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IL RUOLO DEL CAFFE NELL'ALIMENTAZIONE
I paragrafi principali
COMPOSIZIONE MEDIA DEL CAFFE CRUDO
La composizione delle due specie di coffea Arabica e Canefhora
nella varietà robusta è assai diversa. La caffeina varia nelle due specie dallo 0,9 al 2,16%,
la sostanza secca estraibile (costituita soprattutto da cellulosa e polisaccaridi) dal 29 al
35%; i grassi dal 7'2 al 16,5%; la trigonellina dallo 0,32 al 1,4%; gli acidi clorogenici dal
5,8 all'85%; l'acqua dal 6 al 14%; gli zuccheri dal 7 al 10%.
I grassi contenuti nei semi del caffè contengono fino al 2,7% di
acido linoleico. Questo potrebbe essere interessante dal momento che recentemente è stato visto
che un isomero dell'acido linoleico può avere alcune proprietà anticarcinogene come
antiossidante.
Tra le numerose sostanze presenti nel caffè sino ad oggi sono
stati identificati 360 costituenti chimici volatili tra i quali si annoverano idrocarburi,
alcali, aldeidi, chetoni, fenoli, esteri, lattoni.
STRUTTURA FISICA E COMPOSIZIONE CHIMICA DEL CAFFÈ' TOSTATO
In generale vi è una forte riduzione del contenuto idrico
(2-3%); la caffeina si riduce del 20%, la trigonellina può diminuire anche del 75% e gli acidi
clorogenici fino al 60%. Una piccola parte degli idrocarburi policiclici aromatici, presenti in
tracce nel caffè viene eliminata con i fumi.
La caffeina nel caffè verde si trova sotto forma di clorogenato
di caffeina e clorogenato di potassio, mentre nel caffè torrefatto è presente allo stato
libero.
La trigonellina sembra avere una piccolissima influenza diretta
sulla qualità della miscela, comunque è biologicamente importante perchè nella torrefazione
viene dimetilata ad acido nicotinico; il caffè potrebbe essere una fonte significativa di
questa vitamina nella dieta. La quantità di acido nicotinico nel caffè dipende dalla quantità
di trigonellina nel caffè verde e dal modo di tostatura dei chicchi di caffè. Ad esempio una
tazza preparata nello stile dell'Europa settentrionale (caffè più chiaro, meno tostato) può
contenerne circa 1 mg, mentre una tazza di caffè all'italiana (più scuro, più a lungo
tostato) può contenere fino a 2-3 mg di acido nicotinico.
L'acido clorogenico merita un posto a parte tra gli acidi
organici contenuti nel caffè (acetico, piruvico, ossalico, malico, citrico, caffèeico,
chinico, tannico ecc.). Contenuto in quantità maggiore nella specie robusta rispetto a quella
Arabica, nel caffè verde segna valori varianti da 5,2 a 9% al grammo. Dopo la torrefazione il
tasso di questo acido scende tra il 2,1 ed il 4% al grammo. Il tono blu di certi tipi di caffè
sarebbe causato dall'acido clorogenico e dal magnesio.
LA CAFFEINA
Il principale companente del caffè è la caffeina, una 1,3,7
trimetilxantina derivata dalla purina come la teofillina e la teobromina con le quali ha in
comune azioni farmacologiche.
La xantina è invece una diossipurina strutturalmente analoga
all'acido urico (Fig.1)
Il contenuto di caffeina varia tra il caffè espresso bevuto a
casa e quello bevuto al bar. Con gli apparecchi domestici il volume del liquido aumenta
aggirandosi sui 35-50 ml e la quantità di caffeina varia fra i 56,4-121 mg. Nel caffè espresso
del bar invece, la quantità di caffeina si aggira fra i 55,1-110,6 mg.
La trigonellina segue un andamento diverso spostandosi da 20-49
mg a 17-40 mg.
Nei Paesi anglosassoni, Stati Uniti compresi, si usano 15-16 gr
di caffè per preparare una tazza ottenendo circa 200 ml di bevanda. Bere il caffè anglosassone
e bere il caffè espresso non è quindi la stessa cosa anche a parità di miscela adoperata.
Consumando tre espressi all'italiana al giorno si ingeriscono
mediamente attorno ai 300 mg di caffeina e circa 12 mg di acido nicotinico. Nel caso del caffè
anglosassone, quando questo viene usato come bevanda durante i pasti, il consumatore ne beve due
razioni di 200 ml al giorno ed ha così ingerito circa 500 mg di caffeina e circa 115 mg di
acido nicotinico.
Una tazza di caffè preparato con 8 gr di macinato della specie
Arabica apporterà mediamente 80 mg di caffeina, 130 mg di potassio e 16 mg di sodio.
Preparata con 8 gr di specie Robusta i valori salgono
rispettivamente a 200 mg, 143 mg e 53 mg. (2)
CONTENUTO IN CAFFEINA DI ALCUNE BEVANDE (IN MG. ) - (4)
Caffè espresso al bar : 60-120
Caffè alla napoletana : 60-130
Caffè solubile : 40-110
Caffè decaffeinato : 2-5
Caffè americano : 97-125
Caffè in polvere (100 gr) : 1000-2000
Thè (una tazza) : 15-20 (fino a 90)
Thè in lattina : 20-35
Bevanda tipo cola (una lattina) : 30-40
Cioccolata (una tazza) : 10
Meccanismi biochimici dell'azione della caffeina
I lavori di Sutherland hanno chiarito dei meccanismi biochimici
che spiegano alcune delle azioni metaboliche della caffeina.
Sutherland ha osservato che l'AMP ciclico (c-AMP) funziona da
secondo messaggero nell'azione di numerosi ormoni (ad es. adrenalina, glucagone,tiroxina). Il
primo messaggero è l'ormone stesso che si lega a recettori specifici, presenti sulle membrane
plasmatiche delle cellule bersaglio, attivando l'adenilciclasi. Quest'enzima, legato alla
membrana, catalizza la sintesi di c-AMP da ATP.
Il c-AMP attiva, qundi, una proteina chinasi che modula
l'attività di diverse proteine intracellulari fosforilandole. (Fig.2)
Studiando il metabolismo del glicogeno si è visto, per es., che
la proteina chinasi atttiva la fosforilasi (tramite la fosforilasi chinasi) da una parte e,
simultaneamente, blocca la glicogenosintetasi (direttamente) dall'altra.
Ciò porta nello stesso tempo ad una aumentata degradazione del
glicogeno e ad una sua ridotta sintesi. Questo meccanismo a cascata di reazioni ha lo scopo di
amplificare lo stimolo ormonale originale.
Un meccanismo analogo a quello responsabile della stimolazione
ormonale della glicogenolisi è quello che presiede alla lipolisi. Anche in questo caso il
c-AMP, stimolando una proteina china si trasforma la lipasi ormono sensibile inattiva in forma
attiva.
Ciò comporta l'idrolisi dei trigliceridi di deposito con
liberazione in circolo di glicerolo ed acidi grassi liberi (free fatty acids, FFA). Di
conseguenza processi che diminuiscono o creano un accumulo del c.AMP modificano la lipolisi. Il
c-AMP viene degradato a 5'-AMP dall'enzima fosfodiesterasi. Questo enzima risulta inibito dalla
caffeina la quale, pertanto, provoca un accumulo del c-AMP, un aumento della lipolisi e,
conseguentemente, un rialzo significativo e prolungato in circolo dei FFA.
Hanno un effetto lipolitico anche l'adrenalina, la noradrenalina,
l'ACTH, il TSH, il glucagone, l'ormone tiroideo, tutte sostanze che attivano l'adenin ciclasi,
mentre hanno un effetto antilipolitico l'insulina, la prostaglandina E1 e l'acido nicotinico che
inibiscono l'adenin ciclasi. (Fig.3) (5)
AZIONI FARMACOLOGICHE DELLA CAFFEINA
Sistema nervoso centrale
L'azione della caffeina sul sistema nervoso centrale si manifesta
a vari livelli. Esercita una stimolazione diretta sulla corteccia migliorando la prestazione
psicomotoria e la resistenza al sonno ed alla fatica. Al livello del midollo allungato stimola
il centro respiratorio, il centro vaso motore ed il vago producendo un aumento del volume
respiratorio minuto, una vaso costrizione periferica e bradicardia. Nel midollo spinale facilita
la risposta motoria creando iperiflessia.Quest'ultimo effetto può portare negli animali da
esperimento a convulsioni cloniche ed alla morte. Va detto, tuttavia, che la dose tossica letale
di caffeina per l'uomo è assai alta, pari a più di 5 grammi corrispondente a 40-50 tazzine di
caffè al giorno.
Sistema cardiocircolatorio
Ogni settore del sistema cardiocircolatorio risente dell'azione
della caffeina. Gli stimoli sono talora antagonisti per cui l'effetto finale non è nè costante
nè univoco. La caffeina provoca tachicardia sinusale, favorisce l'insorgenza di ritmi ectopici
e migliora la forza di contrazione miocardica. Queste azioni, che si esrcitano direttamente sul
miocardio indipendentemente dall'innervazione, portano ad un mascheramento della bradicardia
indotta dalla stimolazione del vago, all'insorgenza di extrasistolia, di tachicardia
sopraventicolare ed a un aumento della gettata cardiaca. Il circolo periferico viene dilatato
dalla caffeina per azione diretta miorilassante. A questa azione ipotensivizzante si contrappone
l'effetto pressorio dovuto alla stimolazione midollare e cardiaca. Anche le coronarie vengono
dilatate dalla caffeina, per cui all'aumento del lavoro cardiaco da aumentata gettata
corrisponde un aumento del flusso coronarico. Contrariamente a quanto si verifica per il circolo
cerebrale per cui la caffeina, spesso in associazione con ergotamina, viene utilizzata nel
trattamento della cefalea vasomotoria.
Muscolatura liscia
L'azione diretta miorilassante della caffeina si esplica non solo
sui vasi ma anche sui bronchi, favorendone la dilatazione, sulle vie biliari e sul tratto
gastroenterico modificandone, ed alte dosi il tono e la peristalsi. Tuttavia la costipazione che
si può osservare nei forti bevitori di caffè è da attribuire più al tannino, presente
soprattutto nel thè che alla caffeina. Gli olii essenziali e le cere contenuti nel caffè
possono causare irritazioni gastro-intestinali con diarrea.
Altre azioni farmacologiche
La caffeina aumenta la diuresi riducendo probabilmente il
riassorbimento tubulare del sodio e aumentando il filtrato glomerulare.
A livello gastrico il caffè aumenta la secrezione sia dell'acido
cloridrico che degli enzimi: Esso è pertanto da limitare in presenza di ulcera peptica. Sul
metabolismo basale la caffeina esercita un'azione di stimolo; 500 mg di caffeina, che sono
l'equivalente di 5 tazze di caffè possono aumentare il metabolismo basale del 10 e talora del
25% con un massimo dalla prima e la terza ora dall'assunzione. (6)
RAPPORTI CAFFÈ - SALUTE
La letteratura epidemiologica sull'argomento è vastissima e
contraddittoriale.
La quantità di caffeina, varia notevolmente a seconda del tipo
di torrefazione dei chicchi e delle modalità di preparazione. Indagini effettuate fra donne (4)
che preparavano il caffè in modo usuale, nonchè fra bar, ristoranti e clubs, hanno confermato
l'estrema variabilità dei contenuti in caffeina. Solo quando il tipo di caffè rimane identico
e le modalità di preparazione sono attuate dalla stessa mano, si ha una certa costanza di
valori. Questo significa che per effettuare ricerche sull'influenza del caffè sulla salute si
incorre in difficoltà di interpretazione dei dati statistici. Anche lo studio sull'animale non
è estrapolabile in toto all'uomo in quanto non conosciamo fino a che punto il metabolismo della
caffeina (ma anche degli altri componenti del caffè) sia nell'animale simile a quello umano.
CAFFÈ E COLESTEROLO
Due recenti segnalazioni hanno correlato il consumo di caffè e
la concentrazione serica di colesterolo. Thelle e coll. (21) esaminarono 7213 donne e 7368
uomini di età compresa fra i 20 ed i 58 anni a cui era stato dosato il colesterolo totale, il
colesterolo HDL ed i trigliceridi. I soggetti esaminati risposero ad un questionario che
includeva domande sul fumo, caffè attività fisica, alcool, età e peso. Risultò una stretta
connessione tra il consumo di caffè e l'aumento del tasso di colesterolo totale. Il loro studio
fu in seguito sostenuto da Arsen e coll. (22) (Fig.4); i dati in entrambi i lavori erano basati
sul caffè bollito.
Forde e coll. (23) nel 1985 riportarono uno studio per valutare
gli effetti dell'astenzione dal bere caffè (preparato in due modi: bollito o filtrato) sulle
concentrazioni ematiche dei lipidi in uomini con ipercolesterolemia. Il tasso di colesterolo
diminuiva significativamente in tutti i soggetti che non assumevano caffè per 5 settimane
rispetto a quelli che continuavan ad assumerne. La concentrazione continuava a scendere nei
soggetti che non bevevano caffè per 10 settimane. Il colesterolo ematico aumentava nuovamente
nei soggetti che tornavano a bere caffè bollito, ma rimaneva invariato in quelli che
riprendevano ad assumere caffè filtrato (Fig.5). In base ad una analisi di 24 studi crociati
Bak (24) ha stimato che per ogni tazza giornaliera di caffè filtrato consumata, la
concentrazione di colesterolo totale aumenta di 0.08 mmol/l; l'aumento corrispondente al consumo
di caffè bollito è di 0.038 mmol/L.
L'idea che il caffè contiene un fattore innalzante i lipidi fu
di Zock e coll. (25). Lo studio fu effettuato riscaldando 1350 litri di acqua fino al punto di
ebollizione, l'acqua venne divisa in 150 parti ed in ciascuna si aggiunsero Kg 15 di caffè. Il
prodotto ottenuto dopo centrifugazione fu somministrato a 10 volontari con il loro pranzo per 6
settimane in modo da consumare l'equivalente lipidico di 6-7 tazze di caffè ogni giorno.
Durante questo studio le LDL aumentarono di 0.85 mmol/L. Quindi qualunque sia la sostanza
respnsabile di tale effetto non si trova nel caffè filtrato.
Le differenze nazionali e regionali degli effetti del caffè
sulla concentrazione del colesterolo possono essere spiegate dal metodo di preparazione.
CAFFÈ E CANCRO
Pancreas
Suti di autori americani (34) negli anni 80 hanno dimostrato un
netto rapporto tra numero di tazzine di caffè ed incidenza di carcinoma pancreatico con
prevalenza nel sesso femminile.
Ulteriori ricerche di controllo eseguite da altri Autori (19) non
hanno confermato gli studi precedenti pertanto, in attesa di conoscere meglio il meccanismo di
azione oncogenetica del caffè, si puo concludere che tale bevanda può solo rappresentare un
coofattore secondario tra gli agenti eziologici della malattia.
Colon
Bjelke (35-36) ha effettuato uno studio su 421 casi controllo. Da
questi studi ha dedotto che esiste una relazione tra consumo di caffè e riduzione del rischio
del cancro al colon.
Nessuna relazione è stata invece riscontrata in altri 2 studi di
casi controllo (37) ed in un terzo si è invece riscontrato un incremento del rischio al cancro.
(38)
In un follow up condotto nel Norway (39) su 16555 persone non si
è evidenziata alcuna associazione tra il consumo di caffè e tumore del colon nei soggetti al
di sotto dei 65 anni mentre si è notata una modesta associazione nei più anziani.
Bjelke (35) 12 anni fa ha tentato di spiegare queste
correlazioni: secondo questo autore il caffè contiene delle sostanze che riducono l'escrezione
degli acidi biliari, degli steroli neutri o di entrambi pertando riduce il rischio di cancro del
colon ma incrementa il livello serico di colesterolo. Va ricordato che gli acidi biliarisono
potenti promotori del cancro del colon negli animali. Inoltre si è visto che persone con diete
associate con un alto rischio di cancro del colon, hanno un'aumentata escrezione di metaboliti
steroidei e pazienti con cancro del retto presentano alta concentrazione di acidi biliari
fecali. (40)
lowenfels (41) ha notato che in persone con diete ricche di
colesterolo e grassi associate a basse concentrazioni di colesterolo serico, vi è un incremento
dell'escrezione di colesterolo.Questo spiega la relazione inversa tra il colesterolo ematico e
il cancro del colon (42). Tornberg e coll. (43) infatti trovarono un'associazione positiva tra
livelli ematici di colesterolo e betalipoproteine con il cancro del retto e del colon. La
connessione tra il consumo del caffè ed incremento della concentrazione di colesterolo con il
ridotto rischio di cancro del colon, forse può essere valida solo per gruppi di popolazioni con
alti apporti di grassi. Questo può spiegare l'associazione positiva (o assente) tra il bere
caffè ed il rischio di cancro del colon trovata negli Avventisti (44) e nella popolazione
giapponese delle Hawaii (45) La somministrazione di caffeina e di estratti di caffè in animali
di laboratorio sofferenti di tumori provocati o seguiti nell'ambito di ricerche prospettiche ha
avuto esiti contraddittori: in alcuni casi si blocca l'induzione del tumore, in altri la si
accentua.
Cancro della mammella
La Vecchia (4) ha confermato una modesta associazione tra il
consumo di caffè e tumore mammario ma non ha potuto dimostrare l'esistenza di un fattore in
relazione con la dose.
Cancro ovarico
Gli studi condotti da Stocks (34) nel 1970, Trichopoulos (46) nel
1981 confermano una debole connesione tra il consumo di caffè e cancro ovarico. Infatti
un'incidenza di tale malattia si era riscontrata maggiormente nelle donne che bevevano 2 opiù
tazze di caffè al dì.
Hartge e coll. (47) riportarono un rischio relativo al cancro
ovarico di 1.3 nelle donne che bevevano alcune tazza di caffè in confronto alle non bevitrici.
L'intervallo per il rischio relativo da 0.8 a 2.2 è chiaramente associato con nessun effetto
consistente.
Vescica e rene
Nel 1974 Cole (48) riportò una associazione tra il bere caffè
ed il cancro del basso tratto urinario soprattutto nelle donne. Con gli stessi dati Schmauz e
Cole (49) misero a confronto pazienti affetti da cancro renale ed uretrale con quelli con cancro
della vescica. Si notò che il rischio esisteva soltanto in coloro che consumavano più di 7
tazze al giorno. Dal momento che le persone che si trovavano ad assumere questa quantità di
caffè sono poche, ne risulta che il campione era troppo esiguo per trarne giuste conclusioni.
Anche in studi successivi si È trovata soltanto una debole connessione tra consumo di caffè e
cancro vescicale. Per il cancro renale non si è trovata alcuna relazione.
CAFFEINA UMORE E RENDIMENTO
Generalmente si considera la caffeina come uno stimolante che
aiuta a stare svegli ma questa realtà non è mai stata verificata su basi rigorosamente
scientifiche.Prescindendo dai numerosi esperimenti in cui ai soggetti venivano somministrate
dosi di caffeina relativamente elevate, non si è mai giunti ad una conclusione vera e propria
circa gli effetti che questa sostanza produce sul comportamento umano. (63)
Il dottor Harris R. Lieberman tenta di spiegarne la ragione.Nella
maggior parte degli esperimenti condotti sino ad ora sono stati somministrati dosaggi molto
superiori alle quantità presenti nelle normali consumazioni".Tuttavia, considerando gli
elevati dosaggi somministrati si sarebbero dovuti osservare determinati effetti psicologici.
Le ragioni che conducono a questa mancanza di coerenza nelle
conclusioni degli studi condotti sugli effetti comportamentali della caffeina, sono molti e
vari. In primo luogo gli esperimenti sono stati solo parzialmente condotti in modo omogeneo vale
a dire, di volta in volta si sono adottate regole sempre diverse, negando la possibilità di
mettere a confronto i risultati ottenuti. In secondo luogo, gli effetti della caffeina sulla
vigilanza e/o sull'umore possono essere rilevati solo attraverso test psicometrici scientifici e
molto precisi; i tipi di test adottati in fase di sperimentazione, sono stati invece, molto
diversi fra loro e non tutti avevano lo stesso grado di precisione. Inoltre l'elaborazione
statistica dei risultati non è sempre avvenuta in condizioni ottimali.L'unico dato certo è che
la caffeina aumenta l'ansia e la depressione nei pazienti psichiatrici.
A tale conclusione sono giunti i dottore J.F.Greden, P.Fontaine e
M.Lubetski, dell'università del Michigan di Ann Arbor, dopo aver osservato che un'alta
percentuale di ricoverati nel loro ospedale per sindromi depressivo ansiose risultava forte
(più di 750 mg al dì -circa 7-8 tazze di caffè) e media (da 250 a750 grammi al dì)
consumatrice di caffeina. Oltre che forti dosi dell'alcaloide del caffè, i depressi consumavano
anche forti dosi di tranquillanti minori, sedativi, alcool e sigarette. In molti casi il caffè
sarebbe dovuto servire a vincere la sonnolenza data dai tranquillanti ma in effetti i forti
consumatori erano generalmente quelli che lamentavano più degli altri ansia, stanchezza e
depressione. Gli psichiatri del Michigan suggeriscono un'accurata anamnesi dei depressi per
svelare eventuali sintomi di caffeinismo ma non pensano che l'ansia o la depressione da caffè
possa manifestarsi anche in persone normali.
In in individuo sano il caffè agisce sui centri nervosi
arrecando un generale senso di benessere. Aiuta ad essere maggiormente vigili ed attivi nel
lavoro soprattutto in quello che richiede maggiore prontezza di riflessi.
L'azione eccitante della caffeina allontana la sonnolenza, la
stanchezza sia fisica che psichica. Potenzia le capacità della memoria e della concentrazione;
attenua le cefalee e le emicranie in genere. Tutti questi fenomeni sono comunque soggettivi e
variano soprattutto in relazione all'abitudine al caffè.
CONCLUSIONI
-Esistono pareri discordi riguardo l'associazione caffè-malattie
coronariche pertanto è prematuro affermare che tutte le domande sul caffè, caffeina e malattie
cardiovascolari abbiano avuto risposta.
-Si è evidenziata una stretta connessione tra il consumo di
caffè e l'aumento del tasso di colesterolo totale.
-L'effetto ipertensivo del caffè è modesto e di breve durata:
scompare in due ore.
-In soggetti predisposti la caffeina facilita l'insorgenza di
aritmie sopraventricolari.
-Il caffè stimola la secrezione gastrica, attiva la produzione
della bile e la contrazione della colecisti pertanto assunto dopo il pasto facilita la
digestione.
-Non esistono prove concrete che il caffè favorisca l'insorgenza
di cancro.
- Si è dimostrata una modesta relazione tra caffeina e bilancio
negativo del calcio.
-In gravidanza non è stata dimostrata alcuna relazione tra
caffeina e malformazioni fetali.
-Negli individui sani il caffè diminuisce la stanchezza, agisce
sul tono muscolare, sull'umore, facilita la concentrazione, attenua le cefalee e le emicranie in
genere.
Da quanto è stato finora esposto risulta che malgrado i numerosi
studi sul caffè non esistono dati certi che questa bevanda rappresenti un fattore determinante
nello sviluppo di patologie.
Si può ritenere controindicato il caffè solamente in soggetti
affetti da: aritmie cardiache, ipertensione, ipercolesterolemia, gastrite, ulcera gastrica.
Un modesto consumo è riservato alle donne in gravidanza.
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