Caffè: due geni ne regolano il consumo

Siete dei grandi bevitori di caffè? Bene, sappiate che la vostra passione potrebbe essere scritta nel DNA. Almeno in parte. Un gruppo di ricerca internazionale, coordinato da Neil Caporaso del National Cancer Institute di Bethesda, ha infatti scoperto che la quantità di caffeina assunta giornalmente dipende, in parte, da due varianti nei geni AHR e CYP1A2.

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Lo studio, pubblicato sulla rivista PLoS Genetics, ha analizzato il genoma di oltre 47.000 americani, alla ricerca di qualche correlazione con la quantità di caffè che i partecipanti dichiaravano di bere ogni giorno. I geni trovati erano già noti per essere coinvolti nel metabolismo della caffeina: AHR è una proteina che regola la sintesi di CYP1A2, a sua volta l’enzima che nel fegato trasforma le molecole di caffeina in paraxantina, teobromina e teofillina. I risultati dell’analisi suggeriscono che possedere una particolare variante del gene AHR (rs4410790(T)) in doppia copia può aumentare di circa 44 milligrammi il consumo di caffeina giornaliero rispetto a chi ne è privo, più o meno la quantità contenuta in una lattina di Coca Cola o in mezza tazzina di espresso. L’effetto di CYP1A2 (rs2470893(T)) sembra invece leggermente inferiore (38 milligrammi).

La caffeina è la sostanza psicoattiva più utilizzata al mondo: più del 90% degli adulti dichiara di bere regolarmente caffè o altre bevande contenenti caffeina. Gli effetti di questa molecola sull’organismo sono molteplici, sia positivi sia negativi. E’ infatti coinvolta nei disturbi del sonno e dell’umore, nelle prestazioni atletiche e in quelle intellettuali, e questo studio potrebbe aiutare a comprendere i meccanismi molecolari mediante i quali la caffeina riesce a influenzare tutti questi processi. Normalmente gli studi di associazione come questo vengono condotti per trovare varianti responsabili di malattie o di alterazioni nel metabolismo dei farmaci, e molto raramente sono invece utilizzati per scoprire le basi genetiche di un comportamento abituale come il consumo di caffè. Fa eccezione il fumo, una (cattiva) abitudine per cui sono già note diverse varianti genetiche coinvolte.

Fonte: M.Colaiacovo – Galileonet.it

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Cornelis, M., Monda, K., Yu, K., Paynter, N., Azzato, E., Bennett, S., Berndt, S., Boerwinkle, E., Chanock, S., Chatterjee, N., Couper, D., Curhan, G., Heiss, G., Hu, F., Hunter, D., Jacobs, K., Jensen, M., Kraft, P., Landi, M., Nettleton, J., Purdue, M., Rajaraman, P., Rimm, E., Rose, L., Rothman, N., Silverman, D., Stolzenberg-Solomon, R., Subar, A., Yeager, M., Chasman, D., van Dam, R., & Caporaso, N. (2011). Genome-Wide Meta-Analysis Identifies Regions on 7p21 (AHR) and 15q24 (CYP1A2) As Determinants of Habitual Caffeine Consumption PLoS Genetics, 7 (4) DOI: 10.1371/journal.pgen.1002033

La genetica della caffeina

La caffeina è la sostanza psicoattiva più consumata nel mondo. Si trova nel caffè, nel tè, nel cacao, nella Coca-Cola e nelle bevande energetiche come Red Bull e Burn. Il motivo del suo successo risiede nel fatto che è uno stimolante del sistema nervoso centrale, migliora l’umore e le capacità cognitive. Purtroppo, ha anche degli spiacevoli effetti collaterali: ad alte dosi può provocare ansia, tremori e nervosismo. Il consumo abituale di caffeina conduce a tolleranza dei suoi effetti più acuti, ed è anche possibile sviluppare una forma di dipendenza che può portare a vere e proprie crisi di astinenza. La risposta all’assunzione di caffeina è comunque estremamente variabile da persona a persona, e in passato numerose ricerche hanno dimostrato che questa variabilità ha in buona parte delle basi genetiche.

In un articolo pubblicato sulla rivista Psychopharmacology viene presentata una rassegna delle principali scoperte fatte negli ultimi anni per quanto riguarda le relazioni tra DNA e consumo/effetti della caffeina. E’ stata esaminata gran parte della letteratura scientifica sull’argomento, che ha permesso di evidenziare quanta genetica ci sia realmente dietro al nostro rapporto con la caffeina, oltre a ricordare tutte le varianti genetiche associate alla risposta a questo alcaloide, nel breve e nel lungo periodo.

Innanzitutto: il modo in cui rispondiamo alla caffeina è davvero scritto nei nostri geni? Beh, sembrerebbe proprio di sì. Per valutare quanto una caratteristica sia dipendente dal DNA e non, ad esempio, da fattori ambientali, vengono realizzati i cosiddetti twin studies, ossia delle ricerche dove vengono messi a confronto coppie di gemelli monozigoti con coppie di gemelli eterozigoti: il vantaggio è che all’interno di entrambe le coppie l’influenza ambientale è la stessa, ma soltanto i monozigoti sono identici anche nel patrimonio genetico. Applicando a questi studi dei modelli matematici, è possibile calcolare l’ereditabilità di un certo tratto, ad esempio la risposta alla caffeina: è un valore che va da 0 a 1 ed è un buon indicatore di quanto la variabilità che si osserva per quel particolare comportamento è spiegabile geneticamente. Ebbene, tutti gli studi effettuati nel corso degli ultimi anni concordano nell’assegnare un valore di ereditabilità medio-alto (compreso tra 0,30 e 0,60) a diversi tratti legati alla caffeina, come ad esempio il consumo giornaliero, la tossicità, la tolleranza, le crisi di astinenza e l’insonnia. Addirittura, il consumo particolarmente elevato di caffeina ha mostrato un valore di ereditabilità pari a 0,77: i bevitori di caffè più accaniti (più di 625 milligrammi al giorno) sembrerebbero quindi subire l’influenza genetica molto più dei consumatori moderati.

Una volta appurato che il modo in cui la caffeina produce i suoi effetti sull’organismo è dipendente in gran parte dal codice genetico, sono stati presi in esame i singoli geni, per trovare quelli che, variando, possono modificare questi effetti. L’isoenzima 1A2 del citocromo P-450 è uno di questi. Ha il compito di metabolizzare la caffeina, trasformandola in dimetilxantina: in questo modo, la molecola viene smaltita. Il gene che codifica per questo enzima, CYP1A2, presenta sulla sua sequenza un polimorfismo importante, cioè un punto di variazione dove una base azotata piuttosto che un’altra possono fare la differenza. E’ stato osservato, ad esempio, che fumatori con genotipo A/A (vale a dire che in quella posizione hanno una A sia nell’allele paterno che nell’allele materno) sono in grado di metabolizzare la caffeina molto più velocemente. Se invece andiamo a guardare gli effetti della caffeina sul lungo termine, pare che i genotipi C/C siano i più propensi ad avere infarti non fatali, in seguito al consumo di caffeina. Altri polimorfismi interessanti sono stati individuati nei geni codificanti per i recettori di adenosina e dopamina, entrambi coinvolti nella risposta alla caffeina: si è visto che particolari genotipi possono provocare più facilmente stati di ansia nel consumatore, mentre altri sono legati ai disturbi del sonno.

La risposta alla caffeina è legata a doppio filo con alcune patologie neurodegenerative: lo stesso recettore per l’adenosina è associato ad esempio al morbo di Parkinson e alla malattia di Huntington. Comprendere le modalità attraverso cui il nostro DNA ci rende più o meno sensibili agli effetti della caffeina ci aiuterà probabilmente anche a studiare nuove cure per queste malattie.

Yang A et al. “Genetics of caffeine consumption and responses to caffeine” Psychopharmacology, published online 9 June 2010