Eine große neue Studie unter der Leitung der Anschutz School of Medicine der University of Colorado ergab, dass der tägliche Konsum koffeinhaltiger Getränke wie Kaffee die Qualität der gespendeten roten Blutkörperchen beeinträchtigen kann, wodurch Bluttransfusionen weniger effektiv werden, insbesondere bei Patienten, die Bluttransfusionen am dringendsten benötigen.
Ungefähr 1 Milliarde Menschen auf der ganzen Welt trinken Kaffee und konsumieren bis zu 2,25 Milliarden Tassen pro Tag. Frühere Studien gingen allgemein davon aus, dass Koffein viele gesundheitliche Vorteile hat. Neue Analysen zeigen jedoch, dass Koffein die Qualität von Blutspenden und deren Wirksamkeit bei Patienten beeinträchtigen kann.
„Wir haben die Auswirkungen von Koffein auf das Gehirn und das Nervensystem schon lange verstanden, aber diese Studie ist die erste, die seine Auswirkungen auf die Physiologie der roten Blutkörperchen selbst in großem Maßstab entdeckt“, sagte Angelo D’Alessandro, PhD, Professor für Biochemie an der Colorado School of Medicine und korrespondierender Autor der Studie. „Dieser Befund legt nahe, dass eine tägliche Tasse Kaffee einen wichtigen Einfluss auf die Qualität des gespeicherten Blutes und die Wirksamkeit von Bluttransfusionen haben könnte.“
Das Forschungsteam analysierte im Rahmen des US-amerikanischen Projekts „REDS RBC-Omics“ Proben roter Blutkörperchen von 13.091 Blutspendern, maß den Koffeingehalt im gespeicherten Blut und untersuchte dessen Auswirkungen auf den Stoffwechsel roter Blutkörperchen, die Hämolyse (Zellzerstörung) und die Transfusionsergebnisse. Für 643 Blutspender, deren rote Blutkörperchen sich als äußerst zerbrechlich oder nicht zerbrechlich erwiesen hatten, veranlassten die Forscher zum Vergleich, dass sie zu unterschiedlichen Aufbewahrungszeiten (10, 23 und 42 Tage) erneut Blut spendeten.
In einem Kurzzeitversuch tranken acht gesunde Freiwillige eine Tasse Kaffee, und die Forscher verglichen Blutproben vor und nach dem Trinken, um die unmittelbaren Auswirkungen von Koffein auf die roten Blutkörperchen zu verfolgen. Darüber hinaus analysierte das Labor auch die Auswirkungen von Koffein auf wichtige Signalwege roter Blutkörperchen wie den ADORA2b-Rezeptor (der hilft, Stress zu widerstehen und Hypoxie zu lindern) und die Aktivität des G6PD-Enzyms und verifizierte seinen Mechanismus und die Erholung nach der Transfusion anhand von ADORA2b-defizienten Mäusen weiter.
Die Ergebnisse zeigten, dass in den roten Blutkörperchen vieler Blutspender erhebliche Koffeinwerte festgestellt wurden, wobei die Werte bei häufigen Kaffeetrinkern am stabilsten waren. Je höher der Koffeinspiegel, desto geringer ist der Spiegel der „Brennstoffmoleküle“ Adenosintriphosphat (ATP) und 2,3-Bisphosphoglycerat (2,3-BPG) in den roten Blutkörperchen. Rote Blutkörperchen haben weder Kerne noch Mitochondrien und sind normalerweise auf einige chemische „Brennstoffe“ angewiesen, um Leben und Funktion aufrechtzuerhalten. Die wichtigsten davon sind ATP und 2,3-BPG.
Studien haben außerdem herausgefunden, dass Koffein die roten Blutkörperchen brüchiger und anfälliger für Stressrisse und oxidative Schäden macht. Bluttransfusionsexperimente haben gezeigt, dass eine Blutspende mit hohem Koffeingehalt zu einem geringeren Anstieg des Hämoglobins des Empfängers führt. Mit anderen Worten: Koffein scheint die „Batterie“ der roten Blutkörperchen zu entleeren und die Sauerstofftransportfunktion zu beeinträchtigen.
Bei Blutspendern, die Träger bestimmter ADORA2b-Genvarianten sind, sind die Nebenwirkungen von Koffein sogar noch größer. Diese Kombination macht gespeicherte rote Blutkörperchen extrem anfällig. Im Tierversuch sind die roten Blutkörperchen von Mäusen, denen ADORA2b fehlt, sehr fragil. Die Zugabe von Koffein während der Blutspeicherung verschlimmert den Schaden und spiegelt einen „Double Hit“-Effekt wider: Einerseits blockiert Koffein das ADORA2b-Signal, andererseits hemmt es direkt G6PD und schwächt so den antioxidativen Schutz.
D’Alessandro sagte: „Unsere Studie hat wichtige Implikationen für die klinische Praxis. Koffeinkonsum, ein äußerst häufiges Ernährungsverhalten, wirkt sich wahrscheinlich auf die Speicherqualität roter Blutkörperchen und die Ergebnisse von Bluttransfusionen aus. Glücklicherweise ist die biologische Halbwertszeit von Koffein sehr kurz, so dass es möglich ist, seine negativen Auswirkungen zu reduzieren, indem man einfach die Ernährung innerhalb eines kurzen Zeitraums vor der Blutspende anpasst. Dies steht im Einklang mit der Praxis einiger europäischer Länder, die eine Begrenzung der Koffeinaufnahme vor der Blutspende empfehlen.“
Allerdings wies das Forschungsteam auch darauf hin, dass die Zahl der Kaffee trinkenden Freiwilligen in der Studie begrenzt war, keiner von ihnen schon seit längerem auf Abstinenz gesetzt war (überhaupt keinen Koffeinkonsum) und die Blutproben fast zehn Jahre lang gespendet wurden. Darüber hinaus unterscheidet sich auch die Physiologie der roten Blutkörperchen bei Mäusen von der beim Menschen. Klinische Daten zeigen, dass die Gesamtwirkung von Koffein auf Bluttransfusionen gering ist und das Risiko für einzelne Patienten nicht groß ist, bei großen Blutspendegruppen jedoch Beachtung verdient.
Diese Studie schlägt neue Ideen für eine präzise Blutabgleichung vor, die auf dem Lebensstil der Blutspender (z. B. Koffeinkonsumgewohnheiten) und genetischen Merkmalen (z. B. ADORA2b-Variation) basiert. Bei Hochrisikopatienten wie Neugeborenen und schwerkranken Patienten kann die bevorzugte Transfusion von gespendetem Blut mit niedrigem Koffeingehalt zu besseren Ergebnissen führen.
Die oben genannte Forschung wurde in der medizinischen Fachzeitschrift „Haematologica“ veröffentlicht.