Czy metabolizm kofeiny i alkoholu zależy od genów?

Geny związane z metabolizmem kofeiny sprawiają, że u części osób jej regularne spożywanie może zwiększać, a u innych zmniejszać ryzyko zawału serca. Natomiast w przypadku alkoholu niektóre z wariantów genetycznych mogą być związane z większą niż przeciętnie szansą na uzależnienie od tej substancji.

Metabolizm alkoholu i kofeiny

Kofeina i alkohol, choć nie należą do najzdrowszych produktów świata, to niezmiennie już od kilku stuleci cieszą się niesłabnącą popularnością. Okazuje się jednak, że nie na wszystkie osoby wpływają one w taki sam sposób. Metabolizm tych substancji zachodzi głównie w wątrobie, dzięki działaniu obecnych tam enzymów. Polimorfizmy w genach kodujących te enzymy mogą dość znacząco wpływać na czas trwania procesów rozkładu i metabolizowania zarówno alkoholu, jak i kofeiny.

W zależności od płci, rasy i obecności określonych wariantów genetycznych, część osób jest bardziej, a część mniej podatna na działanie alkoholu. Poszczególne osoby różnią się między sobą zarówno aktywnością dehydrogenazy alkoholowej, stopniem wchłaniania alkoholu z przewodu pokarmowego, jak i tym, ile alkoholu jest u nich metabolizowane w wątrobie, a ile wchłaniane bezpośrednio przez jelita. Aktywność dehydrogenazy alkoholowej zależy od czynników genetycznych i hormonalnych. Czynniki genetyczne wpływające na tolerancję alkoholu są związane z polimorfizmem genów ADH2 i ADH3. Oznacza to, że geny te mogą występować w kilku różnych wariantach, co prowadzi do mniejszej lub większej produkcji kodowanego przez nie enzymu. Osoby, które posiadają niekorzystne warianty genów ADH2 i ADH3 są bardziej podatne na działanie alkoholu, ze względu na mniejszą aktywność dehydrogenazy alkoholowej.

Kofeina jest metabolizowana głównie za pomocą cytochromu P450 (enzymu uczestniczącego w metabolizmie kofeiny, jak również leków i trucizn), wytwarzanego przez wątrobę. Na szybkość procesu rozkładu kofeiny wpływa polimorfizm genu CYP1A2, kodującego ten enzym. Osoby posiadające korzystny wariant genetyczny szybko metabolizują kofeinę, a umiarkowane spożycie kawy wpływa pozytywnie na ich zdrowie, m.in. obniżając ryzyko chorób sercowo-naczyniowych. Ludzie, którzy zostali obdarzeni mniej korzystnym wariantem genetycznym, wolniej metabolizują kofeinę i dłużej odczuwają pobudzający wpływ kawy. Jeżeli wypijają oni większe ilości tego produktu, może się u nich pojawić złe samopoczucie, nadmierne pobudzenie i niepokój oraz zaburzenia snu. Dodatkowo regularne spożywanie kawy może zwiększać u nich ryzyko zawału serca oraz chorób kardiologicznych.

Metabolizm alkoholu – jak przebiega?

Wchłanianie alkoholu rozpoczyna się już w jamie ustnej i jest kontynuowane w żołądku i jelicie cienkim. Z przewodu pokarmowego alkohol trafia bezpośrednio do krwiobiegu – w zależności od tego jak duża część zostanie wchłonięta na tym etapie, zależy to, jakie stężenie osiągnie on we krwi i jakie subiektywne wrażenia wywoła u osoby spożywającej. Pozostała część alkoholu trafia do wątroby, gdzie jest on metabolizowany, a następnie eliminowany z organizmu. Podstawowym enzymem biorącym udział w tym procesie jest dehydrogenaza alkoholowa, która przekształca etanol do aldehydu octowego. To właśnie ta ostatnia substancja jest odpowiedzialna za powstawanie tzw. kaca i towarzyszące mu przykre objawy.

Co przyspiesza metabolizm alkoholu?

Tempo metabolizmu alkoholu zależy m.in. od ilości i składu pokarmu obecnego w żołądku, od przyjmowanych leków, a także wieku, płci, masy ciała i ogólnego stanu zdrowia danej osoby. Jednak to uwarunkowania genetyczne są głównym czynnikiem decydującym o podatności organizmu na alkohol i sposobie, w jaki przebiega jego metabolizm. 

Szczególną rolę odgrywa tutaj polimorfizm genów takich jak ALDH2, ADH1C i ADH1B. Osoby posiadające określone warianty genetyczne, kodujące enzymy związane z metabolizmem alkoholu, wykazują większą tolerancję na tę substancję – objawy upojenia pojawiają się u nich po spożyciu większej ilości alkoholu, a kac wywołuje łagodniejsze objawy. Niestety mechanizm ten może zwiększać ryzyko uzależnienia. 

Metabolizm kofeiny – jak organizm sobie z nią radzi?

Kofeina zawarta nie tylko w kawie, ale także w czekoladzie, herbacie, czy napojach energetycznych, jest substancją o działaniu pobudzającym. Z tego względu u większości osób spożycie jednej lub kilku filiżanek kawy, prowadzi do zmniejszenia uczucia senności i poprawy koncentracji. 

Kofeina, która trafia do organizmu ulega procesom biotransformacji, zachodzącym przede wszystkim w wątrobie. Na początku z przewodu pokarmowego substancja ta trafia do krwi, skąd wchłaniana jest do tkanek. Proces ten trwa około 45 minut, a maksymalne stężenie kofeiny w osoczu pojawia się zazwyczaj w czasie 15-120 minut po jej spożyciu. Efekty działania kofeiny w organizmie mogą utrzymywać się nawet do kilku godzin, w zależności od tego, w jakim tempie jest ona metabolizowana. Proces ten zachodzi głównie w wątrobie, gdzie ok. 90-95% przemian metabolicznych kofeiny jest regulowanych przez cytochrom P450, kodowany przez gen CYP1A2. 

Metabolizm kofeiny – czy można na niego wpłynąć?

Na metabolizm kofeiny wpływa wiele czynników: rodzaj stosowanej diety, palenie papierosów, spożywanie alkoholu, ogólny stan zdrowia, a szczególnie to czy u danej osoby występują choroby wątroby, czy też nie, ciąża, stosowanie doustnych środków antykoncepcyjnych, wiek, płeć, masa ciała, przyjmowane leki oraz predyspozycje genetyczne.

Gen CYP1A2, kodujący cytochrom P450, posiada kilka wariantów, związanych ze zmiennymi zdolnościami do metabolizowania kofeiny. Polimorfizm tego genu sprawia, że całą populację można zasadniczo podzielić na dwie grupy: osoby szybko i wolno metabolizujące kofeinę. U szybkich metabolizerów pobudzający efekt kofeiny trwa krócej, jednak osoby te rzadziej odczuwają negatywne dolegliwości związane ze spożyciem większych ilości kawy, są obciążone niższym ryzykiem nadciśnienia tętniczego i chorób serca, a ich organizm szybciej eliminuje związki toksyczne. Ludzie, którzy wolniej metabolizują kofeinę, po spożyciu większej ilości kawy częściej cierpią na bóle głowy, niepokój, nerwowość i zaburzenia nastroju, a także są obciążeni większym ryzykiem nadciśnienia i zawału serca.

Badania genetyczne w kierunku zmniejszonej tolerancji alkoholu i kofeiny

Dla kogo jest rekomendowane badanie genetyczne w kierunku zmniejszonej tolerancji alkoholu i kofeiny? Przede wszystkim dla osób, które po spożyciu kawy lub alkoholu zauważają u siebie niekorzystne objawy i złe samopoczucie, dla osób regularnie spożywających kawę lub alkohol (w większych ilościach), dla szukających odpowiedzi na pytanie, w jakim stopniu są narażone na wystąpienie chorób serca lub uzależnienia od alkoholu. 

Badania nutrigenetyczne pozwalają na opracowanie optymalnej diety, przynoszącej maksymalne korzyści zdrowotne, w oparciu o zdolności organizmu do tolerowania i metabolizowania tych składników. Badania genetyczne w kierunku zmniejszonej tolerancji alkoholu i kofeiny wchodzą w skład pakietu GENOdiagDIETA – geny nietolerancji pokarmowych, w ramach którego oznaczane są polimorfizmy genów związanych z metabolizmem wybranych składników diety. Badania te pozwalają na określenie ryzyka wystąpienia genetycznie uwarunkowanych nietolerancji tych składników i wprowadzenie odpowiednich działań profilaktycznych.