Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Kawa i jej wpływ na zdrowie
Słowo kawa pochodzi z arabskiego kahwa lub kahwah i oznacza napój robiony z roślin [1]. Nazwa zwyczajowa „coffea” obejmuje około siedemdziesiąt gatunków wiecznie zielonych krzewów i drzew z rodziny marzanowatych [2]. Do najbardziej znanych gatunków zalicza się Coffea arabica L. (~60/70%), Coffea robusta L. (~30/40%) i Coffea liberica (~1%). Skład ziaren kawy zależy m.in. od gatunku, warunków klimatycznych, ale również wysokości nad poziomem morza, w jakiej jest uprawiana. Dla porównania, ziarna arabiki zawierają od 1,2 do 1,4% kofeiny, podczas gdy ziarna robusty od 1,2 do 3,3% [1,2].

 

Kawa zawiera ponad 1000 składników biologicznie aktywnych, a ostateczny skład poszczególnych substancji w kawie zależy również od sposobu jej parzenia. W filiżance kawy, w zależności od sposobu jej przygotowania, występują np.: kofeina 50-380 mg, kwas chlorogenowy 35-500 mg, trigonelina 40-50 mg, włókna rozpuszczalne 200-800 mg, białka 100 mg, tłuszcze 0,8 mg, minerały 250-700 mg, niacyna 10 mg, melanoidy 500-1500 mg oraz związki lotne [3]. Związki te mają nie tylko właściwości aromatyczne, ale wiele z nich posiada właściwości: antyoksydacyjne, hepatoprotekcyjne, przeciwzapalne, przeciwbakteryjne i przeciwwirusowe oraz relaksujące mięśnie gładkie [2-4]. Do najważniejszych biologicznie czynnych substancji, mających wpływ na nasze zdrowie, zalicza się: kofeinę, kwas chlorogenowy i diterpeny [5].


Kofeina

Kofeina zaliczana do metylksantyn metabolizowana jest w wątrobie przez cytochrom P450 izoformę CYP1A2 do trzech metabolitów paraksantyny (84%), teofiliny i teobrominy [6,7]. Mechanizm działania kofeiny oraz jej metabolitów polega na blokowaniu działania adenozyny za pomocą jej receptorów A1, A2A, A2B i A3, poprzez: mobilizację wewnątrzkomórkowego wapnia, hamowanie fosfodiesterazy (PDEs), modulowanie działania receptora dla benzodiazepin (GABAA) oraz hamowanie transporterów cAMP i zwiększenie poziomu katecholamin [2,8].

Zakłada się, iż toksyczny efekt kofeiny występuje przy stężeniu 129 μmol/L (25 mg/kg masy ciała), podczas gdy wypicie 2-3 filiżanek kawy to poziom kofeiny w osoczu rzędu od 20-40 μmol/L. Zatem przy normalnej konsumpcji kawy nie ma niebezpieczeństwa jej przedawkowania [2].


Kwasy chlorogenowe

Inny ważny składnik kawy to kwasy chlorogenowe (CGA) zaliczane do polifenoli. Na biodostępność CGA ogromny wpływ ma występująca w jelitach flora bakteryjna [2,9]. Do niedawna uważano, że CGA działają w organizmie tylko jako antyoksydanty, natomiast ostatnio stwierdzono, że mogą być również modulatorami szlaków komórkowych, zaangażowanych w patogenezę chorób neurodegeneracyjnych, oraz posiadać aktywność przeciwnowotworową [2].

Pozytywny efekt picia niewielkich ilości kawy może być jednak zniesiony za sprawą mleka, ponieważ białka, a szczególnie te bogate w prolinę, jak kazeina, mogą wiązać związki fenolowe i wpływać na obniżenie ich właściwości protekcyjnych [10].


Diterpeny

Diterpeny są związkami rozpuszczalnymi w tłuszczach, występującymi w oleju ziaren kawy, zaliczyć do nich można kafestol i kaweol. Wykazano ich związek z podwyższonym poziomem cholesterolu oraz triglicerydów w osoczu [11], ale przede wszystkim mają potencjał przeciwnowotworowy i antyoksydacyjny [2].


Wpływ kawy na organizm

Ostatnie badania sugerują działanie: przeciwcukrzycowe, przeciwnowotworowe, immunomodulujące, korzystne na wątrobę oraz w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinson’a. To, jak kawa oddziałuje na ludzki organizm, zależy jednak od osobniczej wrażliwości na poszczególne związki zawarte w kawie, wieku, płci, wadze ciała, szybkości metabolizowania kofeiny oraz zjawiska tolerancji, np. na kofeinę.


System naczyniowo-sercowy

Podaż kofeiny wiązana jest ze wzrostem ciśnienia krwi o około 10-20 mm Hg około godziny po podaniu, ale efekt ten jest widoczny głównie u osób mało lub wcale niespożywających kawy, ze względu na zjawisko tolerancji [6]. Podczas gdy kwas chlorogenowy wykazuje działanie odwrotne, obniżając ciśnienie krwi, oraz indukuje wzrost rozkurczu zależnego od przepływu (FMD), wskazując na jego protekcyjny charakter [12]. Sugeruje się zwiększone ryzyko chorób naczyniowo-sercowych (CV) związane z piciem kawy, jednak wydaje się, iż jest ono związane jedynie z podażą diterpenów, znajdujących się w gotowanej i niefiltrowanej kawie [13].

Umiarkowane, stałe spożywanie kawy zawierającej diterpeny związane jest z podwyższeniem poziomu cholesterolu całkowitego, LDL i triglicerydów [11,12], a wzrost ich poziomu jest większy w przypadku kobiet [14]. Z drugiej strony wykazano, iż stosunek cholesterolu LDL do HDL oraz apolipoproteiny B do apolipoproteiny A-I spada znacząco, co może mieć korzystny wpływ, poprzez indukcję ochronnej równowagi pomiędzy nimi [12]. Większość badań wykazuje efekt neutralny lub w niewielkim stopniu korzystny przy konsumpcji 4-5 filiżanek kawy dziennie i neutralny lub nieznacznie szkodliwy przy 4-10 filiżankach kawy dziennie [13].

 

Układ immunologiczny

Na układ immunologiczny duży wpływ mają zawarte w kawie polifenole. W badaniach na zwierzętach stwierdza się zahamowanie produkcji czynnika TNFα oraz interleukiny 6 (IL-6) w komórkach jednojądrzastych, a także działanie przeciwartretyczne po podaży CGA. Hamują one również powstawanie obrzęków oraz redukują odczucia bólowe związane ze stanem zapalnym. Wydaje się również, że CGA mają korzystne działanie w przypadku bólu neuropatycznego [15]. Stwierdzono istotny spadek poziomu pięciu markerów zapalnych w osoczu krwi po spożyciu kawy: IFNγ, CX3CL1/fraktalkina, CCL4/MIP-1β; sTNFRII oraz FGF-2 [16]. Ponadto kawa zwiększa produkcję IL-10, będącej czynnikiem hamującym syntezę cytokin, indukuje i rekrutuje limfocyty T regulatorowe, obniża chemotaksję neutrofili i makrofagów, produkcję przeciwciał, proliferację komórek B oraz aktywację komórek Th2 i TH1 [17].


Choroby autoimmunologiczne

Wiele doniesień wskazuje na podwyższone ryzyko reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) u osób pijących >4 filiżanek kawy dziennie. Spożywanie kawy może również wpływać znacząco na leczenie chorych z RZS metotreksatem, zmniejszając jego działanie [17].

Podobne działanie, jak w przypadku RZS, wykazuje kawa w przypadku tocznia rumieniowatego wieloukładowego (SLE), szczególnie w kombinacji z paleniem tytoniu [27]. Nie znany jest jakikolwiek związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy piciem kawy a autoimmunologicznymi chorobami tarczycy. Niemniej jednak u pacjentów z chorobą Hashimoto, którym podawana jest lewotyroksyna, notuje się obniżony poziom tyroksyny w osoczu po podaży kawy [17].
Wydaje się, że kofeina wpływa neuroprotekcyjnie i zmniejsza ryzyko wystąpienia stwardnienia rozsianego (MS), może działać protekcyjnie w przypadku stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) [8], choroby Crohn’a oraz wrzodziejącego zapalenia jelit [17].


Układ kostny i mięśniowy

Badania na zwierzętach pokazują, że kofeina zaburza metabolizm kości, zmniejsza ich gęstość oraz zaburza ich strukturę, poprzez zwiększenie wydalania wapnia, hamowanie proliferacji osteoblastów oraz zaburzanie procesów naprawczych w tkance kostnej, co zwiększa nie tylko ryzyko osteoporozy, lecz także ryzyko chorób przyzębia [18]. Większość analiz wskazuje, że szkodliwy wpływ na kości występuje u osób spożywających powyżej 2-3 filiżanek kawy dziennie, u osób np. z zaburzonym metabolizmem wapnia i w podeszłym wieku. Natomiast część badań nie wykazuje korelacji pomiędzy piciem kawy a osteoporozą [11].


Kawa a mięśnie szkieletowe

Kawa wydaje się mieć korzystny wpływ na układ mięśniowy, indukuje w mięśniach szkieletowych autofagię, stymuluje uwalnianie glukozy, zwiększa wrażliwość komórek na glukozę, spowalnia utratę masy mięśniowej oraz stymuluje ich regeneracje po urazach [19,20]. A kawa i zawarta w niej kofeina wspomagają dodatkowo efekt ergogeniczny, w przypadku ćwiczeń wytrzymałościowych [21] oraz może sprawdzić się jako regulator masy ciała [6].

 

 

Autor:
dr n. med. Dagmara Kabzińska,
Konsultant naukowy, MTZ Clinical Research

 

 

 

 

Źródła

1. B.B. Fredholm, Notes on the history of caffeine use, Handb Exp harmacol. 2011;(200):1-9.
2. I.A. Ludwig, M.N. Clifford, M.E. Lean i wsp., Coffee: biochemistry and potential impact on health, Food Funct. 2014;5(8):1695-717.
3. A. Farah, Coffee Constituents, in Coffee: Emerging Health Effects and Disease Prevention (ed Y.F. Chu), Wiley-Blackwell, (2012) Oxford.
4. T. Niseteo, D. Komes, A. Belščak-Cvitanović i wsp., Bioactive composition and antioxidant potential of different commonly consumed coffee brews affected by their preparation technique and milk addition, Food Chem. 2012;134(4):1870-7.
5. K. Nieber, The Impact of Coffee on Health, Planta Med. 2017 Jul 4. [Epub ahead of print].
6. E. Harpaz, S. Tamir, A. Weinstein i wsp., The effect of caffeine on energy balance, J Basic Clin Physiol Pharmacol. 2017;28(1):1-10.
7. M. Pohanka, The perspective of caffeine and caffeine derived compounds in therapy, Bratisl Lek Listy. 2015;116(9):520-30.
8. A. Oñatibia-Astibia, R. Franco, E. Martínez-Pinilla, Health benefits of methylxanthines in neurodegenerative diseases, Mol Nutr Food Res. 2017 Jun;61.
9. D. Del Rio, A. Stalmach, L. Calani i wsp., Bioavailability of coffee chlorogenic acids and green tea flavan-3-ols, Nutrients. 2010;2(8):820-33.
10. M. Lorenz, N. Jochmann, A. von Krosigk i wsp., Addition of milk prevents vascular protective effects of tea, Eur Heart J. 2007;28(2):219-23.
11. T.A. Corrêa, M.M. Rogero, B.M. Mioto i wsp., Paper-filtered coffee increases cholesterol and inflammation biomarkers independent of roasting degree: a clinical trial, Nutrition. 2013;29(7-8):977-81.
12. A. Cano-Marquina, J.J. Tarin and A. Cano, The impact of coffee on health, Maturitas 2013.
13. S.G. Chrysant, The impact of coffee consumption on blood pressure, cardiovascular disease and diabetes mellitus, Expert Rev Cardiovasc Ther. 2017;15(3):151-156.
14. L. Cai, D. Ma, Y. Zhang, Z. Liu i wsp., The effect of coffee consumption on serum lipids: a meta-analysis of randomized controlled trials, Eur J Clin Nutr. 2012;66(8):872-7.
15. N. Tajik, M. Tajik, I. Mack i wsp., The potential effects of chlorogenic acid, the main phenolic components in coffee, on health: a comprehensive review of the literature, Eur J Nutr. 2017 Apr 8.
16. E. Loftfield, M.S. Shiels, B.I. Graubard i wsp., Associations of Coffee Drinking with Systemic Immune and Inflammatory Markers, Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2015;24(7):1052-60.
17. K. Sharif, A. Watad, N.L. Bragazzi i wsp., Coffee and autoimmunity: More than a mere hot beverage!, Autoimmun Rev. 2017;16(7):712-721.
18. R.M. Macedo, L.G. Brentegani, S.A. Lacerda, Effects of coffee intake and intraperitoneal caffeine on bone repair process-a histologic and histometric study, Braz Dent J. 2015;26(2):175-80.
19. A.J. Dirks-Naylor, The benefits of coffee on skeletal muscle, Life Sci. 2015;143:182-6.
20. F.B. Mellbye, P.B. Jeppesen, K. Hermansen i wsp., Cafestol, a Bioactive Substance in Coffee, Stimulates Insulin Secretion and Increases Glucose Uptake in Muscle Cells: Studies in Vitro, J Nat Prod. 2015;78(10):2447-51.
21. A.B. Hodgson, R.K. Randell, A.E. Jeukendrup AE, The metabolic and performance effects of caffeine compared to coffee during endurance exercise, PLoS One. 2013;8(4):e59561.

KOMENTARZE
Newsletter