétele után.

Mikroneurográfia

Mikroneurográfiát a korábban leírtak szerint végeztünk .12,16 MSA többszálas felvételeket kaptunk a vizsgálat teljes időtartama alatt a peroneális idegtől a fibuláris fejig volfrám mikroelektródákkal (200 μm tengelyátmérő, 1–5 μm szigetelt heggyel; Medical Instruments, Iowai Egyetem) . A referencia elektródot szubkután 1–2 cm távolságra helyezzük a felvevő elektródtól. Az elektródákat egy előerősítőhöz (erősítés, 1.000) és az erősítőhöz (változó erősítésű, 10-50) csatlakoztatták.Az idegaktivitást sáváteresztő szűrőn (sávszélesség, 700–2000 Hz) és egy ellenállás-kapacitás integráló hálózaton (időállandó, 0,1 másodperc) táplálták, hogy átlagos impulzus neurogramot kapjanak a tipikus impulzus-hullám által kiváltott törésekkel. A jelet oszcilloszkópon jelenítették meg, erősítették és hangszóróhoz csatlakoztatták, hogy tovább azonosítsák a jellegzetes jelet és kizárják a műtermékeket. 12

EKG és BP

Az EKG-t egyidejűleg rögzítettük a kísérlet során. A BP-t noninvazíven értékelték a bal felkar oszcillometrikus elzáródásával (Dinamap, Critikon Inc.).

Jelfelvétel és jelfeldolgozás

MSA és 1-vezetékes a felszíni EKG-t folyamatosan rögzítettük egy LabView alkalmazással, egy MIO 16L (National Instruments) A / D átalakító táblával és egy Macintosh számítógéppel. A jeleket 500 Hz frekvencián vettük mintába, és 12 bites pontossággal tároltuk őket. Az MSA-t a szimpatikus törések gyakoriságának és amplitúdójának számítógépes értékelésével számszerűsítettük. Az eredményeket percenkénti törésekként (tört / perc) és az amplitúdó (ACS) kumulatív összegeként adjuk meg voltokban / percben (V / perc) az abszolút értékre, az összaktivitás paramétereként, míg az SNS-aktivitás változásai az alapértékek százalékában kifejezve.

Gyógyszerek és kávékészítés

250 ml koffeinnek megfelelő koffein-nátrium-benzoát (431 mg) 10 ml sóoldatban készült oldat intravénás alkalmazásra. A kávét egy eszpresszógéppel készítették (tripla eszpresszó). A kávé dózisát úgy választották meg, hogy elérje a koffein plazmakoncentrációját, amely egyenértékű az intravénásan beadott 250 mg koffeinnel, kísérleti kísérleteknek megfelelően, amelyek azt mutatták, hogy 60 perc elteltével az automata eszpresszógéppel előállított hármas eszpresszóval elért koffein plazmakoncentráció megegyezik a koffein plazmakoncentrációjával 45 perccel 250 mg koffein intravénás beadása után. Azonos márkájú koffeinmentes kávét egy eszpresszógéppel készítették ugyanúgy, mint a hármas eszpresszót.

Adatok és statisztikai elemzések

Az adatokat bevittük és a SYSTAT 10.0 verziójával (SPSS, Inc) elemezve. Minden alany esetében a kiindulási állapotban folyamatosan regisztrált adatok 5 perces átlagát, 30 percet és 60 percet alkalmazták a statisztikai elemzés során. Az 5 perces átlagok minden vérvétel után legalább 10 perccel jelentkeztek. Az eredményeket átlag ± SEM értékként jelentjük. Az elemzéseket egy átfogó 3 × 2 ismételt ANOVA-val kezdtük, majd az egyes körülmények között az idő hatásának tesztelését végeztük. Jelentős feltételen belüli időhatásokat követtek, amelyeket specifikus trendek (pl. Lineáris, kvadratikus) tesztjeivel követtek. A kávé szokásos ivókra gyakorolt hatását úgy értékeltük, hogy összehasonlítottuk a fiziológiai paraméter értékének 60 perces változását nullához (kiindulási érték) 1 mintás t teszttel. Hasonló összehasonlításokat végeztek a nem szokásos ivók esetében is. A P < 0,05 értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük.

Eredmények

Alapadatok

A legalább 16 órás kávé-absztinencia ellenére a koffein még mindig kimutatható volt a szokásos kávéfogyasztóknál (5,5 ± 1,3 μmol / L), és ez a szint lényegesen magasabb volt, mint a nem szokásos ivóknál (1,9 ± 1,6 μmol / L, P = 0,04).

Koffein intravénás beadása

A koffein intravénás beadása (1. ábra) jelentősen megnövelte a keringő koffein mennyiségét szintek (1F ábra). A növekedési mintának volt szignifikáns lineáris (F1,9 = 50,8, P < 0,001) és kvadratikus (F1,9 = 56,2, P < 0,001) komponensek. Ez a növekedés a szimpatikus idegaktivitás markáns növekedésével járt (1A. Ábra). Szignifikáns időt kondíció kölcsönhatással is elértünk a teljes szimpatikus idegaktivitáshoz (F2,10 = 5,5, P = 0,04). Valójában a teljes szimpatikus idegaktivitás (ACS) a koffein állapotban 30 perc alatt 40,3 ± 19% -kal, 60 percnél pedig 54,1 ± 22,5% -kal növekedett, ami jelentős lineáris trend (F1,6 = 17,8, P = 0,006). A placebo állapotban az időnek nem volt szignifikáns hatása (F2,16 < 1). A fennmaradó fiziológiai paraméterek esetében a teljes 3 × 2 ANOVA nem eredményezett szignifikáns idő × csoport interakciókat, bár ezeknek a teszteknek a többsége marginálisan szignifikáns volt. Úgy véljük azonban, hogy ezek az eredmények tükrözik alacsony statisztikai képességünket ezen rendes interakciók kimutatására. Így külön megvizsgáltuk az idő és annak trendkomponenseinek hatását a koffein és a placebo állapotokra is. A diasztolés BP (F2,16 < 1) kivételével az idő jelentős hatását tapasztaltuk a koffein állapotban a percenkénti törésszám esetén (F2,12 = 4,2, P = 0,041 ), a szisztolés BP (F2,18 = 8,7, P = 0,002) és a pulzus (F2,16 = 5,9, P = 0,012).Mindezek a változások lineáris növekedést vagy csökkenést tükröznek, a pulzus kivételével, ahol szintén szignifikáns másodfokú trendet kapunk (F1,8 = 8,5, P = 0,02). Ez a másodfokú tendencia összhangban áll a koffein pulzusra gyakorolt közvetlen hatásával. A placebo-állapot fiziológiai paraméterei nem változtak szignifikánsan.

A sorozatfelvétel növekedése átlagosan 5,5 ± 3% és 9,4 ± 4% volt a 30. és 60. percben. A szisztolés vérnyomás 30 ± 60 perc elteltével 3 ± 1,6 Hgmm-rel és 6,4 ± 1,7 Hgmm-rel nőtt, az 1B ábra), és a pulzus jelentősen csökkent (–7,1 ± 2 ütés / perc 30 percnél, és –4,6 ± 2 ütés percenként 60 percnél ) intravénás koffein beadása után.

Továbbá nem volt különbség a BP, a pulzus vagy az MSA lefolyásában a szokásos és a nem szokásos kávéfogyasztók között ugyanazon intravénás koffein adag beadása után.

Kávéfogyasztás

Hatvan perccel háromszoros eszpresszó elfogyasztása után a plazma koffeinkoncentrációja elérte a csúcsot (23,6 ± 2,3 μmol / l), és összehasonlítható volt a 45 perccel intravénás koffein (27,0 ± 1,8). Fontos, hogy a szokásos és nem szokásos kávéfogyasztók a plazma koffein koncentrációjának azonos növekedését mutatták (2F. Ábra).

Először a kávéfogyasztás általános hatását elemeztük anélkül, hogy figyelembe vettük volna az alanyok szokásos vagy nem szokásos kávéivók. A szimpatikus idegaktivitás tartós növekedést mutatott a kávéfogyasztás után. Az összaktivitás 29,3 ± 9,6% -kal, 53,2 ± 14,1% -kal nőtt a 30. és 60. percben. A percenkénti sorozatfelvételek százalékos növekedése 7,2 ± 4%, illetve 11,8 ± 4% volt. A kávéfogyasztás után 60 perccel észlelt MSA-változások nagysága összehasonlítható volt a koffein intravénás beadása után bekövetkezett változásokkal.

Háromszoros eszpresszó nőtt – 30, illetve 60 percnél – a szisztolés vérnyomás 5 ± 1,5 Hgmm-rel. és 7,5 ± 2 Hgmm, a diasztolés vérnyomás 6 ± 1 Hgmm és 4 ± 2 Hgmm. Ennek megfelelően a pulzusszám 4 ± 1,5 ütés / perc-rel csökkent 30 percnél, és 2 ± 2 ütés / perc 60 percnél.

A kávéfogyasztás hatása a szokásos kávéfogyasztás szerint

Annak ellenére, hogy a kávé esetében mind a szokásos, mind a nem szokásos csoportban szignifikáns és lineáris interakció volt tapasztalható, szignifikáns növekedést tapasztaltunk a szokásos kávéfogyasztók (t3 = 3,2, P = 0,025) kiindulási értékéhez képest, de a nem szokásos kávé esetében ivók (t3 = 1,9, P = 0,147). A pulzusszám (2E ábra) vagy a percenkénti törés (2B ábra) esetében sem a szokásos, sem a nem szokásos kávéfogyasztóknál nem volt jelentős változás.

Koffeinmentes kávé

Nem szokásos kávéfogyasztóknál a koffeinmentes kávé nem növelte a plazma koffeinszintjét (t3 = 2,54, P = 0,084, 2F ábra). Érdekesebb, hogy a koffein hiánya ellenére a szisztolés vérnyomás 30 perc alatt 5,5 ± 2,5 Hgmm, 60 perc múlva 12 ± 3 Hgmm növekedett (t3 = 3,8, P = 0,033, 2C. Ábra). A teljes szimpatikus aktivitás csak marginálisan szignifikáns növekedést mutatott 60 perc múlva (22,1 ± 12,3%, t3 = 2,1, P = 0,128, 2A. Ábra) az alapvonallal összehasonlítva. Amikor azonban a teljes tendenciát az idő függvényében figyelembe vettük a 30 perces adatok összeadásával, a teljes szimpatikus aktivitásra vonatkozóan megállapítottuk az idő általános hatását (f2,6 = 6,8, P = 0,029), amely elsősorban szignifikáns lineáris trend volt (f1 3 = 21,2, P = 0,019). A diasztolés vérnyomás (2D ábra), a pulzusszám (2E ábra) és a percenkénti törések száma (2B ábra) nem mutattak változásokat a koffeinmentes kávé után.

Megbeszélés

Adataink szerint a kávé és a koffein hasonlóan növeli az MSA-t és a BP-t a nem szokásos kávéfogyasztóknál, míg a szokásos kávéfogyasztók nem mutatnak BP-reakciót annak ellenére, hogy MSA aktiválás. Sőt, a koffeinmentes kávé és a koffein hasonló időtartamot eredményezett a teljes szimpatikus idegaktivitás állapot-kölcsönhatásával, ami arra utal, hogy a koffeinen kívüli egyéb anyagok felelősek lehetnek a kávé szív- és érrendszerre gyakorolt stimuláló hatásáért. Az a tény, hogy a nem szokásos kávéfogyasztóknál a kávé és a koffeinmentes kávé hasonlóan megemelte az MSA-t és a BP-t, érdekes, és alátámasztja azt a hipotézist, miszerint a kávéfogyasztás kardiovaszkuláris hatásáért a koffeinen kívül más anyagok felelősek.

A jelen tanulmány bemutatja A koffein először aktiválja az SNS-t, növeli a szisztolés és a diasztolés BP-t és csökkenti a pulzusszámot, bár a kávéfogyasztás az SNS-aktivitás növekedését okozta, miközben a BP egyidejűleg csak a nem szokásos kávéfogyasztóknál emelkedett. Meglepő módon a nem szokásos kávéfogyasztók is hasonló kardiovaszkuláris reakciókat mutattak a koffeinmentes kávé után.

A prospektív és epidemiológiai vizsgálatok ellentmondásos eredményeket hoztak a kávéfogyasztás kardiovaszkuláris hatásaival kapcsolatban. Valójában a kávéfogyasztás mind az emelkedett6, mind a csökkent 7 BP-hez kapcsolódik, és még a BP-re sem gyakorolt hatást. A jelentett vizsgálatok következetlenségei részben a módszertani hibáknak és a zavaró változók, köztük a kiindulási BP, a dohányzási szokások, és nemi különbségek, étrendi és alkoholfogyasztás, stressz és elhízás, valamint a napi kávé- és koffeinbevitel pontatlan meghatározása.17,18 Valószínű, hogy ezekben a tanulmányokban a kávé habitus eltérő eloszlása megfigyeléseinknek megfelelően a kávé hipertenzív potenciálját elemző tanulmányok néhány következetlensége. Ebben az összefüggésben a BP akut növekedését mutató vizsgálatokat nem szokásos alkoholfogyasztóknál vagy szokásos ivóknál végeztek csak hosszan tartó absztinencia után.

Különösen a koffein és a kávé SNS-re gyakorolt differenciális akut hatásait korábban nem értékelték emberben in vivo. Ez a tanulmány az első, amely bemutatja az SNS aktiválását koffein és kávé, valamint koffeinmentes kávé segítségével. A nem szokásos kávéfogyasztóknál tapasztalt koffein és kávé nyomóhatásának összefüggésben kell lennie egy központi vagy esetleg perifériás SNS aktiválással. Az a tény, hogy a BP nőtt, miközben a pulzus csökkent vagy változatlan maradt, arra utal, hogy a perifériás és a szívszimpatikus idegaktivitás koffein és kávé által stimulált. Valószínű, hogy a BP növekedése a szív szimpatikus aktivitásának baroreceptor által közvetített gátlását indukálta, mivel egy vazopresszor anyag infúziója után tapasztalható. nagy térfogatú (~ 500 ml) a lehető leggyorsabban, és összekapcsolódott (bár közvetlenül nem mértük) az SNS aktiválásával. Ez a hatás részben a húgyhólyag kitágulásának tudható be, amelyről ismert, hogy aktiválja az SNS-t.15 Figyelembe véve a vizsgálatunkban ivott eszpresszó kis mennyiségét (~ 30 ml), ez kevésbé valószínű.

Eddig, a kávé kardiovaszkuláris stimuláló hatásait összekapcsolják a koffein által szimpatikus idegaktivációval. Vizsgálatunk során is az intravénásan alkalmazott koffein indukálta ezt a várható választ. Itt azonban bizonyítékot szolgáltatunk arra, hogy a nem szokásos kávéfogyasztóknál a kávé által történő kardiovaszkuláris aktiváció független a koffeintartalomtól. Valójában a koffeinmentes kávé az MSA és a BP emelkedéséhez vezetett, hasonlóan a koffeintartalmú eszpresszó okozta szintjéhez, ami arra utal, hogy a koffeinen kívüli egyéb anyagok szimpatikus aktivációt közvetítenek, és a kávéfogyasztás után a BP emelkedik. Ezt az értelmezést más megállapítások is alátámasztják: A hármas eszpresszó elfogyasztása nem okozta a BP növekedését a szokásos kávéivókban, valószínűleg az indukált tolerancia miatt. A szokásos és a nem szokásos kávéfogyasztók közötti BP-változások különbségei azonban nem voltak összefüggésben a koffein által okozott szimpatikus idegaktivitás csökkenésével. Éppen ellenkezőleg, az intravénás koffein hasonló változásokat váltott ki a szimpatikus aktivitásban mindkét csoportban. Így a kávé iránti tolerancia szintén nem tűnik összefüggésben a koffeinnel. A nem szokásos kávéfogyasztók placebo-hatását nem lehet biztosan kizárni; a mintázat azonban az idő múlásával változik, a BP és az MSA lassú, progresszív növekedésével, összhangban a keringő koffeinszint emelkedésével, ami valódi farmakológiai hatást sugall.

Eredményeink szerint a hatás A szokásos és nem szokásos kávéfogyasztás aránya annyira fontos, hogy a betegek megfelelő rétegzése alapvető fontosságúnak tűnik az e területre vonatkozó adatok elemzésében.Valójában a koffein vagy a kávé nyomóhatást jelentő akut hatásának tanulmányainak többségét nem szokásos kávéfogyasztókban14 vagy hosszan tartó absztinencia után végezték el. többnyire szokásos kávéivókon alapulnak. A közelmúltban közzétett epidemiológiai vizsgálatok nem bizonyították egyértelmű összefüggést a növekvő kávéfogyasztás és a kardiovaszkuláris morbiditás vagy mortalitás kockázata között, 3 és még jótékony hatást is feltételeztek.5

Nagyon is lehetséges, hogy a lehetséges káros hatások A korábban a kávéra elbírált hatások rendszeresen fogyasztva lényegesen kevésbé nyilvánulhatnak meg. Eredményeink – és epidemiológiai vizsgálataink8 alapján – valószínû, hogy normotenzív egyéneknél, akiknek nincs magas vérnyomás genetikai háttere, a kávéfogyasztás nem tekinthetõ a magas vérnyomás rizikófaktorának. Azt, hogy a hipertóniás szülők utódai másképp reagálnak-e a kávéra vagy a koffeinre – mint a mentális stresszre12 -, még vizsgálni kell. Természetesen a szokásos kávéfogyasztóknál a kávé korlátozása nem tűnik orvosilag szükségesnek. A kardiovaszkulin kívüli, a kardiovaszkuláris aktivációért felelős összetevő (k) azonosítása a kávé új formáihoz vezethet, amelyekben valóban hiányoznak a nemkívánatos stimulánsok.

Lábjegyzetek