• Mucosa intestinale e microbiota
• Come varia la motilità gastro-intestinale
• Gli impatti sull’asse intestino-cervello
• Conclusioni

Stato dell’arte
Il caffè è una delle principali bevande consumate a livello mondiale. Per tale motivo, è stato oggetto di molte ricerche per valutarne i possibili effetti, benefici e non, sull’organismo umano.

Cosa aggiunge questo studio
Questa review, riassume i principali effetti del caffè e delle sue componenti bioattive a livello gastro-intestinale e sull’asse intestino-cervello.

Conclusioni
La review riassume molti degli effetti benefici del caffè e delle sue principali componenti bioattive su modelli murini o umani, ponendo l’attenzione su un’eccessiva variabilità nei risultati ottenuti.

La composizione chimica del caffè può subire variazioni a seconda del processo di tostatura e del metodo di preparazione utilizzati. Nonostante ciò, ha generalmente effetti profondi sull’organismo, a partire dal tratto gastro-intestinale.

Una review curata da Raquel Abalo della Universidad Rey Juan Carlos di Madrid, recentemente pubblicata dalla rivista Nutrients, fa il punto della situazione della ricerca disponibile e riassume gli effetti del caffè e delle sue principali componenti bioattive: caffeina, polifenoli, diterpeni e prodotti della reazione di Maillard.

Mucosa intestinale e microbiota

Molti studi epidemiologici hanno investigato la connessione tra il consumo di caffè e l’incidenza di diversi tipi di cancro, con risultati spesso contrastanti. In particolare, un certo numero di metanalisi evidenzia un minore rischio di cancro colorettale in consumatori abituali di caffè.

Tale risultato sembra però essere molto condizionato da diverse variabili, tra cui età, genere, provenienza geografica ed etnia dei soggetti valutati. Un discorso analogo riguarda il rischio di cancro allo stomaco, mentre sembra escluso un collegamento con l’insorgenza di tumore all’esofago.

Vari studi in vitro hanno invece evidenziato potenziali effetti antinfiammatori ed antiossidanti del caffè, rispettivamente su cellule intestinali e di adenocarcinoma colorettale. Studi che, però, non hanno identificato la componente bioattiva responsabile di tali effetti.

Studi in vivo su modelli murini confermano il potenziale effetto protettivo del caffè dall’insorgenza di tumori spontanei e dagli effetti di agenti cancerogeni.  Similarmente, il consumo di più di una tazza di caffè al giorno sembra attenuare l’avanzamento del tumore in pazienti affetti da cancro colorettale, agendo prevalentemente sulla chinasi ERK (extracellular signal-regulated kinase).

Tra gli effetti negativi, è stato evidenziato che il caffè può portare a danni transienti della mucosa gastrica.

Inoltre, il caffè porta a significative alterazioni nella composizione del microbiota intestinale, andando a favorire le specie di Lactobacillus e Bifidobacterium a discapito di Escherichia coli, Enterococcus, Bacteroides e Clostridium.

Caffeina

L’alcaloide caffeina rappresenta la componente bioattiva del caffè che ha suscitato più interesse da parte della ricerca scientifica, principalmente per i suoi potenziali effetti antiossidanti. Studi in vitro hanno però evidenziato come tali effetti siano da attribuire ai principali metaboliti della caffeina, la 1-metilxantina e l’acido 1-metilurico.

È stato inoltre dimostrato che la caffeina inibisce la secrezione di interleuchine infiammatorie in linee cellulari del colon. Altri effetti riscontrati riguardano soppressione della crescita cellulare, induzione dell’apoptosi e inibizione di angiogenesi tumorale.

Tuttavia, tali risultati sono poco attendibili poiché soggetti ad alta variabilità a seconda della linea cellulare utilizzata e delle condizioni di somministrazione dell’alcaloide.

Tale variabilità viene purtroppo riscontrata anche tra i risultati, spesso contrastanti, dei diversi studi in vivo effettuati.

Nonostante ciò, studi su modelli murini suggeriscono che la caffeina induca un alterato metabolismo di sostanze cancerogene (come l’ammina PhIP), risultando in un effetto protettivo. Tale effetto sembra essere mediato da più elevati livelli di glutatione, come confermato anche da studi su volontari umani.

Polifenoli

Altre importanti componenti del caffè sono rappresentate dai polifenoli che includono diversi acidi clorogenici, tra cui l’acido caffeico e l’acido 5-O-caffeilchinico meritano particolare attenzione. Studi in vitro dimostrano che tali composti hanno forti proprietà antiossidanti e possono portare a minore attivazione di fattori proinfiammatori, come il cruciale fattore nucleare NF-kβ.

In particolare, l’acido 5-O-caffeilchinico blocca la secrezione di interleuchine infiammatorie indotta dal perossido di idrogeno o dal recettore del fattore di necrosi tumorale TNF-R in cellule epiteliali intestinali. Sia l’acido 5-O-caffeilchinico che il caffeico inibiscono la crescita cellulare durante la transizione G1/S, diminuendo i livelli di ciclina D1, spesso overespressa in vari tipi di tumore. Un altro importante effetto dei due acidi è l’inibizione di enzimi responsabili della metilazione del DNA, perciò del controllo epigenetico dell’espressione genica.

I polifenoli sono stati oggetto anche di numerosi test in vivo che, finora, non hanno però permesso di descriverne l’effetto sull’organismo. Ad ogni modo, tali test suggeriscono un coinvolgimento dell’acido caffeico nella regolazione del metabolismo e di meccanismi infiammatori in linee cellulari di cancro colorettale.

Diterpeni

Tra le varie componenti bioattive del caffè, anche i diterpeni sono stati oggetto di diversi studi in vitro. Tra essi, il caveolo si è particolarmente distinto per la sua capacità di diminuire la vitalità in linee cellulari di cancro colorettale, prevalentemente grazie all’attivazione della caspasi-3. Il composto induce inoltre la fosforilazione della ciclina D1, portandola a degradazione da parte del proteasoma. Il caveolo ha inoltre un effetto inibitorio anche sul fattore nucleare NF-kβ, implicato in processi infiammatori, e sulla proteina chaperone Hsp70.

Studi in vivo su modelli murini dimostrano che i diterpeni caveolo e cafestolo hanno un effetto chemoprotettivo dall’azione dell’ammina cancerogena PhIP e un’azione detossificante mediata da glutatione. Tali effetti sono reversibili e dipendono strettamente dalla presenza costante dei due composti nella dieta dei roditori. Purtroppo, l’effetto dei diterpeni sull’organismo umano è stato finora studiato solo superficialmente, anche per l’estrema variabilità della loro concentrazione nel caffè commerciale.

Prodotti della reazione di Maillard: melanoidine ed acrilammide

La reazione di Maillard è parte del processo di tostatura del caffè e porta alla produzione di melanoidine. Le melanoidine rappresentano una fonte di fibra alimentare, non digeribile dall’organismo umano, ma rilevante per la salute intestinale. Studi in vitro suggeriscono che tali composti hanno potenzialmente molti effetti benefici per l’organismo, prevalentemente antiossidanti, antimicrobici ed antinfiammatori. In tal senso, purtroppo non sono ad oggi disponibili dettagli sul possibile meccanismo d’azione.

Altro prodotto della reazione di Maillard è l’acrilammide, di cui un’importante parte viene convertita dall’organismo nella più nociva glicidammide. Generalmente, l’acrilammide è considerata un composto cancerogeno negli animali mentre non è ancora chiara la correlazione tra insorgenza di tumori ed esposizione alla molecola nell’uomo. Per quanto riguarda il tratto gastro-intestinale, studi in vivo su modelli murini hanno dimostrato effetti nocivi dell’acrilammide sulla salute e l’integrità della mucosa.

Come varia la motilità gastro-intestinale

Gli effetti del caffè sulla motilità gastro-intestinale sono ad oggi poco chiari. Gli effetti sulla motilità gastrica sono stati oggetto di diversi studi, con risultati purtroppo contrastanti.

A livello intestinale, sembra invece che l’assunzione di caffè promuova lo stimolo della defecazione in almeno un terzo della popolazione. Tale stimolo è legato al fatto che il caffè induce una maggiore motilità a livello del colon, paragonabile a quanto causato da un pasto abbondante e minore in assenza di caffeina.

Altri studi hanno evidenziato invece un ruolo del caffè nella prevenzione dell’ileo postoperatorio. Tale effetto, indipendente dalla presenza di caffeina, può essere dovuto alle proprietà antiossidanti di polifenoli e melanoidine.

Caffeina

Gli effetti della caffeina sul muscolo liscio gastrointestinale sono stati investigati mediante l’uso di diverse tecniche sperimentali. Tale approccio ha permesso di evidenziare un effetto dose-risposta in cui bassi livelli di caffeina sono correlati a rilassamento muscolare mentre alti livelli inducono contrazioni. Inoltre, sembra che elevate dosi di caffeina portino ad un’alterazione dei livelli di calcio nella glia enterica risultando in una maggiore mobilità locale a livello del colon. Tali risultati, seppur interessanti, necessitano di maggiori chiarimenti soprattutto sulla correlazione tra caffeina e livelli di calcio.

Polifenoli

Tra i polifenoli, l’acido caffeico ha dimostrato un effetto protettivo da allergeni alimentari sui neuroni enterici, mediato da leucotrieni. Sembra inoltre che tale effetto neuroprotettivo possa avere un ruolo anche in patologie neurodegenerative.

Prodotti della reazione di Maillard: melanoidine ed acrilamide

In modelli murini, l’assunzione di melanoidine induce transito accelerato attraverso l’intestino tenue e produzione di feci di maggiori dimensioni. D’altro canto, l’acrilammide porta invece a danneggiamento delle strutture assonali in colture di neuroni enterici. Tale effetto neurotossico è stato confermato in modelli murini e suini, anche con concentrazioni molto basse del composto.

Gli impatti sull’asse intestino-cervello

Sono pochi gli studi relativi all’effetto del caffè sull’asse intestino-cervello. I risultati finora ottenuti dimostrano che il consumo di caffè induce una maggiore attività dell’amilasi salivare ed un aumento della pressione sanguigna. Tali effetti non sembrano però accompagnati dall’aumento di cortisolo salivare, dimostrando perciò un possibile effetto anti-stress della bevanda.

Caffeina

La caffeina è la principale componente psico-attiva del caffè, con un effetto generale sul sistema nervoso centrale. L’assunzione di caffeina induce infatti un aumento dei livelli extracellulari di dopamina, accompagnato da un effetto neuroprotettivo sui neuroni dopaminergici. Tale effetto neuroprotettivo della caffeina sembra estendersi anche ai neuroni del sistema glutammatergico. Recenti studi dimostrano inoltre la correlazione tra consumo di caffeina ed effetti neuro-psichiatrici diversi in uomini e donne, evidenziando l’influenza del genere sessuale su questi aspetti.

Polifenoli

I polifenoli contenuti nel caffè hanno effetto neuroprotettivo sui neuroni dopaminergici ed enterici. Tali effetti sono stati dimostrati sia in vitro che in modelli murini, senza però un preciso meccanismo d’azione. Inoltre, grazie alle loro proprietà antiossidanti, i polifenoli prevengono l’accumulo di specie reattive dell’ossigeno a livello intestinale in situazioni di stress.

Aminoacidi

Il triptofano è uno degli aminoacidi essenziali e può facilmente essere trovato nel caffè. Una volta assorbito dall’intestino, il triptofano attraversa la barriera emato-encefalica e viene utilizzato dal sistema nervoso centrale come substrato per la sintesi di serotonina, il cosiddetto “ormone del buonumore” e di melatonina, che ha invece un ruolo cruciale nel controllo dei ritmi circadiani.

Prodotti della reazione di Maillard: melanoidine

Le melanoidine, in quanto fibre alimentari, non vengono digerite a livello intestinale e raggiungono il colon, dove sono metabolizzate ad acidi grassi a catena corta dal microbiota intestinale. Tali acidi grassi hanno vari effetti benefici per l’organismo, tra cui il controllo dell’integrità dell’epitelio intestinale, l’omeostasi del glucosio, la regolazione dell’appetito ed effetti a livello immunitario.

Conclusioni

Il caffè è una complessa miscela di composti appartenenti a diverse classi chimiche, con conseguenti diversi effetti nell’organismo umano. La review, curata da Abalo, riassume molti degli effetti benefici del caffè e delle sue principali componenti bioattive su modelli murini o umani, ponendo comunque l’attenzione su un’eccessiva variabilità nei risultati ottenuti. È chiaro che serviranno ulteriori sforzi da parte della ricerca scientifica per evidenziare nel dettaglio gli effetti di una delle bevande più famose al mondo sul nostro organismo.