Кафе Секојдневен лек кофеин - спектар на наука
Кафе: Секојдневен лек кофеин
На работа, во сообраќај или воопшто во ситуации што поставуваат големи барања за внимание и способност за реакција, будноста е синоним за безбедност и перформанси. Со одредени активни состојки, делумно може да се совлада природниот ритам на будење и спиење, иако несакани ефекти често се јавуваат.
Кофеинот не е само еден од најстарите стимуланси, туку и еден од најефикасните и најдобро толерираните. Повеќето од нас го земаат во форма на шолја кафе за појадок секој ден за да ги истресат последните парчиња замор и да станат во форма за денот.
Како кофеинот го спроведува овој стимулативен ефект и другите ефекти сега е разјаснето на физиолошко ниво. Соодветно на тоа, таа се натпреварува со ендогена супстанција за нејзината точка на прицврстување. Меѓутоа, ако се прилепи до неа, последиците се спротивни: наместо да го инхибира, тој има активирачки ефект врз важна каскада на сигнал и реакција во рамките на клетката.
Фармаколозите исто така се интересираат за кофеин подолго време. Во меѓувреме, се испитува до кој степен е погоден како компонента на психостимуланси за сите оние професионални групи за кои будењето е врвен приоритет. Главната цел е да се најде форма на администрација што гарантира долго траење на дејството и избегнува несакани несакани ефекти. Непријатните последици од кофеинот во високи дози вклучуваат, пред сè, нагон за мокрење, но и палпитации, треперења и нервоза. Во меѓувреме, развиен е „кофеин со бавно ослободување“ кој ги оптимизира позитивните ефекти и во голема мера ги елиминира негативните.
Триумфално напредување на грав од Арабија
Постојат многу легенди околу откривањето на кафето. Според едниот, еден пастир во Јемен забележал дека неговите овци влегле во непозната состојба на возбуда штом јаделе плодови од одредено планинско дрво. Своето набудување го пријавил кај еден монах од соседниот манастир, кој потоа отишол да ги собере бобинките, ги исушил и од нив направил инфузија, која им ја дал да ја пијат на своите браќа. Потоа, во ноќните молитви, тие беа многу поупорни и ревносни.
Првиот пишан доказ за кафе може да се најде во 9 и 11 век од двајца персиски лекари: Разес (865-923) и Авицена (980-1037). Двајцата споменуваат тоник што потекнува од Јемен. Извозно пристаниште за кафе беше Ал Муха (денешна Мока). Од таму, гравот стигнал до Суец, Египет, преку edеда (во денешна Саудиска Арабија), каде што бил натоварен на големи бродови или галии. Во бали од 150 килограми, тие тргнаа по карванските патишта кон Каиро или Дамаск.
Продажбата на кафе започна во Мека, светиот град на исламот и дестинација за муслиманските аџии. Тука се отворија првите кафулиња. Пијалокот се најде во Турција во 16 век и Венеција во 1615 година. Грчки, турски и ерменски трговци потоа го донесоа во Франција. Како подарок од турскиот амбасадор Солиман Афга, кафето се најде во дворот на Луј XIV во 1669 година.
Новиот моден пијалок брзо се прошири низ цела Европа; Кафулињата никнаа во секој голем град. Бетовен беше и еден од оние страствени алкохоличари. Тој беше исклучително пребирлив за подготовката: изброја точно шеесет грав за чаша. Околу 1734 година Бах ја напишал својата „Кантат за кафе“; На крајот на краиштата, Колегиумот мјузикум, кој тој го режираше, го користеше за да настапи во просториите на кафеаната во Лајпциг Готфрид Зимерман. Балзак подоцна пиеше до триесет шолји на ден и посвети обемна расправа за кафето и неговите ефекти.
Но, имаше и негативни гласови. Прускиот крал Фредерик Велики објави во 1777 година дека војниците натопени во кафе не можат да победат во битките против алкохоличарите. Во времето на војната, еуфоријата предизвикана од мала опиеност беше можеби покорисна од екстремната јасност и будност; бидејќи пешаците мораа да продолжат да напредуваат, без оглед на опасноста да бидат косени од следниот волеј.
Првото нешто што беше забележано е можноста на кафето да го избрка уморот. Во исто време, Дуфур објави дека пијалокот, "кога се консумира трезен, се претвора во жолчка во стомакот и го гриза. Затоа, секое утро пред портите на кафе-куќи може да видите мноштво продавачи на бисквити и други пецива". Трговецот, исто така, изјавил дека "кафето го поддржува првото варење на прекрасен начин. Првото варење е трансформација на храната во желудникот во бела, течна супстанца наречена чил или млечен сок".
Молекула за будење
Дали кафето штетно влијае на варењето или не? И, како ја продолжува состојбата на будење? Само современите студии дадоа одговори на овие прашања. Особено, тие покажаа дека кафето е мешавина од многу различни компоненти кои влијаат на организмот на различни начини. Содржи минерални соли, сахариди (шеќер), протеини, липиди (масни материи) и витамини. Но, најактивната состојка е кофеинот.
На 3 октомври 1819 година, „младиот хемичар Рунге“ го посети Гете во Јена. По дискусиите за отровите во растенијата, Фридлиб Фердинанд Рунџ (1794-1867) подоцна се присетува: „тој (Гете) ми даде една кутија со зрна кафе што Грк му ги испрати како нешто многу одлично.› Можете да го додадете ова и на вашето Истрагите треба! ', Рече Гете. Тој беше во право, затоа што наскоро потоа во него открив кофеин, кој стана толку познат по својата висока содржина на азот. Безбојната материја, растворлива во вода и алкохол, која Рунг ја добил преку низа дестилации, е алкалоид - член на класата на природни растителни материи, кој исто така вклучува никотин во тутун, теобромин во какао и теофилин припаѓаат во чај.
Во времето на Гете, кафето сè уште беше луксузен предмет што може да си го дозволат само богатите, денес стана секојдневен пијалок. Милјарда чаши се консумираат ширум светот секој ден. Секој од нив содржи околу сто милиграми кофеин - релативно постојана доза, без разлика дали пиете еспресо или филтрирајте кафе. Прехранбената индустрија исто така го користи стимулаторот. Вака се додаваат кола пијалаци и „енергетски пијалоци“: Содржината на кофеин од еден литар одговара на онаа на шолја кафе. Супстанцијата се наоѓа и во чоколадните плочки; тие се околу петтина од тоа во шолја кафе. Патем, бројни лекови содржат и кофеин. Ова е особено точно за лекови за мигрена, болка и треска. Максималната количина во таква таблета одговара на содржината на една шолја кафе.
„Скриениот“ кофеин не е без проблеми за децата. Три лименки кола и три чоколадни плочки содржат еквивалентно на две шолји кафе. Дете со тежина од триесет килограми постигнува концентрација од седум милиграми кофеин на килограм телесна тежина. За слично високо ниво, на возрасен човек му се потребни четири до шест шолји кафе. Затоа, не е ни чудо кога такво дете има проблеми со спиењето.
Циркулација на крв во средна станица
Апсорпцијата на кофеин се одвива делумно во желудникот, но главно во цревата. Крвта потоа ја носи супстанцијата до различните органи. Колку брзо кофеинот се апсорбира од телото, во голема мера зависи од содржината на желудникот. Важен оброк трае неколку часа за да се вари и да премине на цревата. Ова исто така го зголемува времето кога кафето останува во стомакот и кофеинот се апсорбира побавно. Истиот ефект, иако во помала мера, е додавање на млеко; бидејќи млекото е алкално и богато со протеини, галактоза и масти, што исто така го забавува празнењето на желудникот. Од слични причини, молекулата доцни кога ќе се внесе со газирани пијалоци наместо чај или кафе.
Еднаш во вените, кофеинот стигнува до органите и нервниот систем за помалку од пет минути. Сепак, околу една третина од количината во крвната плазма е поврзана со протеини како што е албумин и останува неактивна. Постарите имаат помалку протеини во крвта, бидејќи нивниот метаболизам на протеините е побавен: црниот дроб повеќе не прави толку протеини, а бубрезите оставаат повеќе од нив да поминат. Затоа, процентот на слободен кофеин во крвта на овие луѓе е поголем и стимулирачкиот ефект е соодветно посилен.
Колку е силен лекот, зависи и од тоа колку брзо се распаѓа повторно. Распаѓањето се случува во црниот дроб, каде ензимите ги отстрануваат метил групите од молекулата што му ја даваат нејзината активност. Општо, количината на кофеин во крвта ќе се преполови по околу четири часа.
Активноста на деградирачките ензими во црниот дроб варира од личност до личност и исто така зависи од различни фактори на животната средина. Тоа е зголемено со полициклични јаглеводороди содржани во чадот од цигари. Затоа пушачите побрзо лачат кофеин. Одредени лекови содржат и супстанции кои ги стимулираат ензимите на црниот дроб и со тоа го забрзуваат распаѓањето на лекот.
Спротивно на тоа, одредени хормони како естрадиол, кои се содржани во апчиња за контрацепција, се однесуваат: Тие ја намалуваат активноста на ензимите. Тие исто така се распаѓаат од овие ензими, така што тие зафаќаат дел од него, што тогаш веќе не е достапен за кофеинот. Затоа, ова останува подолго во крвта. Од истата причина, една чаша кафе понекогаш може да работи цел ден кај бремени жени. Покрај тоа, кофеинот, кој многу лесно се шири во сите ткива, има иста концентрација во крвта на мајката и фетусот. Само може да се советуваат бремени жени да избегнуваат пиење кафе што е можно повеќе.
Пред да ги опишам ефектите на кофеинот подетално, би сакал накратко да се осврнам на очигледен негативен ефект кој повремено му се припишува и кој Дуфур исто така го спомна во горниот цитат. Понекогаш имате впечаток дека премногу кафе во текот на денот влијае на варењето и предизвикува металоиди. Сепак, не може да се обвини кофеинот; бидејќи истите симптоми се јавуваат кај кафе без кофеин. Кафето е комплексна мешавина од стотици супстанции, од кои некои делуваат на дигестивниот систем. Особено, тие предизвикуваат контракција на жолчното кесе и излачување на панкреасниот сок и зголемување на концентрацијата на дигестивните хормони холецистокинин и гастрин. Вториот го стимулира лачењето на желудечната киселина и го активира движењето на гастроинтестиналниот тракт, што може да доведе до закиселување и рефлукс во хранопроводот. Кофеинот не е вклучен.
Интервенција во каскада на централен сигнал
Но, кои се реалните ефекти на кофеинот и како ги предизвикува? Постои еден главен механизам со кој лекот влијае на сите видови органи и ткива: Се прицврстува на местата за прицврстување на аденозин. Оваа мала молекула, сеприсутна во организмот, се формира каде и да се користи клеточно-внатрешниот енергетски носач аденозин трифосфат (АТП), од кој тој е производ на распаѓање. Кога аденозин се приклучува на своите рецептори, тој го инхибира ензимот аденилат циклаза. Ако наместо тоа, кофеинот се приврзува на истите рецептори, тој има спротивен ефект: се активира аденилат циклаза. Како резултат, тој предизвикува формирање на хемиска гласничка супстанција cAMP (цикличен аденозин монофосфат), што пак ги активира таканаречените протеински кинази.
Оваа сигнална каскада има различни последици во различни ткива. Во мускулите, протеинските кинази влијаат на контракцијата на влакната. Сепак, видот на ефектот зависи од видот на мускулот за кој станува збор. Мускулните влакна во theидовите на крвните садови се направени да се собираат. Ова го зголемува крвниот притисок. Од друга страна, мускулите во wallsидовите на бронхијалните садови се шират; оваа бронходилатација го олеснува процесот на дишење.
Кофеинот исто така го зајакнува метаболизмот на мастите. КАМП, чија синтеза се движи со врзување со рецепторите на аденозин, имено ги стимулира липазите, односно ензимите што ги разградуваат маснотиите. Овие го трансформираат во метаболички производи богати со енергија, што е дополнителна можност за производство на енергија - освен потрошувачката на шеќер и распаѓањето на гликогенот, резервата на шеќер во организмот.
Како резултат, кофеинот има и „допинг“ својства. Доказите беа дадени со експерименти во кои од испитаниците кои седеа беше замолено да држат тежина прицврстена за глуждот во воздухот со продолжени нозе. Времето кога тие успеаја да го направат ова беше добро за 15 проценти подолго ако испијаа три до четири шолји кафе еден час порано.
Поради оваа причина, спортистите исто така сметаат дека кофеинот е допинг агент кој го зголемува капацитетот за дишење и издржливоста. Сепак, за да ве фатат на дело, треба да пиете повеќе од пет шолји кафе на ден. Тимот на холандскиот триатлонец и велосипедист Аскер Јеукендруп, кој предава физиологија за вежбање и исхрана за спортисти на Универзитетот во Бирмингем, ги утврди придобивките од различните мерки на виртуелен курс за велосипеди на четириесет километри. Според неговата компјутерска симулација, вежбањето е сè уште најефикасно: го подобрува времето за една до седум минути. Неколку минути може да се добијат и со аеродинамички поволна позиција. Но, дури и кофеинот во умерени дози носи 55 до 84 секунди, додека подолг престој на надморска височина трае само 30 секунди како подготовка.
Со стегање на крвните садови, кофеинот исто така го намалува протокот на крв во мозокот, а со тоа и неговото снабдување со гликоза. Мозокот е исклучително чувствителен на хипогликемија, т.е. пад на нивото на шеќер во крвта под нормалните вредности. Долго пред мускулите да го забележат овој енергетски дефицит, се појавуваат главоболки, потење и вртоглавица или дури и несвестици. Кофеинот ги зголемува ефектите на хипогликемијата врз мозокот, така што сигналите за аларм се поставуваат предвреме. Затоа, се препорачува луѓето со ризик од хипогликемија да го земаат лекот во умерени дози - особено оние кои земаат антидијабетични лекови.
Што предизвикува диуретични ефекти на кофеин? На крајот на краиштата, тоа е индиректен ефект заснован на контракција на theидовите на садовите. Како одговор на зголемениот крвен притисок, бубрезите ја зголемуваат стапката на филтрација, со што се намалува волуменот на крвта. Со три шолји кафе за два часа, количината на урина се зголемува за триесет проценти.
Но, сега дојдовме до најважното својство на кофеинот: неговата способност да ве остави будни. Овој ефект се базира и на неговото врзување со рецепторот на аденозин. Неговата улога во сонот се истражува повеќе од еден век. Во 1912 година, физиолозите Рене Леџендре и Анри Пиерон чувале кучиња вештачки будни неколку дена. Потоа од нив зеле цереброспинална течност (алкохол церебро-спиналис) и ја вбризгувале во мозокот на животните штотуку разбудени. Веднаш повторно заспаа. Според ова, супстанциите се акумулираат во мозокот кога се будни, кои играат „песочник“ како што беше. Од 1970-тите се повеќе се зголемуваат доказите дека една од овие супстанции е аденозин.
Регулирање на потребата од сон
Доказот за ова беше обезбеден во 1997 година од Тарја Порка-Хајсканен и нејзините колеги на Универзитетот во Хелсинки. Тие им дозволуваат на мачките да играат постојано со часови, спречувајќи ги да заспијат. Во исто време, тие ја измериле концентрацијата на аденозин во мозокот користејќи сонди што ги вметнале преку черепот. Ова се зголемуваше стабилно, додека мачките во нивната вештачка будност стануваа се повеќе и повеќе уморни од час во час. Штом животните заспаа, тоа повторно потона.
Колку подолго е буден, толку повеќе аденозин се акумулира во мозокот: тој формира еден вид „сигнал за замор“. Со повеќе заситување на нејзините рецептори, таа сè повеќе ја инхибира аденилат циклазата, така што производството на cAMP стабилно се намалува. Различни молекуларни каскади потоа предизвикуваат критични промени во центрите за будење и спиење и ја превртуваат рамнотежата од будење до спиење.
Аденозин е многу ефикасен регулатор на потребата од сон. Бидејќи се таложи во мозокот кога сме будни, колку подолго остануваме будни толку повеќе се уморуваме. Потоа се ослободува и се консумира повторно за време на спиењето. Бидејќи кофеинот делува како антагонист на аденозин, може да се гледа како агент против замор. Кога ќе се поврзе со рецепторите на аденозин, ја активира аденилат циклазата и на тој начин активира молекуларни каскади кои ја продолжуваат состојбата на будење. Притоа, делува како стимуланс.
Понекогаш пилотите дежураат подолго време - на пример, на долги летови кои траат од 10 до 15 часа и на кои им претходи големо време на подготовка. Тие мора да имаат чиста глава во секое време. Во истражувачки проект со Дидие Лагард и Морис Бомонт од воената здравствена служба во Бретигњ-сур-Орге и Франсоаза Шауфард од истражувачкиот центар Нестле во Лозана, го испитавме однесувањето на пилотите за време на долго будно време и ги истражувавме ефектите на кофеинот. Сакавме да откриеме како да профитираме од позитивните ефекти без да бидеме изложени на негативните кои повремено се појавуваат, особено со високи дози. Како што споменавме на почетокот, ваквите непожелни несакани ефекти од потрошувачката на кафе вклучуваат, покрај диуретичен ефект, пред се феномени како што се палпитации, треперења и нервоза.
Во нашиот проект тестиравме различни начини на администрација на кофеин. Затоа, разгледавме „кофеин со бавно ослободување“. 300 милиграми чиста супстанција се спакувани во желатински капсули, а врзувачкото средство обезбедува активната состојка само постепено да се ослободува во цревата и крвта. Концентрацијата на кофеин се дистрибуира порамномерно за подолги временски периоди. Ова значи дека останува над прагот на ефективноста многу подолго. Тоа е вредноста што, во просек, ја одржува состојбата на будење. Во исто време, се избегнуваат несаканите ефекти кои главно произлегуваат од наглото зголемување на концентрацијата.