Riskstatus för hypertoni och effekten av koffein på blodtrycket

Koffein är den mest använda farmakologiskt aktiva substansen i världen, med ett rapporterat intag på 200-300 mg/d hos 80 % av de vuxna i USA.1 Koffein konsumeras i kaffe, te, läskedrycker och, på senare tid, koffeinhaltigt flaskvatten. Koffeinets massattraktion kan ha konsekvenser för hälsan på grund av dess väldokumenterade trycksänkande effekt. En nyligen genomförd metaanalys av kontrollerade kliniska prövningar rapporterade ett positivt samband mellan koppar kaffe som konsumeras dagligen och förhöjt systoliskt blodtryck (SBP), oberoende av ålder.2

Studier i vårt laboratorium och i andra laboratorier har rapporterat att koffein akut förhöjer SBP och diastoliskt blodtryck (DBP) i vila och under psykisk och fysisk stress.34567891011121314 Vi har visat att denna pressoreffekt beror på att koffein höjer det perifera kärlmotståndet snarare än ökar hjärtminutvolymen.341314 Koffeinets förmåga att öka kärlmotståndet väcker frågan om dess effekt vid utveckling av hypertoni. I en nyligen genomförd ambulerande studie av äldre män och kvinnor rapporterades ingen skillnad mellan normotensiva abstinenser och kaffedrickare när det gäller 24 timmars blodtryck. Hos hypertoniker ökade dock det ambulatoriska blodtrycket hos kaffedrickare och sjönk hos abstinenser oberoende av läkemedelsstatus.15

Ett sätt att dokumentera effekterna av koffein vid hypertoni är att undersöka dess pressoreffekter på personer med olika risknivåer för sjukdomen. I separata studier har vi dokumenterat större effekter av koffein hos normotensiva personer med hög risk, gränsfallshypertensiva personer och omedicinerade milda hypertensiva personer jämfört med normotensiva personer med en negativ familjehistoria och lågnormala viloblodtrycknivåer.31314 Dessa resultat analyserades och rapporterades dock separat, vilket gör det svårt att jämföra blodtryckseffekter kvantitativt mellan riskgrupper. Därför har vi tagit vår kollektiva databas, som består av 182 personer, och klassificerat personerna enligt den sjätte rapporten från Joint National Committee on Prevention, Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Pressure (JNC VI)16 -kriterierna i fem separata riskgrupper som varierar från optimal till diagnostiserad hypertoni. Med dessa grupper presenterar vi en jämförelse av blodtryckssvar på koffein i laboratoriemiljö.

Metoder

Översikt

Och även om de studier som dessa data hämtades från skiljde sig åt i vissa detaljer hade alla en gemensam kärna av metoder, inklusive dubbelblinda placebo-crossover-designs, konsekventa doser av koffein (3.3 mg/kg, i genomsnitt 260 mg/person),31314 eller en fast dos på 250 mg (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett, M.F. Wilson, opublicerade uppgifter, 1999). Blodtryck mättes efter 20 minuters vila och återigen 45 till 60 minuter efter oral administrering av koffein.

Subjekt

Fem riskgrupper för högt blodtryck identifierades under preliminära screeningtillfällen enligt följande JNC VI16-kriterier: (1) optimal, SBP <120 mm Hg och DBP <80 mm Hg; (2) normal, SBP 120-129 mm Hg eller DBP 80-84 mm Hg; (3) högnormal, SBP 130-139 mm Hg eller DBP 85-89 mm Hg; (4) stadium 1, SBP 140-159 mm Hg eller DBP 90-99 mm Hg; och (5) diagnostiserad hypertoni, rekryterad från en hypertoniklinik.

Alla försökspersoner var män med i övrigt god hälsa på grundval av fysisk undersökning och anamnes. Bland diagnostiserade hypertoniker tog 11 män ACE-hämmare (n=7), β-blockerare (n=2) eller hydroklortiazid (n=2). Alla hypertensiva mediciner avtrappades i enlighet med detta före blodtrycksscreeningen. Sju män från kliniken var nyligen diagnostiserade men ännu inte medicinerade.

Protokoll

I alla experiment instruerades försökspersonerna att avstå från koffein efter kvällsmaten kvällen innan de kom till laboratoriet, vilket var en period på ≥12 timmar. Eftersom naivitet i fråga om koffein kan vara ett problem undersökte vi alla tillgängliga självrapporter om den faktiska tiden för avhållsamhet. Rapporter fanns tillgängliga för 33 i den optimala gruppen, 18 i den normala gruppen, 18 i den högnormala gruppen och 12 män i stadium 1. Den genomsnittliga tiden för avhållsamhet var 17,75 timmar, och en 1-vägs ANOVA visade inga gruppskillnader (F3,77=0,69, P<0,56). Även om självrapporter inte fanns tillgängliga från 1 studie13 , var försökspersonerna dagliga koffeinanvändare och deras instruktioner var identiska med dem i de andra studierna, vilket tyder på att tiden för avhållsamhet var ungefär densamma. Dessutom hade kontrollpersonerna13 också optimala eller normala screeningtryck och deras blodtryckssvar på den akuta dosen koffein skiljde sig inte från de andra optimala eller normala grupperna, vilket tyder på att tiden för koffeinabstinens (12-18 timmar) inte skiljde sig åt.

Alla förfaranden innebar att blodtrycksmanschetten sattes på plats följt av halvliggande vila i 20 minuter, varefter baslinjeblodtryck erhölls med en Dinamap Vital Signs Monitor (modell 1896)314 (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett och M.F. Wilson, opublicerade uppgifter, 1999) eller en Paramed-monitor.13 Koffeintillförseln följdes av 45 till 60 minuters absorption, och blodtrycksmätningar efter koffeinet gjordes enligt beskrivningen31314 (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett och M.F. Wilson, opublicerade uppgifter, 1999).

Koffeinadministration

I 3 av studierna konsumerade 31314 frivilliga osötad grapefruktjuice blandad med 3,3 mg/kg koffein (vattenfri, USP; Amend Drug Co) eller så drack de enbart grapefruktjuice (placebo). I den fjärde studien tog frivilliga en kapsel som innehöll koffein (250 mg plus laktos) eller en placebokapsel (laktos) (W.R. Lovallo, B.H. Sung, T.R. Hartley, T. Thomas, B.S. McKey, T.L. Whitsett och M.F. Wilson, opublicerade uppgifter, 1999). Dosen på 3,3 mg/kg resulterade i en genomsnittlig dos på 260 mg/kg, vilket är nära jämförbart med den fasta dosen på 250 mg. Tidigare analyser har visat att små skillnader av detta slag eller mindre skillnader i blodkoncentrationer mellan frivilliga inte väsentligt påverkade de observerade blodtryckssvaren.9

Statistisk analys

Karaktäristika för riskgrupperna jämfördes med hjälp av 1-vägs ANOVA:er på följande variabler: ålder (år), längd (tum), vikt (lb), kroppsmassaindex ( vikt×703/höjd2), rapporterat kroniskt koffeinintag (mg/d), screeningblodtryck och utgångsblodtryck före läkemedlet. Observera att baslinjeblodtrycket före läkemedelsbehandlingen totalt sett är lägre än screeningblodtrycket. Vi tillskriver detta delvis till en skillnad i hållning och delvis som en funktion av vilotid.

De effekter på blodtrycket före till efter behandling med koffein undersöktes med t-test med parade prover för varje grupp. BP före läkemedel undersöktes med MANOVA med hypertonistatus som faktorer mellan försökspersoner och SBP och DBP som beroende variabler. Eftersom gruppernas blodtryck före läkemedelsbehandlingen skiljde sig avsevärt åt genomfördes huvudanalysen av effekter mellan ämnena med ANCOVA med blodtryck efter koffein som beroende variabler och blodtryck vid baslinjen som kovariater. Slutligen använde vi hierarkiska multipla regressionsanalyser med förändringspoäng (BPs före och efter koffein) som beroende variabler och riskgrupp, BMI och ålder som oberoende variabler.

Resultat

Koffein höjde både SBP och DBP (P<0.0001) i alla grupper, och effektstorlekarna var stora (d≥0,92), med undantag för pre-to-post SBP och DBP i den optimala gruppen, som hade medelstora effektstorlekar (d=0,72 respektive 0,77) (figur 1). ANCOVA visade dock att den största blodtryckssvaret inträffade hos diagnostiserade hypertensiva män, följt av steg I- och högnormala grupper och därefter av optimala och normala grupper (SBP, F4,175=5,06, P<0,001; DBP, F4,175=3,02, P<0,02). Faktum är att diagnostiserade hypertoniska män hade SBP- och DBP-svar >1,5 gånger större än den optimala gruppen, vilket tyder på differentiell känslighet för koffein hos dem med hypertoni.

Tabell 1 visar riskgruppernas demografiska egenskaper. Grupperna var likartade när det gäller längd och rapporterat koffeinintag. De diagnostiserade hypertoniska männen var äldre och tyngre och hade ett motsvarande högre BMI. Screening DBP var olika i alla grupper uppåtgående från den optimala gruppen till den diagnostiserade hypertensiva gruppen. Screening-SBP följde ett liknande mönster förutom att grupperna med stadium I och diagnostiserad hypertensivitet var desamma. Under testningen skiljde sig SBP- och DBP-värdena vid baslinjen före läkemedelstillfället åt mellan grupperna, med undantag för män i högnormala och stadium I-grupperna, för vilka värdena var statistiskt sett identiska. Observera att de basala BP-värdena före läkemedelsbehandlingen totalt sett var lägre än screening-BP-värdena. Under screeningen vilade försökspersonerna i sittande ställning i 5 minuter före och under blodtrycksmätningarna. Under själva studien togs alla mätningar efter 20 minuters vila medan försökspersonen var halvt liggande.

Om ålder och BMI kan påverka blodtrycket oberoende av eventuella koffeineffekter testades gruppens blodtryckssvar på koffein efter kontroll för dessa faktorer med en multipel regressionsanalys. Den bästa prediktorn för SBP-responsivitet var hypertoni gruppstatus (r=0,24, P<0,001). På samma sätt var hypertonistatus den bästa prediktorn för DBP-responsivitet (r=0,23, P<0,002). Effektstorlekarna för båda åtgärderna var stora (d=0,95). Andra enskilda variabler, inklusive BMI och ålder, lyckades inte ge en signifikant ökning av den förklarade andelen av BP-svaret utöver enbart hypertonistatus.

Den potentiella kliniska relevansen av BP-svaret på koffein undersöktes i varje grupp genom att tabellera BP som nådde det hypertensiva området (SBP ≥140 mm Hg, DBP ≥90 mm Hg, eller båda). Eftersom inga optimala eller normala försökspersoner nådde det hypertensiva området, sammanfattade vi dem till en grupp för denna särskilda analys. Som framgår av figur 2 och tabell 2 ökade antalet personer med blodtryck i hypertoniområdet i stadium I och stadium II efter koffein i alla riskgrupper. Vi undersökte dessa hypertensiva reaktioner med en multipel regressionsanalys. Hypertensiv status var återigen den enskilt bästa prediktoren för en hypertensiv reaktion på koffein (r=0,64, P<0,0001); ålder (r=0,40, P<0,0001) bidrog dock till ökningen av den förklarade andelen hypertensiv reaktion. Effektstorleken var medelstor (d=0,55).

Diskussion

Såvitt vi vet är detta den första kvantitativa undersökningen av koffeinets pressoreffekter i olika riskgrupper för hypertoni. Den föreliggande studien visar att koffein påverkar personer i successivt högre grad beroende på deras blodtrycksklassificering. Den visar vidare att ju högre riskklassificering, desto mer sannolikt är det att blodtrycket ligger i det hypertensiva intervallet 45 till 60 minuter efter konsumtion av en kostdos koffein och i vila.

Men även om den aktuella studien inte direkt tar upp frågor om tolerans för koffeinets pressoreffekter, är resultaten inte helt orelaterade. De flesta nyligen genomförda långtidsstudier har visat ett oberoende positivt samband mellan koffeinförbrukning och högre blodtryck, vilket tyder på att toleransen mot koffein inte är fullständig.2 Flera korttidsstudier har också gett belägg för att toleransen inte är fullständig.17 Dessutom illustrerar den aktuella studien konsekventa, stora blodtryckssvar på koffein hos vana användare som fått en morgondos som motsvarar 2 till 3 koppar kaffe efter en kort avhållsamhet under natten, en avhållsamhet som rimligen efterliknar typiska användningsmönster. Det är uppenbart att varje grad av tolerans hos dessa långtidsanvändare inte förnekar akuta blodtryckssvar på koffein.

Denna studie visar att kroniska förhöjningar av blodtrycket som är förknippade med en större risk för hypertoni åtföljs av allt större blodtryckssvar på akuta doser av koffein. Dessa resultat tyder på att koffein kan utöva större BP-effekter hos personer med större risk för hypertoni. Tabell 2 visar en progressiv ökning i alla riskgrupper av andelen män med högt normalt eller stadium I och diagnostiserat hypertensivt blodtryck efter koffein.

Vi erkänner flera begränsningar i den aktuella studien. Detta är inte en studie av koffeinets långtidseffekter, utan uppgifterna baseras snarare på flera blodtrycksmätningar som gjordes 45 till 60 minuter efter koffeinintag. Dessutom kan de akuta effekterna av en farmakologiskt aktiv substans under vissa omständigheter vara motsatta i riktning mot de långsiktiga effekterna. Hela frågan om förhållandet mellan koffeinanvändning och blodtryck är kontroversiell. Även om de bevis som vi citerat visar på långvariga pressoreffekter (försöken varierade från 14 till 79 dagar)2 och ofullständig tolerans mot effekterna av koffein17 , stöder de epidemiologiska bevisen inte konsekvent ett samband mellan koffein och de vanliga följderna av ett högre blodtryck, såsom stroke, hjärtinfarkt eller total dödlighet. Andra undersökare har dock kommenterat potentiella orsaker till inkonsekvenser i dessa studier, inklusive skillnader i forskningsdesign, otillräcklig kontroll av störande faktorer, befolkningsskillnader och problem som är förknippade med mätning av kronisk koffeinförbrukning (se James17 ).

En annan möjlig begränsning i vår studie gäller den diagnostiserade hypertensiva gruppen. Dessa män kan ha uppvisat överdrivna reaktioner delvis på grund av att de var avstängda från medicinering. Annan forskning har dock visat att akut administrerat koffein höjer blodtrycket i närvaro av β-blockad och hos hypertoniker som tar diuretika.1819 Det är därför troligt att svaren hos de diagnostiserade hypertonikerna skulle vara likartade med eller utan medicinering.

Resultaten från den här studien stödjer behovet av ytterligare forskning om exaktheten i diagnosen för hypertoni. I riktlinjerna från JNC VI uppmanas till exempel patienterna att avstå från att röka eller inta koffein under de 30 minuterna före blodtrycksmätningen. Alla fem grupper i vår studie uppvisade blodtrycksförhöjningar från 45 till 60 minuter efter koffeinintag och under vila, vilket tyder på att möjliga förväxlingar i mätningen skulle kunna förekomma under minst dubbelt så lång tid som den föreslagna 30-minuters avhållsamhet från koffein. Dessutom krävs ytterligare kontrollerade studier för att undersöka om de olika akuta effekter som vi har sett i olika grupper manifesterar sig kroniskt även vid små förhöjningar av blodtrycket, vilket skulle kunna förskjuta uppåt i riskfördelningen för hjärt- och kärlsjukdomar. Det har beräknats att en sänkning av blodtrycket med 2 till 3 mm Hg hos personer med ett högt normalt blodtryck bör resultera i en minskning av förekomsten av högt blodtryck med 25 till 50 %.202122

Sammanfattningsvis visar de nuvarande resultaten progressivt större blodtryckssvar på koffein hos personer med ökande risk för högt blodtryck. Framtida forskning bör fokusera på personer med förhöjt blodtryck och både behandlade och obehandlade hypertoniker. Eftersom skillnaden i blodtryck mellan könen minskar senare i livet bör man också prioritera postmenopausala kvinnor när det gäller användning av koffein i kosten.

Fotnoter