Hypertension Risk Status and Effect of Caffeine on Blood Pressure

Kofeina jest najszerzej stosowaną substancją farmakologicznie czynną na świecie, z odnotowanym spożyciem 200 do 300 mg/d u 80% dorosłych w Stanach Zjednoczonych.1 Kofeina jest spożywana w kawie, herbacie, napojach bezalkoholowych, a ostatnio także w wodzie butelkowanej zawierającej kofeinę. Masowa popularność kofeiny może mieć implikacje zdrowotne ze względu na jej dobrze udokumentowany efekt uciskowy. Niedawna metaanaliza kontrolowanych badań klinicznych wykazała pozytywny związek między filiżankami kawy spożywanymi codziennie a podwyższonym skurczowym ciśnieniem krwi (SBP), niezależnie od wieku.2

Badania w naszym laboratorium i innych donoszą, że kofeina gwałtownie podnosi SBP i rozkurczowe ciśnienie krwi (DBP) w spoczynku oraz podczas stresu psychicznego i wysiłkowego.34567891011121314 Wykazaliśmy, że ten efekt uciskowy jest spowodowany zwiększeniem przez kofeinę obwodowego oporu naczyniowego, a nie zwiększeniem rzutu serca.341314 Zdolność kofeiny do zwiększania oporu naczyniowego nasuwa pytanie o jej wpływ na rozwój nadciśnienia tętniczego. W niedawnym badaniu ambulatoryjnym starszych mężczyzn i kobiet nie stwierdzono różnic w 24-godzinnym ciśnieniu tętniczym między normotensyjnymi abstynentami a osobami pijącymi kawę. Jednakże, u osób z nadciśnieniem tętniczym, ambulatoryjne ciśnienie tętnicze wzrosło u osób pijących kawę i spadło u osób powstrzymujących się od picia kawy, bez względu na przyjmowane leki.15

Jednym ze sposobów udokumentowania wpływu kofeiny na nadciśnienie tętnicze jest zbadanie jej działania uciskowego u osób o różnym poziomie ryzyka wystąpienia choroby. W oddzielnych badaniach udokumentowaliśmy większy wpływ kofeiny na osoby z normotensją wysokiego ryzyka, nadciśnieniem granicznym i nieleczoną łagodną hipertensją w porównaniu z osobami z normotensją z negatywnym wywiadem rodzinnym i niskim prawidłowym spoczynkowym poziomem BP.31314 Jednak wyniki te były analizowane i raportowane oddzielnie, co utrudnia ilościowe porównanie efektów BP w różnych grupach ryzyka. Dlatego wykorzystaliśmy naszą zbiorczą bazę danych, obejmującą 182 osoby, i sklasyfikowaliśmy je zgodnie z kryteriami Szóstego Raportu Wspólnego Narodowego Komitetu ds. Zapobiegania, Wykrywania, Oceny i Leczenia Nadciśnienia Tętniczego (JNC VI)16 w 5 odrębnych grup ryzyka, od optymalnego do rozpoznanego nadciśnienia tętniczego. Z tymi grupami, przedstawiamy porównanie odpowiedzi BP na kofeinę w warunkach laboratoryjnych.

Metody

Przegląd

Ale badania, z których zaczerpnięto te dane różniły się w niektórych szczegółach, wszystkie miały wspólny rdzeń metod, w tym podwójnie ślepą próbę z placebo, spójne dawki kofeiny (3.3 mg/kg, średnio 260 mg/osobę),31314 lub stałą dawkę 250 mg (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett, M.F. Wilson, dane niepublikowane, 1999). BPs mierzono po 20 minutach odpoczynku i ponownie w 45 do 60 minut po doustnym podaniu kofeiny.

Przedmioty

Pięć grup ryzyka nadciśnienia tętniczego zidentyfikowano podczas wstępnych sesji przesiewowych zgodnie z następującymi kryteriami JNC VI16: (1) optymalne, SBP <120 mm Hg i DBP <80 mm Hg; (2) prawidłowe, SBP 120 do 129 mm Hg lub DBP 80 do 84 mm Hg; (3) wysokonormalne, SBP 130 do 139 mm Hg lub DBP 85 do 89 mm Hg; (4) stadium 1, SBP 140 do 159 mm Hg lub DBP 90 do 99 mm Hg; oraz (5) rozpoznane nadciśnienie tętnicze, rekrutowane z poradni nadciśnienia tętniczego.

Wszystkie badane osoby były mężczyznami o skądinąd dobrym stanie zdrowia na podstawie badania fizykalnego i wywiadu lekarskiego. Wśród zdiagnozowanych nadciśnieniowców 11 mężczyzn przyjmowało inhibitory ACE (n=7), β-blokery (n=2) lub hydrochlorotiazyd (n=2). Przed badaniem ciśnienia tętniczego wszystkie leki przeciwnadciśnieniowe odpowiednio zredukowano. Siedmiu mężczyzn z kliniki miało niedawno postawioną diagnozę, ale nie było jeszcze leczonych.

Protokół

We wszystkich eksperymentach badanym nakazano powstrzymanie się od spożywania kofeiny po kolacji w wieczór poprzedzający przybycie do laboratorium, co stanowiło okres ≥12 godzin. Ponieważ naiwność kofeinowa może być problemem, zbadaliśmy wszelkie dostępne raporty własne dotyczące rzeczywistego czasu powstrzymywania się od spożywania kofeiny. Raporty były dostępne dla 33 osób z grupy optymalnej, 18 z grupy normalnej, 18 z grupy wysokonormatywnej i 12 mężczyzn z etapu 1. Średni czas abstynencji wynosił 17,75 godziny, a 1-drożna ANOVA nie wykazała różnic w grupach (F3,77=0,69, P<0,56). Mimo, że raporty własne z 1 badania nie były dostępne,13 uczestnicy byli codziennymi użytkownikami kofeiny, a ich instrukcje były identyczne jak w innych badaniach, co sugeruje, że czas abstynencji był w przybliżeniu taki sam. Co więcej, osoby z grupy kontrolnej13 również miały optymalne lub prawidłowe BP przesiewowe, a ich reaktywność BP na ostrą dawkę kofeiny nie różniła się od innych optymalnych lub normalnych grup, co sugeruje, że czas abstynencji od kofeiny (12 do 18 godzin) nie był różny.

Wszystkie procedury obejmowały założenie mankietu do pomiaru ciśnienia tętniczego, po którym następował odpoczynek w pozycji półsiedzącej przez 20 minut, po czym uzyskano podstawowe wartości ciśnienia tętniczego za pomocą monitora Dinamap Vital Signs Monitor (model 1896)314 (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett i M.F. Wilson, dane niepublikowane, 1999) lub monitora Paramed.13. Po podaniu kofeiny następowało 45 do 60 minut wchłaniania, a odczyty ciśnienia tętniczego po kofeinie wykonywano zgodnie z opisem31314 (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett i M.F. Wilson, dane niepublikowane, 1999).

Podawanie kofeiny

W 3 z badań,31314 ochotnicy spożywali niesłodzony sok grejpfrutowy zmieszany z 3,3 mg/kg kofeiny (bezwodnej, USP; Amend Drug Co) lub pili sam sok grejpfrutowy (placebo). W czwartym badaniu ochotnicy przyjmowali kapsułkę zawierającą kofeinę (250 mg plus laktoza) lub kapsułkę placebo (laktoza) (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett, and M.F. Wilson, dane niepublikowane, 1999). Dawka 3,3 mg/kg skutkowała średnią dawką 260 mg/kg, ściśle porównywalną do stałej dawki 250 mg. Wcześniejsze analizy wykazały, że małe różnice tego rodzaju lub niewielkie różnice w stężeniach we krwi między ochotnikami nie miały istotnego wpływu na obserwowane odpowiedzi BP.9

Analiza statystyczna

Charakterystykę grup ryzyka porównano przy użyciu 1-kierunkowej ANOVA dla następujących zmiennych: wiek (lata), wzrost (cale), waga (funty), wskaźnik masy ciała ( waga×703/wzrost2), zgłoszone przewlekłe spożycie kofeiny (mg/d), przesiewowe BP i przedlekowe BP. Należy zauważyć, że wyjściowe wartości ciśnienia tętniczego przed rozpoczęciem leczenia są ogólnie niższe niż wartości ciśnienia tętniczego podczas badań przesiewowych. Przypisujemy to częściowo do różnicy w postawie, a częściowo jako funkcję czasu odpoczynku.

Efekty BP kofeiny przed do po zażyciu leku zostały zbadane za pomocą sparowanych testów t dla każdej grupy. Podstawowe BP przed lekiem zbadano za pomocą MANOVA ze stanem nadciśnienia jako czynnikami międzyprzedmiotowymi oraz SBP i DBP jako zmiennymi zależnymi. Ponieważ wartości ciśnienia tętniczego przed podaniem kofeiny różniły się istotnie, główną analizę efektów międzyprzedmiotowych przeprowadzono za pomocą ANCOVA z wartościami ciśnienia tętniczego po podaniu kofeiny jako zmiennymi zależnymi i wartościami ciśnienia tętniczego wyjściowego jako zmiennymi kowariantnymi. Wreszcie, zastosowaliśmy hierarchiczną analizę regresji wielokrotnej z wynikami zmian (BP przed i po kofeinie) jako zmiennymi zależnymi oraz grupą ryzyka, BMI i wiekiem jako zmiennymi niezależnymi.

Wyniki

Kofeina podniosła zarówno SBP jak i DBP (P<0.0001) we wszystkich grupach, a wielkości efektu były duże (d≥0,92), z wyjątkiem SBP i DBP przed i po w grupie optymalnej, które miały średnie wielkości efektu (d=0,72 i 0,77), odpowiednio (ryc. 1). Jednakże ANCOVA wykazała, że największa odpowiedź ciśnienia tętniczego wystąpiła u mężczyzn z rozpoznanym nadciśnieniem tętniczym, a następnie w grupie I stopnia i grupie o wysokiej normie, a następnie w grupie optymalnej i normalnej (SBP, F4,175=5,06, P<0,001; DBP, F4,175=3,02, P<0,02). Rzeczywiście, zdiagnozowani mężczyźni z nadciśnieniem tętniczym mieli odpowiedzi SBP i DBP >1,5 razy większe niż grupa optymalna, wskazując na zróżnicowaną wrażliwość na kofeinę u osób z nadciśnieniem.

Tabela 1 wyświetla charakterystykę demograficzną grup ryzyka. Grupy były podobne pod względem wzrostu i zgłoszonego spożycia kofeiny. Zdiagnozowani mężczyźni z nadciśnieniem byli starsi i ciężsi i mieli odpowiednio większy BMI. Przesiewowe DBP były różne we wszystkich grupach, począwszy od grupy optymalnej do grupy z rozpoznanym nadciśnieniem tętniczym. Przesiewowe SBP kształtowało się podobnie, z wyjątkiem tego, że grupy z nadciśnieniem I stopnia i z rozpoznanym nadciśnieniem były takie same. Podczas badania przedlekowe wartości wyjściowe SBP i DBP różniły się w poszczególnych grupach, z wyjątkiem mężczyzn z grupy wysokonormatywnej i grupy I, dla których wartości te były statystycznie identyczne. Należy zauważyć, że wyjściowe wartości ciśnienia tętniczego przed leczeniem były ogólnie niższe niż wartości ciśnienia tętniczego podczas badania przesiewowego. Podczas badań przesiewowych uczestnicy odpoczywali w pozycji siedzącej przez 5 minut przed i w trakcie pomiarów ciśnienia tętniczego. Podczas badania właściwego wszystkie odczyty były wykonywane po 20 minutach odpoczynku, podczas gdy uczestnik znajdował się w pozycji półsiedzącej.

Ponieważ wiek i BMI mogą wpływać na BP niezależnie od jakichkolwiek efektów kofeiny, grupowa odpowiedź BP na kofeinę była badana po kontroli tych czynników za pomocą analizy regresji wielokrotnej. Najlepszym predyktorem reakcji SBP był status grupy z nadciśnieniem (r=0,24, P<0,001). Podobnie, status nadciśnienia tętniczego był najlepszym predyktorem reaktywności DBP (r=0,23, P<0,002). Wielkości efektów dla obu miar były duże (d=0,95). Inne pojedyncze zmienne, w tym BMI i wiek, nie przyniosły znaczącego wzrostu wyjaśnionej części odpowiedzi BP poza samym statusem nadciśnienia.

Potencjalne znaczenie kliniczne odpowiedzi BP na kofeinę zbadano w każdej grupie poprzez tabelowanie BP, które osiągnęły zakres nadciśnienia (SBP ≥140 mm Hg, DBP ≥90 mm Hg, lub oba). Ponieważ żaden z optymalnych lub normalnych uczestników nie osiągnął zakresu nadciśnienia, dla celów tej analizy połączyliśmy ich w jedną grupę. Jak pokazano na rycinie 2 i w tabeli 2, liczba osób z BP w stadium I i II nadciśnienia po podaniu kofeiny wzrosła we wszystkich grupach ryzyka. Zbadaliśmy te odpowiedzi na nadciśnienie za pomocą analizy regresji wielokrotnej. Status nadciśnieniowy ponownie był pojedynczym najlepszym predyktorem odpowiedzi nadciśnieniowej na kofeinę (r=0,64, P<0,0001); jednak wiek (r=0,40, P<0,0001) dodał do wzrostu wyjaśnionego odsetka odpowiedzi nadciśnieniowej. Wielkość efektu była średnia (d=0,55).

Dyskusja

Do naszej wiedzy, jest to pierwsze ilościowe badanie efektów presyjnych kofeiny w grupach ryzyka nadciśnienia. Obecne badanie wykazuje, że kofeina wpływa na osoby w coraz większym stopniu w zależności od ich klasyfikacji ciśnienia tętniczego. Ponadto wykazano, że im wyższa klasyfikacja ryzyka, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia BP w zakresie nadciśnienia 45 do 60 minut po spożyciu dietetycznej dawki kofeiny i podczas odpoczynku.

Chociaż obecne badanie nie odnosi się bezpośrednio do kwestii tolerancji na efekty presyjne kofeiny, wyniki nie są całkowicie niezwiązane. Większość ostatnich długoterminowych badań wykazała niezależny pozytywny związek między spożyciem kofeiny a wzrostem ciśnienia tętniczego, wskazując, że tolerancja na kofeinę nie jest całkowita.2 Kilka krótkoterminowych badań również dostarczyło dowodów, że tolerancja nie jest całkowita.17 Co więcej, obecne badanie ilustruje spójne, duże reakcje ciśnienia tętniczego na kofeinę u nałogowych użytkowników, którym podano poranną dawkę odpowiadającą 2 do 3 filiżankom kawy po krótkiej nocnej abstynencji, abstynencji, która rozsądnie naśladuje typowe wzorce użycia. Wyraźnie widać, że jakikolwiek stopień tolerancji u tych długotrwałych użytkowników nie neguje ostrej odpowiedzi BP na kofeinę.

Niniejsze badanie pokazuje, że przewlekłym podwyżkom BP związanym z większym ryzykiem nadciśnienia towarzyszą coraz większe odpowiedzi BP na ostre dawki kofeiny. Wyniki te sugerują, że kofeina może wywierać większy wpływ na ciśnienie tętnicze u osób z większym ryzykiem nadciśnienia. Tabela 2 wskazuje na stopniowy wzrost w grupach ryzyka odsetka mężczyzn z wysokim prawidłowym lub w stadium I i zdiagnozowanym nadciśnieniem tętniczym po spożyciu kofeiny.

Uznajemy kilka ograniczeń obecnego badania. Nie jest to badanie długoterminowych skutków kofeiny; dane oparte są raczej na wielokrotnych odczytach BP wykonanych 45 do 60 minut po spożyciu kofeiny. Ponadto, w niektórych okolicznościach, ostre efekty działania substancji farmakologicznie czynnej mogą mieć przeciwny kierunek do działań długoterminowych. Rzeczywiście, cały obszar związku stosowania kofeiny z BP jest kontrowersyjny. Chociaż cytowane przez nas dowody wskazują na długotrwałe działanie presyjne (badania trwały od 14 do 79 dni)2 i niepełną tolerancję na działanie kofeiny,17 dowody epidemiologiczne nie potwierdzają konsekwentnie związku kofeiny z typowymi następstwami podwyższonego ciśnienia tętniczego, takimi jak udar mózgu, zawał mięśnia sercowego lub śmiertelność całkowita. Jednakże inni badacze skomentowali potencjalne przyczyny niespójności w tych badaniach, w tym różnice w projekcie badań, nieodpowiednią kontrolę czynników zakłócających, różnice populacyjne i problemy związane z pomiarami przewlekłego spożycia kofeiny (patrz James17 ).

Inne możliwe ograniczenie naszego badania dotyczy grupy z rozpoznanym nadciśnieniem tętniczym. Mężczyźni ci mogli wykazywać przesadne odpowiedzi częściowo dlatego, że zostali wycofani z przyjmowania leków. Jednak inne badania wykazały, że ostre podanie kofeiny podnosi BP w obecności β-blokady i u osób z nadciśnieniem tętniczym przyjmujących leki moczopędne.1819 Jest więc prawdopodobne, że odpowiedzi zdiagnozowanych nadciśnieniowców byłyby podobne z lub bez leków.

Wyniki obecnego badania wspierają potrzebę dalszych badań dotyczących dokładności diagnostyki nadciśnienia tętniczego. Na przykład, wytyczne JNC VI wzywają pacjentów do powstrzymania się od palenia tytoniu lub spożywania kofeiny w ciągu 30 minut poprzedzających pomiar BP. We wszystkich 5 grupach w naszym badaniu stwierdzono podwyższenie BP od 45 do 60 minut po spożyciu kofeiny i podczas odpoczynku, co wskazuje, że ewentualne błędy w pomiarach mogą występować przez co najmniej dwukrotność sugerowanej 30-minutowej abstynencji od kofeiny. Ponadto, dalsze badania kontrolowane są wymagane do zbadania, czy różne ostre efekty, które widzieliśmy w różnych grupach przejawiają się chronicznie, nawet w małych podwyżkach BP, które mogłyby przesunąć w górę rozkład ryzyka chorób układu krążenia. It has been calculated that a 2 to 3 mm Hg reduction in those with a high-normal BP should result in a 25% to 50% decrease in the incidence of hypertension.202122

In summary, the present findings show progressively larger BP responses to caffeine in persons with increasing risk of hypertension. Przyszłe badania powinny skupić się na osobach z podwyższonym BP oraz zarówno na leczonych, jak i nieleczonych nadciśnieniowcach. Ponieważ rozbieżność w BP między płciami zmniejsza się w późniejszym okresie życia, priorytetem powinny być również kobiety po menopauzie w odniesieniu do stosowania kofeiny w diecie.

Przypisy

.