Uit een groot nieuw onderzoek onder leiding van de Anschutz School of Medicine van de Universiteit van Colorado is gebleken dat de dagelijkse consumptie van cafeïnehoudende dranken zoals koffie de kwaliteit van de gedoneerde rode bloedcellen kan verminderen, waardoor bloedtransfusies minder effectief worden, vooral voor patiënten die het meest bloedtransfusies nodig hebben.

Ongeveer 1 miljard mensen over de hele wereld drinken koffie en consumeren tot 2,25 miljard kopjes per dag. Eerdere studies hebben over het algemeen aangenomen dat cafeïne veel voordelen voor de gezondheid heeft, maar nieuwe analyse toont aan dat cafeïne de kwaliteit van bloeddonaties en de prestaties ervan bij patiënten kan aantasten.

“We hebben de effecten van cafeïne op de hersenen en het zenuwstelsel al lang begrepen, maar deze studie is de eerste die de effecten ervan op de fysiologie van de rode bloedcellen zelf op grote schaal ontdekt”, zegt Angelo D’Alessandro, PhD, hoogleraar biochemie aan de Colorado School of Medicine en corresponderend auteur van de studie. “Deze bevinding suggereert dat een dagelijkse kop koffie een belangrijke invloed kan hebben op de kwaliteit van het opgeslagen bloed en de effectiviteit van bloedtransfusies.”

Het onderzoeksteam analyseerde monsters van rode bloedcellen van 13.091 bloeddonoren in het Amerikaanse "REDS RBC-Omics"-project, mat het cafeïnegehalte in het opgeslagen bloed en bestudeerde de impact ervan op het metabolisme van rode bloedcellen, hemolyse (celvernietiging) en transfusieresultaten. Voor 643 bloeddonoren van wie werd vastgesteld dat de rode bloedcellen extreem kwetsbaar of niet kwetsbaar waren, regelden de onderzoekers dat ze ter vergelijking opnieuw bloed zouden doneren op verschillende bewaartijden (10, 23 en 42 dagen).

In een kortdurend onderzoek dronken acht gezonde vrijwilligers een kop koffie, en onderzoekers vergeleken bloedmonsters voor en na het drinken om de onmiddellijke effecten van cafeïne op de rode bloedcellen te volgen. Daarnaast analyseerde het laboratorium ook de effecten van cafeïne op belangrijke signaalroutes van rode bloedcellen, zoals de ADORA2b-receptor (die stress helpt weerstaan ​​en hypoxie verlicht) en G6PD-enzymactiviteit, en verifieerde het mechanisme en het herstel na transfusie verder via ADORA2b-deficiënte muizen.

De resultaten toonden aan dat er aanzienlijke niveaus van cafeïne werden gedetecteerd in de rode bloedcellen van veel bloeddonoren, waarbij frequente koffiedrinkers de meest stabiele niveaus hadden. Hoe hoger het cafeïnegehalte, hoe lager de niveaus van de "brandstofmoleculen" adenosinetrifosfaat (ATP) en 2,3-bisfosfoglyceraat (2,3-BPG) in de rode bloedcellen. Rode bloedcellen hebben geen kernen of mitochondriën en zijn normaal gesproken afhankelijk van een paar chemische ‘brandstoffen’ om in leven te blijven en te functioneren, waarvan ATP en 2,3-BPG de belangrijkste zijn.

Uit onderzoek is ook gebleken dat cafeïne de rode bloedcellen kwetsbaarder maakt en gevoeliger voor spanningsbreuken en meer oxidatieve schade. Bloedtransfusie-experimenten hebben aangetoond dat het doneren van bloed met een hoog cafeïnegehalte leidt tot een kleinere stijging van het hemoglobinegehalte van de ontvanger. Met andere woorden: cafeïne lijkt de ‘batterij’ van rode bloedcellen uit te putten en de zuurstoftransportfunctie te verminderen.

Voor bloeddonoren die drager zijn van bepaalde ADORA2b-genvarianten zijn de nadelige effecten van cafeïne nog groter. Deze combinatie maakt opgeslagen rode bloedcellen uiterst kwetsbaar. Bij dierproeven zijn de rode bloedcellen van muizen zonder ADORA2b erg kwetsbaar. Het toevoegen van cafeïne tijdens de bloedopslag zal de schade verergeren, wat een "dubbele hit"-effect weerspiegelt: aan de ene kant blokkeert cafeïne het ADORA2b-signaal, aan de andere kant remt het direct G6PD, waardoor de antioxidantbescherming wordt verzwakt.

D'Alessandro zei: "Ons onderzoek heeft belangrijke implicaties voor de klinische praktijk. De consumptie van cafeïne, als een zeer gebruikelijk voedingsgedrag, zal waarschijnlijk de opslagkwaliteit van rode bloedcellen en de uitkomsten van bloedtransfusies beïnvloeden. Gelukkig is de biologische halfwaardetijd van cafeïne erg kort, dus het is mogelijk om de negatieve effecten ervan te verminderen door eenvoudigweg het dieet aan te passen binnen een korte periode vóór bloeddonatie. Dit komt overeen met de praktijk van sommige Europese landen die aanbevelen de inname van cafeïne vóór bloeddonatie te beperken."

Het onderzoeksteam wees er echter ook op dat het aantal koffiedrinkende vrijwilligers in de proef beperkt was, dat geen van hen al lange tijd geheelonthouder was (helemaal geen cafeïne-inname) en dat de bloedmonsters al bijna tien jaar werden gedoneerd. Bovendien is de fysiologie van rode bloedcellen bij muizen ook anders dan die bij mensen. Klinische gegevens laten zien dat het algehele effect van cafeïne op bloedtransfusies mild is en dat het risico voor individuele patiënten niet groot is, maar dat het wel de aandacht verdient bij grootschalige bloeddonatiegroepen.

Deze studie stelt nieuwe ideeën voor voor nauwkeurige bloedmatching op basis van de levensstijl van bloeddonoren (zoals de inname van cafeïne) en genetische kenmerken (zoals ADORA2b-variatie). Voor patiënten met een hoog risico, zoals pasgeborenen en ernstig zieke patiënten, kan een preferentiële transfusie van gedoneerd bloed met een laag cafeïnegehalte tot betere resultaten leiden.

Bovengenoemd onderzoek is gepubliceerd in het medische tijdschrift "Haematologica".