Про кофе мы обычно слышим: помогает проснуться, бодрит, поднимает давление, облегчает похмелье, является мочегонным и может вызвать обезвоживание. Всё это общие факты, причем не всегда верные. Мы углубились до молекулярного уровня и приготовили для вас настоящий научный кофейный ликбез.
Что такое кофеин
В чистом виде это белые горькие кристаллы. «По паспорту» у вещества непроизносимое имя 1,3,7-триметилксантин. Оно содержится в разных продуктах и, как это ни странно, от продукта зависит его «прозвище». Кофеин добывают из кофе, теин — из чайных листьев, матеин — из парагвайского чая мате, гуаранин — из южноамериканской лианы гуараны. На деле это одно и то же химическое соединение.
Как кофеин попадает в кровь
Кофеин обладает липофильными свойствами — хорошо растворяется в липидах, то есть в жирах. Из липидов состоят оболочки наших клеток, а значит, и наши биологические барьеры. Стенки кишечника и кровеносных сосудов для липофильного вещества не препятствие и всасывание происходит быстро и практически без потерь. Причем из жидких продуктов (кофе, энергетический напиток) всасывание быстрее, чем из твердых (шоколад или, например, брауни). Уже через час концентрация вещества в крови становится максимальной.
Действие кофеина на организм
Длительность ощутимого эффекта от кофеина зависит от уровня метаболизма человека — в среднем это 5-6 часов. Разберёмся, что происходит в организме за это время.
Метаболизм
В среднем 80% бодрящего триметилксантина «оседает» в печени. Там специальные ферменты перерабатывают его в другие соединения: параксантин, теобромин, теофиллин. Все они через 3-7 часов выводятся из организма. Остальные 20% вещества связываются с белками крови и разносятся по тканям и органам. И хотя каждая система организма реагирует по-своему, по большей части воздействие кофеина основано на двух ключевых механизмах:
Механизм № 1
Есть такие молекулы — АТФ. Это «батарейки» для всех клеточных процессов. В молекуле АТФ три фосфата. Отщепляем один фосфат — получаем энергию. Из одной молекулы АТФ можно вытянуть энергию трижды. Истощенная до нуля молекула АТФ — это аденозин. Так вот кофеин как брат-близнец похож на аденозин.
Если аденозина накапливается много, значит организм потратил много энергии и пора переходить в энергосберегающий режим. Кофеин делает простую штуку — он сам садится на рецепторы, выключает их, но при этом никакого сигнала «надо отдохнуть» нет. В итоге утомление остается для нас самих секретом, и все наши органы продолжают бодриться даже на «севших батарейках».
Механизм № 2
Кофеин блокирует фермент, который расщепляет молекулы цАМФ (поверьте, вам незачем знать расшифровку). Объясняем: некоторые гормоны слишком большие и не могут пройти сквозь клеточную оболочку, чтобы передать свой сигнал по адресу. цАМФ — клеточные «курьеры», они умеют принимать сигналы от гормонов и передавать их внутрь клетки. Если фермент заблокирован, он перестает разрушать молекулы цАМФ, и их концентрация в клетках увеличивается. В результате «курьеров» в клетке больше и действие гормонов усиливается. Какое именно действие — зависит от того, о каком гормоне и о какой клетке идет речь.
Влияние на мозг
Между кровью и мозгом есть специальный гематоэнцефалический барьер. Кофеин легко преодолевает его и «прилипает» к аденозиновым рецепторам на нейронах. Вдобавок, через цАМФ увеличивается эффект адреналина на нейроны. Результат: мозг работает шустрее и не обращает внимание на усталость. Но до тех пор, пока у организма есть ресурсы.
Влияние на сердце
Аденозиновые рецепторы есть и на клетках миокарда. Активация этих рецепторов снижает частоту сердечных сокращений, улучшает кровоток в сердце и снижает артериальное давление. Кофеин блокирует рецепторы и, следовательно, дает диаметрально противоположный эффект. Вдобавок, из-за большого количества цАМФ сердце острее чувствует адреналиновый эффект. Результат: сердце начинает колотиться сильнее и делает это даже тогда, когда ему по-хорошему надо отдыхать. Привет, тахикардия.
Влияние на желудок
Для переваривания пищи специальные клетки выделяют в желудок соляную кислоту. Кофеин — стимулятор этого процесса. Механизмы действия все те же: секреторные клетки становятся менее чувствительны к аденозину — игнорируют «энергосберегающий режим» и продолжают выделять кислоту на полную катушку. Параллельно цАМФ повышают чувствительность клетки к гистамину — гормону, который усиливает выработку кислоты. Результат: активное выделение соляной кислоты. Теперь понимаете, почему пить кофе лучше непосредственно до приема пищи или сразу после него?
Польза для здоровья
В целом, если не злоупотреблять кофе, то его влияние на здоровье людей вполне себе положительное.
Профилактика нейродегенеративных заболеваний
Доказано: кофе помогает при профилактике болезней Альцегеймера и Паркинсона. К примеру, в эксперименте с мышами снизилось количество «плохих» аномальных белков в участке мозга, ответственном за память.
Профилактика инсульта
Британские ученые провели исследование с группой из 83284 человек, которым давали 2-4 чашки кофе ежедневно в течение нескольких месяцев. Проследив за самочувствием подопытных, ученые сделали вывод: употребление кофе на 20% снижает риск инсульта.
Профилактика рака
Есть несколько статистических исследований, в которых показано: люди с умеренной любовью к кофе реже болеют раком. Вероятно, это связано с тем, что в нем содержатся мощнейшие антиоксиданты. По силе они примерно в 500 раз сильнее, чем экстракт зеленого чая или витамин С.
Вред кофеина при передозировке
Калорийность кофе нулевая. Чашка американо не дает нам новой энергии, зато помогает сжечь имеющиеся запасы. Поэтому надо вовремя пополнять резервы, иначе не за горами физическое истощение и нервный срыв.
Также важно помнить, что:
— Кофе может стимулировать язвенную болезнь желудка, воспаление слизистой оболочки пищевода и гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь
— Так как кофе усиливает сердцебиение, для тех у кого в багаже уже есть ишемическая болезнь сердца или органическое поражение миокарда, даже небольшая «добавка» может привести к серьезным осложнениям
— Кофе в больших дозах может стать триггером мигрени, чо подтверждают современные исследовательские работы.
— При передозировке кофе вам придётся испытать много неприятных ощущений: аритмия, повышение давления, тревожность, дрожащие руки или ноги, головная боль, бессонница, изжога, тошнота.
А какая доза кофеина безопасна?
Для России нормы прописаны в нормативах от Минздрава — 150-300 мг кофеина в сутки. В Америке и Европе свои нормативы, которые разрешают до 400 мг в сутки.
Для сравнения, бодрящие напитки и количество кофеина в них:
Благодаря генетическим исследованиям стало возможно даже определить индивидуальную норму потребления чашек кофе в день. Гены покажут скорость метаболизма кофеина и риск развития гипертонии, и сопоставив эти данные, вы будете понимать нужно ли ограничивать себя одной чашечкой любимого напитка или можно пить его несколько раз в день.
Кофе не так страшен, как многие о нём говорят, если держать себя в кофейных рамках и не злоупотреблять. А если желаете взбодриться утром, то лучший способ — это зарядка и улыбка новому классному дню 😊
Материал подготовлен при участии наших друзей из Национального центра генетических исследований MyGenetics