Metabolismo de la glucosa
La evidencia en los seres humanos y roedores
Los resultados de la mayoría de los estudios sobre los efectos agudos de la ingesta de cafeína sobre el metabolismo de la glucosa y la sensibilidad a la insulina, medida mediante el uso de una prueba oral de tolerancia a la glucosa o euglycemic hiperinsulinemia o clamp hipoglucémico poco después de la ingesta de cafeína, están en desacuerdo con los resultados de los estudios epidemiológicos que el consumo de café a largo plazo puede aumentar la sensibilidad a la insulina y el riesgo de diabetes disminuyen. Lane et al ( 68 ) advirtió que el consumo de bebidas con cafeína por personas con diabetes podría aumentar el riesgo de complicaciones de la diabetes. Este hallazgo es consistente con los hallazgos en la mayoría de los estudios en humanos que el metabolismo de la glucosa se deteriora poco después de la ingestión de cafeína ( 51 , 68 - 72 ), café con cafeína suelo ( 73 ), o café con cafeína instantánea ( 74 - 76 ). Una minoría de estos estudios no han encontrado ninguna alteración en el metabolismo de la glucosa tras la ingesta de cafeína ( 50 ) o el café con cafeína instantánea ( 34 , 38 ). Es interesante que muchos estudios mostraron que la ingestión de café o cafeína sin la inclusión de una comida rica en carbohidratos no conduce a cambios significativos de la glucosa en plasma o las concentraciones de insulina ( 50 , 52 , 54 , 68 , 70 , 71 , 73 ).
Dos estudios en humanos que distinguían entre el café con cafeína y descafeinado sugieren una posible solución de la diferencia entre los efectos a corto plazo negativos de la cafeína sobre el metabolismo de la glucosa y la capacidad a largo plazo del café para disminuir el riesgo de diabetes. Naismith et al ( 77 ) encontraron que el consumo de café descafeinado por 14 días disminuyó la glucosa en sangre en voluntarios sanos acostumbrados a consumir 560 mg de cafeína / d. Se utilizó un diseño cruzado sin asignación al azar y los 20 voluntarios sirvieron como sus propios controles. Battram et al ( 73 ), usando un diseño similar con aleatorización y 10 voluntarios, se ha encontrado que la ingestión de cafeína aumento de la glucosa e insulina en plasma más de lo hizo la de café con cafeína suelo y también que la ingestión de café con cafeína suelo aumentó la glucosa en plasma de más de hizo que de café descafeinado molido, que en realidad disminuyó la glucosa en plasma. Los resultados de Naismith y otros, y Battram et al sugieren que hay compuestos noncaffeine en café que contrarrestan el deterioro agudo de la cafeína del metabolismo de la glucosa y por lo tanto contribuyen a la capacidad de consumo a largo plazo de café molido para mejorar la tolerancia a la glucosa y sensibilidad a la insulina. Los resultados de Battram et al también sugieren que el café descafeinado molido tiene un potencial fuerte que hace café con cafeína suelo para mejorar la sensibilidad a la insulina y reducir el riesgo de la diabetes a largo plazo.
Es posible que se desarrolla tolerancia a un deterioro del metabolismo de la glucosa de la cafeína, aunque no existe evidencia de esto como en los seres humanos ( 51 ). En un ensayo controlado aleatorio, van Dam et al ( 78 ) encontraron que esa tolerancia no se desarrolló en un período de 4 semanas. Choi et al ( 30 ) encontraron que las ratas alimentadas con cafeína cola por 28 sem tenido sensibilidad a la insulina significativamente más alta que la de los controles, lo que sugiere que dicha tolerancia se desarrolla en ratas. Petrie et al (70 ) y Robinson y col ( 71 ) encontraron evidencias de que, cuando la tolerancia se desarrolla en los seres humanos, que se invierte por ≤ 48 h de la abstinencia.
Los mecanismos biológicos
La evidencia actual sugiere que la cafeína induce una disminución de la sensibilidad a la insulina principalmente por la disminución de la captación de glucosa en el músculo esquelético. La ingestión de cafeína se ha demostrado que aumenta la captación de glucosa en el hígado en perros ( 79 ) y para disminuirlo en el músculo esquelético humano ( 80 ). Parece probable que, en los seres humanos, la disminución en el músculo esquelético es mayor que el aumento en el hígado porque el músculo esquelético comprende ≈ 35-40% del cuerpo humano, músculo esquelético es responsable de 50-85% de eliminación de la glucosa después de la ingestión de hidratos de carbono y la infusión ( 81 ). Thong et al ( 80 ), utilizando técnicas de Fick directos durante una prueba de la abrazadera de insulina, observó que la pierna absorción de glucosa en el músculo humano fue suprimida por ≈ 50% después de la ingestión de cafeína. Dado que la cafeína es conocida para antagonizar los receptores de adenosina, y la adenosina se conoce para facilitar la acción de la insulina sobre la captación de glucosa por los adipocitos, es posible que el bloqueo del receptor de adenosina es un mecanismo clave por el cual el consumo de cafeína disminuye la sensibilidad a la insulina ( 82 ).
La evidencia sugiere que la cafeína inhibe la aguda sensibilidad a la insulina y la tolerancia a la glucosa principalmente mediante el aumento de la epinefrina en los seres humanos. En primer lugar, hay informes de que la cafeína aumenta las concentraciones circulantes de adrenalina ( 51 , 52 , 63 ) y disminuye al mismo tiempo la sensibilidad a la insulina ( 51 , 52 ) en sujetos humanos. En segundo lugar, algunos estudios en seres humanos mostraron que la adrenalina activa el receptor β-adrenérgico y de la insulina disminuye la estimulación de todo el cuerpo metabolismo de la glucosa ( 83 , 84 ). En tercer lugar, existen informes de que la ingestión de cafeína en seres humanos con epinefrina respuesta alterada no tiene ningún efecto sobre la glucosa o de las concentraciones de insulina ( 85). En cuarto lugar, Keijzers y De Galan ( 51 ) encontraron que la ingestión de cafeína por sujetos humanos se incrementó la epinefrina y la disminución de la sensibilidad a la insulina, mientras que la ingestión de dipiridamol, un inhibidor de la recaptación de adenosina, no indujo cualquiera de estos cambios. En quinto lugar, la correa y Graham ( 52 ) encontraron que la sensibilidad a la insulina en sujetos humanos se redujo y se incrementaron las concentraciones plasmáticas de insulina cuando la cafeína se administró solo, pero no cuando la cafeína se administró junto con propranolol, un bloqueador de los receptores β-adrenérgico no selectivo.
La secreción de insulina
La evidencia sugiere que la cafeína induce aumentos agudos en la secreción de insulina de las células β que podrían estar involucrados en el deterioro de la tolerancia a la glucosa y la disminución de la sensibilidad a la insulina provocada por la cafeína. Tanga y Graham ( 52 ) encontraron que el péptido C, un indicador de la secreción de insulina, se elevó en un 39% por la ingestión de cafeína en un ensayo controlado con una prueba oral de tolerancia a la glucosa en los hombres jóvenes sanos. Usando un diseño experimental similar, Robinson et al ( 71 ) encontró evidencia de un aumento inducido por cafeína no significativa en la secreción de insulina en los hombres con diabetes tipo 2, y Petrie et al ( 70 ) no encontró un aumento en tales secreción de insulina en los hombres obesos.Arnlov y Vessby ( 13 ), en un estudio epidemiológico de la sección transversal de 946 adultos de edad avanzada, encontraron que las concentraciones de la respuesta temprana de insulina en una pinza hiperinsulinémico euglucémico, un indicador de la secreción de insulina, no eran elevados en consumidores habituales de café. Wu et al ( 17 ), también en un estudio epidemiológico transversal, encontró que un mayor consumo de café con cafeína, café descafeinado y el cafeína se asociaron con concentraciones de péptido C en ayunas en 2.112 enfermeras sanas. Llegaron a la conclusión de que el consumo de café se asoció con una disminución de la secreción de insulina y afirmó que este hallazgo es consistente con una asociación de consumo de café con una mayor sensibilidad a la insulina. Wu et al también encontró que el efecto fue significativamente más fuerte en los obesos y con sobrepeso que en las enfermeras de peso normal; este hallazgo puede estar relacionado con el hallazgo de Petrie et al agudamente que la cafeína aumenta la secreción de insulina en peso normal pero no en los sujetos obesos.
En pruebas in vitro existe que la cafeína aumenta la β - secreción de insulina de células. Shi ( 86 ) encontró que esto es cierto con ratones islotes y Bruton et al (87 ) encontraron el mismo efecto en los ratones β-células. Ellos también encontraron pruebas de que este efecto era debido en parte a la sensibilización del receptor de rianodina por cafeína, en lugar de ser únicamente debido a la inhibición de la AMP cíclico fosfodiesterasas. También es de interés que Bruton et al encontraron que la secreción de insulina estimulada por la cafeína sólo en la presencia de altas concentraciones de glucosa. Este hallazgo es consistente con el hecho de que la mayoría de los estudios epidemiológicos que evaluaron las concentraciones de glucosa en ayunas y poscarga encontró que el consumo habitual de café se asoció con la poscarga, pero las concentraciones de glucosa no en ayunas ( 7 , 9 , 12 , 14 - 16 ).
Saciedad
Posiblemente, cafeína u otros compuestos en el café puede aumentar la sensación de saciedad, y por lo tanto el consumo a largo plazo de la cafeína o el café puede ayudar a las personas a perder peso. De hecho, el hallazgo de Westerterp-Plantenga et al ( 88 ) que la saciedad evaluó en un estudio transversal de 76 sujetos humanos se correlacionó positivamente con 'informó a los sujetos el consumo de cafeína habitual. Kovacs et al ( 34 ) encontraron mayor saciedad y las concentraciones de leptina más bajos en habituales bebedores de cafeína de bebidas que reportaron un mayor consumo diario de cafeína. Zheng et al ( 27 ) encontraron en ratones que el consumo de cafeína a largo plazo disminuye el crecimiento del peso corporal y peso adiposo intraperitoneal-pad y sin cambios en la ingesta de alimentos. Al parecer, el aumento de la saciedad cafeína, debido a que los animales fueron alimentados ad libitum. La posibilidad de que la ingesta de café influencias saciedad no ha sido bien documentado en los seres humanos.
OTROS EFECTOS PARA LA SALUD
El efecto presor
La ingestión de cafeína y algunos tipos de café por los seres humanos se ha demostrado que aumenta agudamente la presión arterial ( 51 , 89 , 90 ) y la resistencia a la circulación periférica ( 90 ), un efecto conocido como el efecto presor. El efecto presor es importante la relación entre el café y la diabetes por 2 razones. En primer lugar, la energía adicional requerida para el efecto presor puede contribuir al aumento de la termogénesis observado después de la ingestión de cafeína. Y este aumento de la termogénesis puede ayudar a las personas a perder peso y por lo tanto reducen el riesgo de diabetes. Por lo tanto, el efecto presor puede contribuir a la capacidad de café para disminuir el riesgo de diabetes. En segundo lugar, el efecto presor podría aumentar el riesgo de enfermedad cardiovascular (ECV) eventos, particularmente en personas con hipertensión u otros factores de riesgo de ECV. Por lo tanto, dada la alta prevalencia de factores de riesgo cardiovascular en la población de EE.UU., el efecto compresor podría reducir sustancialmente la utilidad de café o de sus mandantes en la prevención o el tratamiento de la diabetes.
El efecto compresor es probablemente causado por la cafeína porque la mayoría de los investigadores han encontrado que el efecto presor a ocurrir después de la ingestión de cafeína ( 51 , 54 , 89 - 97 ), el café con cafeína a tierra ( 40 ), el café descafeinado instantáneo ( 56 , 97 ), y café con cafeína italiano, es decir, espresso ( 90 ). Sin embargo, algunos investigadores encontraron que el café con cafeína no indujo el efecto presor. Noordzij et al ( 98 ) encontraron que la presión arterial aumentó más cuando la cafeína se ingiere solo que cuando se ingiere en el café.Bracco et al ( 44 ) encontraron que la ingesta de café con cafeína instantánea no indujo un efecto presor significativa, y Horst et al ( 40 ) llegó a la conclusión de que el café descafeinado molido no indujo un efecto presor.
Tolerancia al efecto presor inducido por cafeína se desarrolla dentro de 4 d ( 62 ).Esta tolerancia es parcial en la que se reduce, pero no elimina, el efecto observado en sujetos con ninguna tolerancia ( 92 , 99 ). La atenuación del efecto presor comienza 20 horas después de la ingestión de cafeína ( 56 , 100 ).
Otros efectos sobre la salud
El café se considera generalmente segura cuando se consume con moderación (101 ). Por ejemplo, las directrices del gobierno canadiense a la alimentación saludable recomiendan limitar la ingesta de cafeína a 400 a 450 mg / d, lo que sería la cantidad ingerida en consumir aproximadamente tres 8-oz (237 ml) tazas de café con cafeína colado ( 102 ). Sin embargo, los compuestos tóxicos en el café ( 103 ) podrían tener efectos negativos en las mujeres embarazadas o lactantes y en los niños. La cafeína en altas concentraciones ha demostrado ser teratogénicos en animales ( 104 ). Browne ( 105 ) llegó a la conclusión, sobre la base de una revisión de los estudios epidemiológicos, que la evidencia no era adecuado para determinar la posibilidad de riesgo de anormalidades congénitas resultantes del consumo de cafeína materna. La cafeína se ha encontrado para potenciar el efecto teratogénico de otras sustancias, tales como el tabaco y el alcohol ( 106 ). Mientras que no se han establecido los efectos del café sobre la infertilidad y la prematuridad, parece que la ingestión de> 3 tazas / día disminuye el peso al nacer del feto ( 107 , 108 ). Las directrices canadienses recomiendan limitar el consumo de cafeína a 300 mg / día en las mujeres embarazadas y lactantes, y 85, 62,5, y 45 mg / día en niños de 10-12 años, 7-9 y 4-6 y, respectivamente ( 102 ) .
La dependencia de la cafeína se caracteriza por el desarrollo de la tolerancia, tal como se refleja por el aumento de tamaño de la dosis con el tiempo, el deseo persistente, y síntomas de abstinencia ( 43 ). Las dosis altas pueden causar ansiedad, nerviosismo, trastornos del sueño, irritabilidad, agitación y trastornos digestivos ( 109 ). Los síntomas de abstinencia incluyen dolores de cabeza, irritabilidad, ansiedad, depresión, somnolencia y fatiga.
La evidencia muestra que la cafeína puede tener efectos nocivos en las personas mayores, como aumentar el riesgo de cálculos renales ( 110 ). Sin embargo, un gran estudio epidemiológico prospectivo de mujeres de mediana edad llegó a la conclusión de que el consumo diario de 8 oz de café con cafeína, café descafeinado o té se asoció de forma independiente con una pequeña reducción (10.8%) en el riesgo de formación de cálculos renales ( 111 ) . La cafeína también puede contribuir a la osteoporosis, ya que aumenta las concentraciones urinarias de calcio, y los efectos negativos resultantes sobre el metabolismo del calcio y del hueso crecer con el aumento de edad ( 110 ). Rapuri et al ( 112 ), por ejemplo, se ha encontrado que la ingesta de> 18 oz café / d se asoció con la acelerada pérdida de masa ósea vertebral en mujeres posmenopáusicas de mayor edad, y Hasling et al ( 113 ) encontró que> 29,5 oz café / d podría inducir una pérdida de un 1,6 mmol adicional Ca / día en mujeres posmenopáusicas con osteoporosis.Harris y Dawson-Hughes ( 114 ) encontraron que una mayor ingesta de café acelera la pérdida ósea en mujeres posmenopáusicas sanas, pero sólo en aquellas mujeres cuya ingesta de calcio fue inferior a la cantidad recomendada diaria de 800 mg.
Como se resume más arriba ( ver la evidencia en humanos y roedores), una fuerte evidencia existe de que el café disminución sensibilidad a la insulina cafeína y cafeína poco después de la ingestión en los seres humanos. Este riesgo puede ser mayor en los obesos que en personas no obesas porque la cafeína reduce la sensibilidad a la insulina más en los obesos que en sujetos delgados ( 115 ).También puede ser peligroso para los pacientes con diabetes, ya que una disminución inducida por la cafeína en la sensibilidad a la insulina se ha encontrado en personas con diabetes tipo 2 ( 40 ) y el tipo 1 ( 116 ) la diabetes.
Varios investigadores encontraron una asociación epidemiológica entre el consumo de café y la elevación de los lípidos séricos en los países nórdicos en la década de 1980, como se comenta por James ( 117 ). La investigación posterior mostró que sólo el café hervido, que se consume comúnmente en los países nórdicos en la década de 1980, que eleva los lípidos séricos. El café filtrado, que es el tipo más común de café preparado se consume en los Estados Unidos, no afecta a las concentraciones de lípidos en suero ( 1 ).
Aunque la cafeína se ha mostrado potencial mutagénico en los estudios in vitro, los investigadores han encontrado que la cafeína tiene poco potencial, en su caso, cancerígeno en humanos ( 118 ). Hasta la fecha, la mayoría de estudios epidemiológicos humanos han sido, y sugieren un potencial débil para inducir la vejiga y el cáncer de páncreas y un efecto protector débil para el cáncer de colon (118 ). Un gran cuerpo de evidencia epidemiológica y de laboratorio sugieren que la cafeína protege a las neuronas dopaminérgicas y por lo tanto puede ayudar a prevenir la aparición de parkinsonismo ( 119 ). La cafeína se ha utilizado para un número de propósitos terapéuticos, por ejemplo, en el asma bronquial, como un estimulante cardíaco, y como un diurético ( 59 ).
COMPUESTOS NONCAFFEINE EN CAFÉ
Una cantidad relativamente pequeña, pero cada vez mayor, de la investigación se ha hecho sobre los efectos de los constituyentes noncaffeine en el café. Varios estudios sugieren que dichos componentes pueden inducir algunos de los efectos de esta revisión. Graham et al ( 120 ) encontró que la cafeína, pero no café con cafeína, fue eficaz como ayuda ergogénica en los seres humanos. Llegaron a la conclusión de que un constituyente noncaffeine de café estaba involucrado, y citó el descubrimiento por Tse ( 121 ) de una sustancia en el café que parecía bajar la presión arterial y la frecuencia cardíaca. El hallazgo de Graham et al es relevante aquí porque ergogénico potencial-es decir, el potencial de trabajo físico podría estar asociada con la termogénesis, lipólisis, oxidación de la grasa, metabolismo de la glucosa, y el efecto presor.
Varios estudios han identificado compuestos noncaffeine específicas que podrían afectar el riesgo de diabetes. Johnston et al ( 74 ) informó que el ácido 5-caffeoxylquinic, el principal ácido clorogénico en café, puede ayudar a explicar la capacidad de café para disminuir el riesgo de diabetes en sujetos humanos. Ellos encontraron que la ingestión de café ya sea con cafeína o descafeinado que contiene cantidades iguales de ácido clorogénico y la glucosa causó cambios agudos en las concentraciones de hormonas gastrointestinales. Llegaron a la conclusión de que el ácido clorogénico atenuada la tasa de captación de glucosa en el intestino delgado proximal y se trasladaron a regiones más distales del intestino delgado. Sus resultados sugieren que el ácido clorogénico o algunos otros constituyentes de café noncaffeine antagoniza la estimulación de la cafeína de la captación de glucosa en el intestino delgado. El uso de un ensayo de absorción de azúcar de la permeabilidad intestinal, Nieuwenhoven y col ( 122 ) encontraron que la adición de cafeína a una bebida deportiva la captación de glucosa acelerada en el intestino delgado en 10 atletas. La implicación es que el ácido clorogénico retrasa la absorción de glucosa en el intestino, mientras que la cafeína acelera. Rodríguez de Sotillo y Hadley ( 123 ) encontró que 3 semanas de la infusión intravenosa de ácido clorogénico redujeron significativamente la respuesta del pico postprandial a una sobrecarga de glucosa en ratas Zucker resistentes a la insulina. Ácido clorogénico puede tener otros efectos positivos sobre el metabolismo de la glucosa, incluyendo la mejora de los efectos antioxidantes del café ( 124 ), la disminución de la producción de glucosa en el hígado ( 125 ), y ayudar a preservar la función β-celular mediante la promoción de la síntesis del factor de transcripción de homeodominio IDX- 1, que ayuda a las células beta responden a aumentos en la glucosa en plasma ( 126 ).
Shearer et al ( 127 ) encontró que un quinidina sintética, 3,4-diferuloyl-1 ,5-Quinide, que era representativa de quinides encontrados en el café, el aumento de eliminación de la glucosa y la acción de la insulina en ratas. Ellos encontraron evidencia de que el efecto no se debió a un aumento de la captación de músculo esquelético sino más bien a una disminución de la producción de glucosa hepática. Dos grupos de investigadores han sugerido que los antioxidantes en el café puede proteger contra la resistencia a la insulina ( 128 , 129 ), y la evidencia también existe que el café tiene una alta capacidad antioxidante, incluso más alta que la del té ( 130 ). Prasad et al ( 131 ) encontró que cuando diglucósido secoisolariciresinol, un lignano dietético antioxidante que se produce en el café, se alimenta por vía oral a ratas durante 24 d, el desarrollo de la diabetes inducida por estreptozotocina se redujo en un 75%.
Algunos investigadores sugirieron que el magnesio en el café puede explicar la capacidad de consumo habitual de café para aumentar la sensibilidad a la insulina en ( 132 ). La ingesta de magnesio de larga duración ha sido seguido por un menor riesgo de diabetes tipo 2 ( 133 ).
Un constituyente fitoquímico nonphenolic en el café, trigonelina ( N ácido-metilnicotínico), se ha encontrado que tienen un efecto hipoglucémico en conejos y ratas aloxano-diabéticos. En un estudio piloto no controlado con 10 pacientes con diabetes, las dosis únicas de 500, 1000, y 2000 mg trigonelina tuvo efectos mixtos sobre la glucosa en sangre ( 134 ).
No se sabe si se desarrolla tolerancia a los efectos del ácido clorogénico, quinides, antioxidantes, magnesio, u otros compuestos de café que tienen la capacidad de mejorar la sensibilidad a la insulina. Puede ser que dicha tolerancia no se desarrolla, a pesar de que la tolerancia a la capacidad de la cafeína para deprimir la sensibilidad a la insulina se desarrolla. Si la tolerancia a los compuestos noncaffeine no se desarrolla, eso podría ayudar a explicar la aparente contradicción entre el largo plazo epidemiológica encontrar que el café mejora la tolerancia a la glucosa y el corto plazo descubrimiento que altera café tolerancia a la glucosa.
No hay comentarios:
Publicar un comentario