A világon a koffein a leggyakrabban használt pszichostimuláns, általában kávé és tea formájában fogyasztjuk, de számos más élelmiszer is tartalmaz koffeint. Például az energiaitalok nagyon magas koffeintartalommal rendelkezhetnek.

Általánosan elmondható, mint ahogy azt egy korábbi Gyógyhírek (Érdekességek a kávé és teaivásról, 2018) cikkben részletesen tárgyaltuk, hogy a koffein, azon belül is a kávé és teafogyasztás lényegesen több pozitív, mint negatív hatással van az egészségünkre.

Több nagy, sok 100 ezer ember megfigyelésével (pl. UK Biobank, ahol 500 ezer embert figyeltek meg >10 éven keresztül) megállapították, hogy a vizsgált időtartam alatt, a koffeint rendszeresen fogyasztók átlagban kisebb eséllyel betegedtek meg több betegségben is, illetve a megfigyelt időszakban a kávé- és teaivás, az összes halálokot figyelembe véve több mint 10%-kal csökkentette az elhalálozás kockázatát.

Az átlagember számára, ennek az értelmezésében leggyakrabban két fogalom szokott félreértést okozni. Az egyik az „átlagban”, a másik a „kockázat”, vagy az itt ehhez hasonló „esély”.

Röviden, olyan, hogy átlagember nincsen, valamilyen szempontból mindenki kilóg az átlagból. Azaz, az átlagemberre vonatkozó adat egyáltalán nem biztos, hogy egy adott személyre is igaz (bár nagyobb az esélye, hogy igaz, mint annak, hogy nem).

A nagyobb kockázat, vagy esély, az nem jelenti azt, hogy akkor az az esemény biztos be fog következni, csak nagyobb a valószínűsége, hogy bekövetkezzen, mint annak, hogy nem. Erre példa, meteorológiában, hogy ha 80% az esély arra, hogy esni fog az eső, abban az is benne van, hogy 20%, hogy nem fog esni. Ez azt jelenti, hogy az eső kockázata (esélye) nagyobb, mint annak a kockázata, hogy nem esik, de mindkét eseménynek van bizonyos esélye.


Visszatérve a koffeinre, az, hogy kire hogyan hat a kávé, tea, vagy az energiaital, nagyon sok mindentől függ, pl. az aktuális egészségtől, mit evett, ivott előtte, vagy utána, cigarettázik-e, terhes-e, illetve az illető genetikai hátterétől.

Ebben a cikkben ez utóbbival fogok foglalkozni. Itt most az átlagembereket genetikai szempontból kisebb csoportokra bontjuk.

A koffeint, tulajdonságait tekintve gyógyszernek tekinthetjük, az élelmiszerek mellett, több ismert gyógyszer, főleg fájdalomcsillapítók alkotórésze.

A gyógyszerek hatását két fontos folyamat szabályozza. Az egyiket farmakokinetikának nevezik tudományosan. Ez azt jelenti, hogy amikor a szervezetünkbe jut a koffein, annak fel kell szívódnia, el kell jutnia oda ahol hat, le kell bomlania, és kiürülnie.

Az úgynevezett farmakodinamika a koffein biológiai hatásával foglalkozik, azaz, hogy hol fejti ki a hatását.
A koffein hatását nagyban befolyásolja, hogy milyen gyorsan bomlik le a szervezetben, azaz veszíti el a hatását (ez tartozik a farmakokinetikába). A koffein lebontásáért a máj által termelt CYP1A2 enzim a felelős. A CYP1A2 génjének (amelyből mint a legtöbb génből kettő van) két gyakori változata van. Az egyikben a -163-as pozícióban (a mínusz (-) jel arra vonatkozik, hogy a variáció a gén előtt van, ahol a génátíródás szabályozása történik) egy adenin van (A), a másik változatban citozin (C). Az A-t és a C-t allélvariációknak hívjuk. Ezek az allélvariációk befolyásolják a gén átíródásának sebességét fehérjére. Ez alapján az embereket két csoportba lehet beosztani. Azokban, akiknek a -163 pozícióban mindkét CYP1A2 génjükben ’A’ allél van, azokban több enzimfehérje termelődik a májban, és így gyorsan lebontják a koffeint (gyors metabolizálók, AA genotípus)), a másik csoport lassabban bontja le, ezek a lassú metabolizálók (AC és CC genotípus, itt a CC genotípusúak bontják le a koffeint a leglassabban).

Ha valaki lassabban bontja le a koffeint, akkor abban tovább, magasabb koncentrációban lesz a szervezetében, azaz ezekre az emberekre tovább hat, érzékenyebbek lehetnek rá. Viszont azt is megfigyelték, hogy a kávéfogyasztás megnöveli a CYP1A2 enzim mennyiségét, és ez a génvariáció nem befolyásolja, hogy ki mennyi koffeint fogyaszt naponta.

Egészségügyi szempontból, a jelenlegi ajánlás, hogy egy alkalommal ne fogyasszunk 200 mg-nál több koffeint, illetve naponta 400 mg-nál ne fogyasszunk többet. Az energiaitalokra rá van írva, hogy mennyi koffeint tartalmaznak, kávénál, teánál ez bonyolultabb, ott nehéz egyértelműen megmondani a pontos koffein tartalmat. Nagyjából egy erős, nagyobb adag eszpresszó kávé tartalmazhat kb. 200 mg-ot, de ez akár jóval kevesebb is lehet. Egy kapszulás kávé koffein tartalma 40-130 mg között lehet.

Bár a CYP1A2 gén variációi nem befolyásolják, hogy ki mennyi koffeint fogyaszt naponta, a kávé egészségügyi hatását viszont igen, leginkább a nagy kávéfogyasztókban (> 400 mg/nap).

A lassú metabolizálókban (CYP1A2 AC és CC genotípus) a túl magas koffeint fogyasztókban magasabb a miokardiális infarktus, magas vérnyomás, és a prediabetes kockázata. Ez utóbbival kapcsolatos, hogy az erős kávéfogyasztó, lassú metabolizálókban étkezés után lassabban csökken a vércukorszint (azaz az ún. vér posztprandiális glükóz szint), aminek számos, káros egészségügyi kockázata van, hosszú távon károsíthatja a szervezetet, és többek között 2-es típusú cukorbetegséghez is vezethet.

Az emberek körülbelül fele tartozik ebbe a csoportba. Viszont a gyors metabolizálókban (a populáció másik fele) ilyen összefüggést nem mutattak ki, illetve még egyszer, a koffein ilyen negatív hatásait a lassú metabolizálókban is, csak a túlzott koffeinfogyasztókban figyelték meg.

Terhességben az ajánlott napi maximum koffeinfogyasztás alacsonyabb (200 mg koffein/nap), mint a nem terhesekben. Egy Japán vizsgálatban, azoknak a nőknek, akik több mint 300 mg koffeint fogyasztottak naponta, és gyors metabolizálók voltak (CYP1A2, AA genotípus) átlagosan kisebb súlyú és fejtérfogatú gyermekei születtek. Tehát, tényleg érdemes korlátozni terhességben a koffeinbevitelt.

A koffeinhez kapcsolható másik fontos gén az ADORA2A.

Ez kódolja azt az adrenalinreceptort az agyban, ahol a koffein hat (ez tartozik tehát a farmakodinamikába). Ennek a génnek is van két gyakori variációja, amely befolyásolja a koffein hatását. A gén 1976-os pozíciójában vagy C (citozin) van, vagy T (timin), ahol a T allél a gyakoribb. Általánosan elfogadott, hogy a TT genotípusúak reagálnak erősebben a koffeinre. Egy európaiakat vizsgáló tanulmányban a TT genotípus gyakoriságát 17%-nak mérték, azaz az emberek több mint 80%-a az ADORA2A gén-t nézve a gyengébben reagálók közé tartozik.

Megfigyelhető, hogy a koffein pozitívan hat a kognitív teljesítményünkre, de a vizsgálatok alapján ez a hatás a TT genotípusúakban erősebb. Az egyik vizsgálatban a résztvevőknek azután kellett laptopon egy kognitív tesztet elvégezniük, miután 36 órán keresztül nem aludtak. A kognitív teszten a TT genotípusúak jobban és gyorsabban teljesítettek, rövidebb reakcióidővel, mint a CT és CC genotípusúak. Ez azt jelenti, hogy a TT genotípusúakat a koffein jobban „feldobta”, szellemileg élesebbé tette, kialvatlan állapotban.

A C allél növeli a koffeinhez kapcsolható rossz alvásminőséget (insomniát), míg a T allél növeli a koffeinfogyasztás utáni idegességet, szorongást és növeli a pánikbetegség kialakulásának veszélyét. Ez azt jelenti, hogy a C allélra homozigótáknak (C genotípus), már nem ajánlott késő délután, vagy alvás előtt koffein tartalmú ételt, vagy italt fogyasztani. A túlzott idegességre, szorongásra, pánikbetegségre hajlamos T allélt hordozóknak mérsékelni kell a koffeinfogyasztást. A T allélt egyébként kávéfogyasztástól függetlenül is összefüggésbe hozták pánikbetegséggel.

Ezek a hatások erősebben jelentkeznek kávéfogyasztás után azokban, akik csak alkalmi jelleggel fogyasztanak kávét, azaz nem rendszeres kávéfogyasztók.

Ennek az a magyarázata, hogy a rendszeres koffeinfogyasztás stimulálja a CYP1A2 gén aktivitását, ezáltal megnő a koffeint bontó enzimaktivitás a szervezetben. Ezért van az is, hogy hozzá lehet szokni a kávéhoz, azaz eleinte sokkal erősebben érezzük a hatását, mint amikor már rendszeresen fogyasztunk kávét.

Az ADORA2A gén variációi, szemben a CYP1A2 variációkkal befolyásolják az egyén napi koffeinfogyasztását. Az ADORA2A 1976TT genotípusúak átlagosan kevesebb koffeint fogyasztanak, mint a CC és a CT genotípusúak, feltehetően azért, mert a TT genotípusúakra erősebben hat a koffein, vagy nagyobb valószínűséggel lesznek idegesebbek a magas koffeinbeviteltől.

Hogyan befolyásolja genetikai hátterünk a koffein hatását sportteljesítményünkre?

Mivel a koffein növeli a szellemi és a fizikai frissességet, feltételezni lehet, hogy befolyásolhatja a sportteljesítményt is. Azonban, mint látni fogjuk, ezt az egyén genetikai háttere befolyásolja. Természetesen, ahogy az előzőekben is említésre került, számos más dolog is befolyásolja, de itt most csak a genetikával foglalkozunk.

Ha fokozhatja a sportolók teljesítményét, akkor versenysportban az is kérdés, hogy nincs-e rajta a doppinglistán? Egyáltalán szabad-e verseny előtt kávét, vagy energiaitalt fogyasztani?

Az egyedüli szervezet, amely korlátozza a versenyek előtt a koffein fogyasztását, az az NCAA (National Collegiate Athletic Association) nevű szervezet. Azonban ez a szervezet is engedélyezi a normális mennyiségű kávé, és egyéb koffein tartalmú italok és ételek fogyasztását. Viszont a versenyző vizeletében a koffein koncentrációja nem haladhatja meg a 15 mikrogram/ml-t, ami csak extrém nagy koffein bevitelnél következik be, azaz pl. ha a verseny előtti órákban 6-8 csésze kávé fogyasztunk el. Egyébként egészen 2004-ig a koffein eleve rajta volt a doppinglistán, de mivel olyan sokféle, népszerű koffein tartalmú ital, sőt étel van (pl. kávé, tea, kóla, vagy a csokoládé), hogy ez a szigorú szabály fenntarthatatlanná vált.

Szóval verseny vagy edzés előtt elvileg legálisan fogyaszthatunk 1-2 csésze kávét, teát, energiaitalt, vagy esetleg kólát, vagy ehetünk csokoládét. A kérdés az, hogy megéri-e?

A koffeinnek az egyik legnyilvánvalóbb előnye a kitartást igénylő sportokban lehet, hiszen a hétköznapi kávéfogyasztók is érzik, hogy csökkenti a fáradtságot, kávé hatására többet tudunk dolgozni.
A CYP1A2 genotípusok függvényében azt vizsgálták sportolóknál, hogy befolyásolja-e 0, 2, 4 mg/testsúly kg koffein elfogyasztása azt, hogy mennyi idő alatt tud az illető teljes erőből 10 km-t kerékpárral megtenni. A versenyzők nem tudták, hogy mennyi koffeint kaptak, és minden sportoló mindhárom mennyiségnél, megfelelő szünet beiktatásával, elvégezte a gyakorlatot. A háromféle genotípus (AA, AC és CC) eltérően befolyásolta a koffein hatását.

A gyors metabolizálók, azaz a CYP1A2 ’AA’ genotípusúaknál, minél több koffeint fogyasztott a versenyző a táv megtétele előtt 1 órával, annál gyorsabban tudta megtenni a 10 km-t. Azaz a 4 mg/ testsúly kg koffeinfogyasztásnál voltak a leggyorsabbak, és ha nem fogyasztottak koffeint, akkor voltak a leglassabbak a 2 mg/ testsúly kg a kettő között volt. Azaz a gyors metabolizálóknál a magas koffein bevitel (egy 70 kg-os embernél ez 280 mg koffeint, kb. 2 csésze kávét jelentett) fokozta a teljesítményt.

A közepes metabolizálóknál (AC genotípus) a koffein nem befolyásolta a teljesítményt. A versenyzők a koffein-beviteltől függetlenül kb. ugyanolyan gyorsan teljesítették a távot.

Viszont a lassú metabolizálókra (CYP1A2 CC genotípus) a koffein bevitelének negatív hatása volt. Minél magasabb volt itt a koffein-bevitel, annál több idő volt szükséges a versenyzőknek a 10 km-es táv teljesítéséhez. A 4 mg/testsúly kg koffein statisztikailag is szignifikánsan rosszabb teljesítményhez vezetett, mint amikor egyáltalán nem fogyasztott koffeint a versenyző.

Ezekből azt a következtetést lehet levonni, hogy a koffein fogyasztása csak a gyors metabolizálókra van pozitív hatása kitartást igénylő sportoknál, a lassú metabolizálókra a koffeinnek kifejezetten káros hatása van a teljesítményre. Ahogy az előbb említettem a CYP1A2 ’AA’ genotípusú gyors metabolizálók európaiaknál kb. a populáció felét (46%) adják, míg a leglassabb, CC genotípusúak, csak a populáció kevesebb, mint 10%-át adják. Ez azt is jelenti, hogyha valaki nem ismeri a genotípusát, akkor kb. 50% az esélye, hogy az edzés előtti koffein javítani fog a teljesítményén, és 10%, hogy rontani fog. Ezt nyilván, ha fontos, genotipizálás nélkül, tapasztalatokból is meg lehet állapítani.

Egy másik vizsgálatban mindkét, előzőekben említett gént vizsgálták abból a szempontból, hogy genotípustól függően, kinek érdemes, vagy esetleg nem ajánlott koffeint fogyasztania edzés, vagy verseny előtt.

A CYP1A2 genotípusúaknál itt is az előzővel megegyező eredményre jutottak. A gyors metabolizáló CYP1A2 ’AA’ genotípusúaknál az edzés előtt 15-60 perccel elfogyasztott 3-6 mg/testsúly kg koffein pozitívan hatott a teljesítényre, míg a lassú metabolizálókra (AC és CC genotípusúakra) a koffein semlegesen, vagy negatívan hatott. Ez utóbbi esetben azt tanácsolták, hogy koffein tartalmú italokat csak, több mint 1 órával az edzés előtt fogyasszanak.

Az ADORA2A két előzőekben említett variációinál, már egy kicsit összetettebb volt a dolog. Az 1976TT genotípusúaknál a 15-60 perccel az edzés előtti koffeinfogyasztás növelte a teljesítményt. Azonban az olyan embereknél, akik hajlamosabbak az idegességre, illetve olyan sportoknál, ahol az idegesség, túlzott szorongás károsan hathat a sportteljesítményre (például lövészet, darts), a TT genotípusúaknál csak mérsékelt koffeinfogyasztást javasolnak. Az ADORA2A CT, illetve a CC genotípusúaknál a koffein nem, vagy gyengén negatívan befolyásolta a fizikai teljesítményt, illetve, ha az edzés délután történt, akkor az éjszakai alvás minősége is romlott. Tehát, az ilyen genotípusú embereknél a koffeinnek inkább semleges a hatása.

Egyelőre még viszonylag kevés eredmény van arra vonatkozólag, hogy a genotípusok hogyan befolyásolják a teljesítményt specifikusan egy adott sportban, vagy mozgásformában.

Például, ha rendszeresen nem sportoló nőket vizsgáltak, ott a fentiekkel megegyező eredményt kapta, azaz az ADORA2A TT genotípusúak teljesítményét növelte, míg a CT és CC genotípusúak teljesítményére nem volt hatással az edzés előtti koffein.

Viszont egy másik vizsgálatban, amikor olyan férfiakat vizsgáltak, akik rendszeresen erősítettek, ott a CT és a CC genotípusúakra is pozitív hatással volt az erősítő edzés előtti koffein fogyasztása. Ebben a vizsgálatban a TT genotípusúakat nem is vizsgálták, tehát eleve feltételezték, hogy rájuk a koffein pozitívan fog hatni. Mivel az előző vizsgálatban csak nőket, ez utóbbiban csak férfiakat vizsgáltak felmerül annak a lehetősége, hogy az ADORA2A CC és CT genotípusú a nők kevésbé pozitívan reagálnak a koffeinre, mint a férfiak.

Összefoglalva elmondható, hogy a koffein tartalmú italok és ételek rendszeres fogyasztása, általában pozitívan hatnak egészségünkre, szellemi teljesítményünkre, illetve bizonyos sportokban a teljesítményünkre, azonban ezeket a hatásokat a környezeti tényezők mellett, genetikai hátterünk is erősen befolyásolhatja.

Prof. Dr. Szalai Csaba

Irodalom

Guest N, Corey P, Vescovi J, El-Sohemy A. Caffeine, CYP1A2 Genotype, and Endurance Performance in Athletes. Med Sci Sports Exerc. 2018 Aug;50(8):1570-1578.
Grgic J, Pickering C, Bishop DJ, Del Coso J, Schoenfeld BJ, Tinsley GM, Pedisic Z. ADOR2A C Allele Carriers Exhibit Ergogenic Responses to Caffeine Supplementation. Nutrients. 2020 Mar 11;12(3):741.
Bodenmann S, Hohoff C, Freitag C, Deckert J, Retey JV, Bachmann V, Landolt HP (2012) Polymorphisms of ADORA2A modulate psychomotor vigilance and the effects of caffeine on neurobehavioural performance and sleep EEG after sleep deprivation. Br J Pharmacol 165:1904–1913.
Sasaki S, Limpar M, Sata F, Kobayashi S, Kishi R. Interaction between maternal caffeine intake during pregnancy and CYP1A2 C164A polymorphism affects infant birth size in the Hokkaido study. Pediatr Res. 2017 Jul;82(1):19-28.
Rogers PJ, Hohoff C, Heatherley SV, Mullings EL, Maxfield PJ, Evershed RP, Deckert J, Nutt DJ. Association of the anxiogenic and alerting effects of caffeine with ADORA2A and ADORA1 polymorphisms and habitual level of caffeine consumption. Neuropsychopharmacology. 2010 Aug;35(9):1973-83.