Stato di rischio dell’ipertensione ed effetto della caffeina sulla pressione sanguigna

La caffeina è la sostanza farmacologicamente attiva più usata nel mondo, con un’assunzione riportata di 200-300 mg/d nell’80% degli adulti negli Stati Uniti.1 La caffeina viene consumata in caffè, tè, bibite e, più recentemente, acqua in bottiglia con caffeina. Il fascino di massa della caffeina potrebbe avere implicazioni per la salute a causa del suo ben documentato effetto pressorio. Una recente meta-analisi di studi clinici controllati ha riportato una relazione positiva tra tazze di caffè consumate quotidianamente ed elevata pressione sanguigna sistolica (SBP), indipendentemente dall’età.2

Studi nel nostro laboratorio e altri hanno riportato che la caffeina aumenta acutamente la SBP e la pressione sanguigna diastolica (DBP) a riposo e durante lo stress mentale e di esercizio.34567891011121314 Abbiamo dimostrato che questo effetto pressorio è dovuto all’elevazione da parte della caffeina della resistenza vascolare periferica piuttosto che al miglioramento della portata cardiaca.341314 La capacità della caffeina di aumentare la resistenza vascolare solleva la questione del suo effetto nello sviluppo dell’ipertensione. Un recente studio ambulatoriale su uomini e donne anziani non ha riportato alcuna differenza tra astenuti normotesi e bevitori di caffè nella BP delle 24 ore. Tuttavia, negli ipertesi, la pressione ambulatoriale è aumentata nei bevitori di caffè ed è diminuita negli astenuti, indipendentemente dallo stato dei farmaci.15

Un modo per documentare gli effetti della caffeina nell’ipertensione è quello di esaminare i suoi effetti pressori su persone a diversi livelli di rischio della malattia. In studi separati, abbiamo documentato maggiori effetti della caffeina nei normotesi ad alto rischio, negli ipertesi borderline e negli ipertesi lievi non medicati rispetto ai normotesi con un’anamnesi familiare negativa e livelli di pressione a riposo bassi e normali.31314 Tuttavia, questi risultati sono stati analizzati e riportati separatamente, rendendo difficile confrontare quantitativamente gli effetti della BP nei gruppi a rischio. Pertanto, abbiamo preso il nostro database collettivo, che consiste di 182 persone, e classificato i soggetti secondo il sesto rapporto del Comitato nazionale congiunto per la prevenzione, l’individuazione, la valutazione e il trattamento dell’ipertensione (JNC VI)16 in 5 gruppi di rischio separati che variano da ottimale a iperteso diagnosticato. Con questi gruppi, presentiamo un confronto delle risposte BP alla caffeina in laboratorio.

Metodi

Panoramica

Anche se gli studi da cui sono stati tratti questi dati differivano in alcuni particolari, tutti avevano un nucleo comune di metodi, compresi i disegni crossover placebo in doppio cieco, dosi coerenti di caffeina (3.3 mg/kg, media 260 mg/persona),31314 o una dose fissa di 250 mg (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett, M.F. Wilson, dati non pubblicati, 1999). Le pressioni sono state misurate dopo 20 minuti di riposo e di nuovo a 45-60 minuti dopo la somministrazione orale di caffeina.

Soggetti

Cinque gruppi a rischio di ipertensione sono stati identificati durante le sessioni di screening preliminare secondo i seguenti criteri JNC VI16: (1) ottimale, SBP <120 mm Hg e DBP <80 mm Hg; (2) normale, SBP 120 a 129 mm Hg o DBP 80 a 84 mm Hg; (3) alto-normale, SBP 130 a 139 mm Hg o DBP 85 a 89 mm Hg; (4) stadio 1, SBP 140 a 159 mm Hg o DBP 90 a 99 mm Hg; e (5) ipertensione diagnosticata, reclutato da una clinica di ipertensione.

Tutti i soggetti erano uomini in buona salute sulla base dell’esame fisico e della storia medica. Tra gli ipertesi diagnosticati, 11 uomini stavano assumendo ACE-inibitori (n=7), β-bloccanti (n=2), o idroclorotiazide (n=2). Tutti i farmaci ipertensivi sono stati ridotti di conseguenza prima dello screening della BP. Sette uomini della clinica sono stati diagnosticati di recente ma non ancora medicati.

Protocollo

In tutti gli esperimenti, i soggetti sono stati indirizzati ad astenersi dalla caffeina dopo cena la sera prima di venire in laboratorio, un periodo di ≥12 ore. Poiché l’ingenuità della caffeina potrebbe essere un problema, abbiamo esaminato qualsiasi auto-rapporto disponibile sul tempo effettivo di astensione. I rapporti erano disponibili per 33 nel gruppo ottimale, 18 nel gruppo normale, 18 nel gruppo alto-normale e 12 uomini al primo stadio. Il tempo medio di astensione era di 17,75 ore, e un’ANOVA a 1 via non ha rivelato differenze di gruppo (F3,77=0,69, P<0,56). Sebbene non fossero disponibili gli auto-rapporti di 1 studio,13 i soggetti erano consumatori quotidiani di caffeina e le loro istruzioni erano identiche a quelle degli altri studi, suggerendo che il tempo di astensione fosse approssimativamente lo stesso. Inoltre, anche i soggetti di controllo13 avevano una pressione di screening ottimale o normale e la loro reattività alla dose acuta di caffeina non era diversa da quella degli altri gruppi ottimali o normali, suggerendo che la durata dell’astinenza da caffeina (da 12 a 18 ore) non era diversa.

Tutte le procedure prevedevano il posizionamento del bracciale della pressione sanguigna seguito dal riposo in semisupina per 20 minuti, dopodiché la pressione basale è stata ottenuta con un Dinamap Vital Signs Monitor (modello 1896)314 (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett, e M.F. Wilson, dati non pubblicati, 1999) o un monitor Paramed.13 La somministrazione di caffeina è stata seguita da 45-60 minuti di assorbimento e le letture della pressione postcaffeina sono state effettuate come descritto31314 (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett e M.F. Wilson, dati non pubblicati, 1999).

Somministrazione di caffeina

In 3 degli studi,31314 volontari hanno consumato succo di pompelmo non zuccherato mescolato con 3,3 mg/kg di caffeina (anidro, USP; Amend Drug Co) o hanno bevuto solo succo di pompelmo (placebo). Nel quarto studio, i volontari hanno preso una capsula contenente caffeina (250 mg più lattosio) o una capsula placebo (lattosio) (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett, e M.F. Wilson, dati non pubblicati, 1999). La dose di 3,3 mg/kg ha prodotto una dose media di 260 mg/kg, molto simile alla dose fissa di 250 mg. Le analisi precedenti hanno dimostrato che piccole differenze di questo tipo o differenze minori nelle concentrazioni nel sangue tra i volontari non hanno influenzato materialmente le risposte BP osservate.9

Analisi statistica

Le caratteristiche dei gruppi a rischio sono state confrontate con l’uso di ANOVA a 1 via sulle seguenti variabili: età (anni), altezza (pollici), peso (libbre), indice di massa corporea (peso×703/altezza2), assunzione cronica di caffeina riportata (mg/d), BP di screening e BP basale predrug. Si noti che le BP basali predrug sono complessivamente inferiori alle BP di screening. Attribuiamo questo in parte a una differenza nella postura e in parte come funzione del tempo di riposo.

Gli effetti BP pre-post-droga caffeina sono stati esaminati con test t a campioni appaiati per ogni gruppo. Le pressioni al basale pre-farmaco sono state esaminate con MANOVA con lo stato di ipertensione come fattore intersoggettivo e SBP e DBP come variabili dipendenti. Poiché le BP predrug del gruppo differivano significativamente, l’analisi principale degli effetti intersoggettivi è stata realizzata con ANCOVA con le BP postcaffeina come variabili dipendenti e le BP basali come covariate. Infine, abbiamo usato analisi di regressione multipla gerarchica con punteggi di cambiamento (BP precauzionali e postcaffeina) come variabili dipendenti e gruppo di rischio, BMI ed età come variabili indipendenti.

Risultati

La caffeina ha aumentato sia SBP che DBP (P<0.0001) in tutti i gruppi, e le dimensioni dell’effetto erano grandi (d≥0,92), con l’eccezione del pre-to-post SBP e DBP nel gruppo ottimale, che avevano dimensioni medie dell’effetto (d=0,72 e 0,77), rispettivamente (Figura 1). Tuttavia, l’ANCOVA ha rivelato che la maggiore risposta della BP si è verificata negli uomini ipertesi diagnosticati, seguiti dai gruppi stadio I e alto-normale e poi dai gruppi ottimale e normale (SBP, F4,175=5,06, P<0,001; DBP, F4,175=3,02, P<0,02). Infatti, gli uomini ipertesi diagnosticati avevano risposte SBP e DBP >1,5 volte maggiori rispetto al gruppo ottimale, indicando una sensibilità differenziale alla caffeina in quelli con ipertensione.

La tabella 1 mostra le caratteristiche demografiche dei gruppi a rischio. I gruppi erano simili in altezza e assunzione di caffeina riferita. Gli uomini ipertesi diagnosticati erano più anziani e più pesanti e avevano un BMI corrispondentemente maggiore. Le DBP dello screening erano diverse tra tutti i gruppi che salivano dal gruppo ottimale al gruppo iperteso diagnosticato. La SBP di screening ha seguito un modello simile, tranne per il fatto che i gruppi con stadio I e con diagnosi di ipertensione erano gli stessi. Durante il test, i valori di SBP e DBP predrugeline differivano tra i gruppi, con l’eccezione degli uomini dei gruppi alto-normale e stadio I, per i quali i valori erano statisticamente identici. Si noti che i valori della pressione basale predrug erano complessivamente più bassi dei valori della pressione di screening. Durante lo screening, i soggetti hanno riposato in posizione seduta per 5 minuti prima e durante le letture della pressione. Durante lo studio vero e proprio, tutte le letture sono state effettuate dopo 20 minuti di riposo mentre il soggetto era semisupino.

Perché l’età e l’IMC possono influenzare la BP indipendentemente dagli effetti della caffeina, la risposta della BP di gruppo alla caffeina è stata testata dopo il controllo di questi fattori con un’analisi di regressione multipla. Il miglior predittore della risposta alla SBP era lo stato del gruppo di ipertensione (r=0,24, P<0,001). Allo stesso modo, lo stato di ipertensione era il miglior predittore della reattività della DBP (r=0,23, P<0,002). Le dimensioni dell’effetto per entrambe le misure erano grandi (d=0,95). Altre singole variabili, tra cui l’IMC e l’età, non sono riuscite a produrre un aumento significativo nella proporzione spiegata della risposta della BP oltre allo stato di ipertensione da solo.

La potenziale rilevanza clinica della risposta della BP alla caffeina è stata esaminata in ogni gruppo tabulando le BP che hanno raggiunto il range ipertensivo (SBP ≥140 mm Hg, DBP ≥90 mm Hg, o entrambi). Poiché nessun soggetto ottimale o normale ha raggiunto l’intervallo ipertensivo, li abbiamo riuniti in 1 gruppo ai fini di questa particolare analisi. Come mostrato nella Figura 2 e nella Tabella 2, il numero di persone con BP nella fase I e II dell’ipertensione dopo la caffeina è aumentato in tutti i gruppi a rischio. Abbiamo esaminato queste risposte ipertensive con un’analisi di regressione multipla. Lo stato ipertensivo era ancora una volta il miglior predittore di una risposta ipertensiva alla caffeina (r=0,64, P<0,0001); tuttavia, l’età (r=0,40, P<0,0001) ha aggiunto all’aumento della percentuale spiegata di risposta ipertensiva. La dimensione dell’effetto era media (d=0,55).

Discussione

A nostra conoscenza, questo è il primo esame quantitativo degli effetti pressori della caffeina nei gruppi a rischio di ipertensione. Il presente studio dimostra che la caffeina colpisce le persone in misura progressivamente maggiore a seconda della loro classificazione di BP. Dimostra inoltre che più alta è la classificazione di rischio, più è probabile che la pressione sia nel range ipertensivo da 45 a 60 minuti dopo il consumo di una dose dietetica di caffeina e a riposo.

Anche se il presente studio non affronta direttamente le questioni sulla tolleranza agli effetti pressori della caffeina, i risultati non sono del tutto estranei. La maggior parte dei recenti studi a lungo termine hanno mostrato un’associazione positiva indipendente tra consumo di caffeina e aumento della pressione, indicando che la tolleranza alla caffeina non è completa.2 Diversi studi a breve termine hanno anche fornito la prova che la tolleranza non è completa.17 Inoltre, il presente studio illustra le risposte coerenti e grandi della pressione alla caffeina in utenti abituali dato una dose mattutina equivalente a 2 o 3 tazze di caffè dopo una breve astinenza notturna, un’astinenza che imita ragionevolmente i modelli di utilizzo tipici. Chiaramente, qualsiasi grado di tolleranza in questi utenti a lungo termine non ha negato le risposte acute BP alla caffeina.

Il presente studio dimostra che gli aumenti cronici della BP associati a un maggiore rischio di ipertensione sono accompagnati da risposte BP sempre più grandi a dosi acute di caffeina. Questi risultati suggeriscono che la caffeina può esercitare maggiori effetti BP in quelli con un rischio maggiore di ipertensione. La tabella 2 indica un aumento progressivo tra i gruppi a rischio nella percentuale di uomini con BP alto-normale o stadio I e diagnosticato ipertensivo dopo la caffeina.

Riconosciamo diverse limitazioni al presente studio. Questo non è uno studio degli effetti a lungo termine della caffeina; piuttosto, i dati si basano su letture multiple della pressione prese da 45 a 60 minuti dopo l’ingestione di caffeina. Inoltre, in alcune circostanze, gli effetti acuti di una sostanza farmacologicamente attiva possono essere opposti in direzione delle azioni a lungo termine. Infatti, l’intera area del rapporto tra uso di caffeina e BP è controversa. Sebbene le prove da noi citate mostrino effetti pressori a lungo termine (le prove variavano da 14 a 79 giorni)2 e una tolleranza incompleta agli effetti della caffeina,17 le prove epidemiologiche non supportano in modo coerente una relazione della caffeina con le usuali sequele di una pressione più elevata, come ictus, infarto miocardico o mortalità totale. Tuttavia, altri ricercatori hanno commentato le potenziali cause di incongruenze in questi studi, comprese le differenze nel disegno di ricerca, il controllo inadeguato dei confondenti, le differenze di popolazione e i problemi associati alla misurazione del consumo cronico di caffeina (vedi James17).

Un’altra possibile limitazione al nostro studio riguarda il gruppo iperteso diagnosticato. Questi uomini potrebbero aver esibito risposte esagerate in parte perché erano in astinenza da farmaci. Tuttavia, altre ricerche hanno dimostrato che la caffeina somministrata acutamente aumenta la pressione in presenza di β-blocco e negli ipertesi che assumono diuretici.1819 È probabile, quindi, che le risposte degli ipertesi diagnosticati sarebbero simili con o senza farmaci.

I risultati del presente studio supportano la necessità di ulteriori ricerche sull’accuratezza della diagnosi di ipertensione. Per esempio, le linee guida JNC VI richiedono ai pazienti di astenersi dal fumare o dall’ingerire caffeina durante i 30 minuti precedenti la misurazione della pressione. Tutti e 5 i gruppi nel nostro studio hanno mostrato aumenti di pressione da 45 a 60 minuti dopo l’ingestione di caffeina e a riposo, indicando che possibili confusioni nella misurazione potrebbero verificarsi per almeno il doppio dei 30 minuti di astinenza dalla caffeina suggeriti. Inoltre, sono necessari ulteriori studi controllati per esaminare se gli effetti acuti differenziali che abbiamo visto tra i gruppi si manifestano cronicamente anche in piccoli aumenti della pressione, che potrebbero spostare verso l’alto la distribuzione del rischio di malattie cardiovascolari. È stato calcolato che una riduzione da 2 a 3 mm Hg in coloro che hanno una pressione alta-normale dovrebbe comportare una diminuzione dal 25% al 50% dell’incidenza dell’ipertensione.202122

In sintesi, i presenti risultati mostrano risposte progressivamente maggiori della pressione alla caffeina in persone con un rischio crescente di ipertensione. La ricerca futura dovrebbe concentrarsi sulle persone con BP elevata e sugli ipertesi trattati e non trattati. Poiché la discrepanza nella BP tra i generi si restringe in età avanzata, la priorità dovrebbe essere data anche alle donne in postmenopausa per quanto riguarda l’uso di caffeina nella dieta.

Note