За кофеина. И колко много не знаем за него…

В студентските си години съставих този реферат по Физиологична психология, в който научваме интересни факти за кафето и кофеина. Извинявам се за спестяването на цитираните източници и изследвания. Приятно четене! 

Въведение

Най-значимите «доставчици» на кофеин са чаеният храст (Camellia sinensis/Thea assamis), кафеният храст (Coffea), латиноамериканското повивно растение гуарана (Paullinia sorbilis), ядките кола, храстът мате, както и семките на какаовото дърво. Общо над 100 растения от всички континенти съдържат кофеин. Най-разпространената форма на консумация е извличането на екстракт от растения, при което части от тях биват варени, а разтворителят поглъщан заедно с кофеина.

По този начин той се съдържа в кафето, черния и зеления чай, колата, «енерджи дринкс», продукти от гуарана и какао, както и в шоколада. Кофеин се предлага и под формата на таблетки. Преобладаващата част от населението консумира кофеин.

Химичен състав

Чист кофеин бива изолиран за първи път през 1819/20 от немския химик Фердинанд Рунге от кафени зърна, а през 1895 Емил Фишер осъществява първия синтез.

Погледнато от химична гледна точка той представлява вещество близко до пурините с обозначението 1-3-7-триметил-2-6-дихидроксипурин или 1-3-7-триметил-ксантин. Кофеинът спада към групата на растителните алкалоиди, а химичната му формула е C8H10N4O2. Образува се при обмяната на веществата на много растения, където изпълнява функцията на естествен пестицид, увреждайки нервната система насекоми и паразити, тъй във високи дози много от алкалоидите са отровни.

В чистата форма кофеинът представлява бял, безмирисен, горчив, водноразворим прах от фини кристали. Срещаният в чая теин и кофеинът са идентични.

В кафето с мляко или капучиното има по-малко кофеин, тъй като той е напълно разтворим единствено във вода. Филтрирането също е от значение, понеже тогава биват отстранени липидите кефестол и кавхеол, които могат да доведат до краткотрайни високи стойности на холестерол в кръвта. Това до някъде обяснява неразпространената консумация на нефилтрирано кафе в Западна Европа.

Въздействие

На първо време кофеинът въздейства върху Централната нервна система. Въпреки че обмяната на веществата на човешкия мозък се различава невероятно много от тази на насекомите, е изненадващо, че съществуват някои съвпадения в молекулярния механизъм. Нашият мозък погрешно счита кофеинa за невротрансмитера/медиатора Аденозин. Високата му концентрация води до подобно на застой състояние, което предизвиква увеличаваща се умора. Когато човек работи, нервоните също са много активни и в клетките се образува Аденозин. Когато концентрацията му достигне определено ниво, тази субстанция навлиза в свободното пространство между невроните. Отвън Аденозинът се свързва с рецепторите за Аденозин на клетъчното тяло, което от своя страна предизвиква различни промени вътре в клетката: предаването на информация между невроните както и снабдяването им с кислород за забавя, за да не се преуморяват. Тоест, ако човек е уморен, неконцентриран и му се спи, нивото на Аденозин е високо.

Пурин основата на кофеиналдехида има сходна с Аденозина структура. Тази основа може да се отдели по рецепторите навместо Аденозина и по този начин да ги блокира, което води от спокойно състояние към активност. По този начин не се дава възможност на нервната клетка за почивка. Кръвоносните пътища в мозъка се разширяват, в следствие на което кората на главния мозък получава повече кислород, а там са разположени и основните характеристики на човек: интелект, език, чувства. Поради това учени твърдят, че кофеиновите напитки увеличават скоростта на мислене, повишават вниманието, активират центъра на езика и скъсяват времето за реакция. Също така се изострят сетивата и асоциативната сила се подобрява. Във всеки случай тялото свиква с честата употреба и този ефект отслабва. Когато всички рецептори на Аденозина се заемат от кофеин, последващите дози не помагат срещу умората. Съществува предположението, че продължителното свръхактивиране на мозъка по този начин може да има отрицателни последствия, за това обаче няма преки доказателства.

Много учени опитват да допринесат за разбирането на ободряващото му действие на молекулярно ниво. Според тях кофеинът действа дълготрайно в мозъка върху протеина DARPP-32, който е във висока концентрация в базалганглиите. Генетично променени мишки, при които той бил отстранен, не изпитват какъвто и да било ефект от консумацията му. Кофеинът блокира нервни клетки, които обикновено отговарят за успокоение и редуциране на неволни движения. Този процес се осъществява в специализиран център в мозъка – ивичестото тяло (стриатум). Екипът от учени успява с помощта на DARPP-32 да локализира специфичната цел на стимуланта. В следващи опити се установява, че белтъкът играе важна роля при редовна употреба на кофеин дори и в малки количества.

На кофеина се приписва заслугата за подобряване на постиженията, което не е съвсем вярно: той повлиява само вниманието и концентрацията. При комплексни деликатни задачи, които изискват добра координация на движенията, ефектът е обратен.

Други действия на кофеина в нормални дози са ускоряване дейността на сърцето и обмяната на веществата; повишаване на кръвното налягане и телесната температура; слабо повишено отделяне на хормоните адреналин, норадреналин, допамин и кортизон; стимулиране на периферната мускулатура; разширяване на бронхите – стимулиране на дишането; засилен позив за уриниране и отделяне на калции; увеличаване секрецията на стомаха и жлъчката – изгарят се калории, без да се доставят нови. Хора с наднормено тегло се възползват от тези свойства на кофеина по време на диета, а също и за задържане на нормално тегло след такава.

Изброените по-горе преимуществени свойства са предвестници на кофеиновата интоксикация при спонтанно предозиране или продължителна употреба в големи количества. Токсичното действие се изразява в обща напрегнатост, мъчителна безпомщност и подчертано безсъние. Появява се сърцебиене, високо кръвно налягане, промяна на възприятията, опиянение и гадене, които са последвани от спонтанни болезнени схващания и неориентираност. За това обикновено са необходими около осем чаши кафе. Предполага се, че смъртоносната доза кофеин е над 4 грама.

Кофеинът е най-мощният легален психостимулант. При продължителна консумация от около 350 мг дневно се наблюдава подобно на пристрастяване привикване с подчертано развитие на толерантност, което при отнемане се изразява чрез силно треперене на ръцете (тремор), безсъние, раздразнение, безпокойство, главоболие, сърцебиене, изпотяване, бързи промени в настроението, гадене и някои други неприятни съпътстващи явления. Когато става дума за кофеин обаче, не говорим за опасност от пристрастяване, а от привикване. Изненадващо е, че ефектът се постига в известна степен и с кафе без кофеин. С други думи: дори очакването, ароматът и вкусът играят значителна значителна роля.

Кофеинът няма доказан ефект върху системата за възнаграждение в мозъка, така че неговият пристрастяващ характер е оспорван. Затова Световната здравна организация е определила кофеинът като непредизвикваща зависимост съставка, тъй като отсъстват основните критерии на наркотиците като антисоциално поведение, неработоспособност, неконтролируемо желание при продължителна консумация.

Разграждането на кофеина в черния дроб трае от 2 до 6 часа, но е индивидуално различно и зависи от фактори като възраст, време на денонощието, консумирано количество и чувствителност на организма. Затова няма точно дефинирана доза, която повлиява отрицателно на здравето. Който например има по рождение бърз метаболизъм, преработва кофеина по-бързо – тоест действието е по-краткотрайно. Обикновено хора с по-високо тегло, бременни и жени, които взимат противозачатъчни, преработват кофеина по-бавно, пушачите обратно, а по-възрастните са по-чувствителни от младите. Съществуват и парадоксални въздействия: на 1 до 3 % от хората чисто и просто им се доспива.

Действието на кафето е интригуващо за атлети, особено занимаващи се със силови спортове, тъй като след един изморителен работен ден кофеина може да предизвика липсващия кик за продуктивна тренировка. Кофеинът обаче е допинг средство и е забранен от Олимпийския комитет в концентрации в урината над 12 мг на литър (около 6 кафета).

Трябва да се отбележи, че кофинът е диуретик, тоест стимулира уриналното отделяне. Въпреки че става въпрос за слабо обезводняващо действие, при определени условия този ефект може да има значително влияние върху постиженията. Поради увеличеното отделяне на вода се повишава температурата на тялото и може да се стигне до прегряване и дехидратиране. Спортистите трябва да имат предвид, че поради споменатия диуретичен ефект голямо количество минерални вещества биват отмити и трябва да бъдат възстановени. Това обяснява защо по време или след тренировка не бива да бъдат употребявани напитки съдържащи кофеин, те не са пригодени за възстановяване на изгубена течност, а наместо това водят по-скоро до нарушения на съня.

Кофеинът не води до по-бързо разграждане на алкохола в кръвта, човек става по-буден, но не и по трезвен.

Днес се приема, че резултатите от различни студии, които имат за предмет изолираното въздействие на кофеина, са недостатъчни. Кафето за себе си е микстура от много субстанции, които имат необозримо различни действия и затова не винаги може да се допуска сравнение между ефекта на кофеина и кафето.

Патология/Рискове

Гореспоменатите рецептори за Аденозин биват два вида: А1, които са широкоразпространени в мозъка, докато вторият вид, А2, се срещат предимно в базалганглиите. При изследвания за силата на въздействие на кофеина учени установяват, че рецепторите А2 се срещат в 4 разновидности, две от които изглежда са свързани със симптоми на страх. Изследвани лица (ИЛ), притежаващи този тип рецептори реагират на кофеин по-бързо и силно се изнервят. Тези два варианта на гените се срещат и при пациенти, страдащи от страхови атаки. Известно е, че прекомерна употреба може да предизвика пристъп на паника, а при хора страдащи от такова страхово състояние е достатъчно и средно количество. Тогава се говори за “индуцирано от субстанцията страхово разстройство”. Предположението за известна генетична унаследеност обяснява защо хората реагират различно на една и съща субстанция.

В мозъка се предполага връзка между кофеин и норадреналин (норепинефрин), един основен невротрансмитер. Ядрото на мозъчния ствол е и главната квартира на NE. От там се проектират процеси към много други части на Централната и Периферна нервна система: регулация на вниманието, увеличаване скороста на преработка на информацията от дезотералния префронтален кортекс; противодействие на умората и повишаване на психомоторната агитация в лимбичната система; тремор поради повишено дразнене на нервните връзки към малкия мозък; контролиране на кръвното налягане в самия мозъчен ствол; пулса, както и функцията на пикочния мехур от спиналните връзки. Предозиране с кофеин води до пряко свързани с тези процеси симптоми. Именно те биват изживявани като особено заплашващи живота при хора страдащи от страхово разстройство. Както е известно, при пристъпи на страх вегетативните процеси биват интерпретирани погрешно от засегная и изпитани като опасност за живота (при сърцебиене, учестено дишане, изпотяване, треперещи колене).

И наистина, изглежда, че кофеинът и NЕ притежават “синергетичен ефект”, тоест цялостта е повече от сумата на съставните и части. Или действието, което притежава кофеинът или NЕ се увеличава от комбинирането им.

В нормални количества, около 4 чаши кафе, кофеинът е истинска наслада и не вреди на здравето по никакъв начин. Не се препоръчва обаче консумацията му от бременни жени, тъй като е възможно кофеинът да премине бариерата на плацентата и да попадне в кръвообращението на плода. Също така да се внимава с консумацията при кърмещи майки, понеже той преминава и в кърмата. При бебетата в черния дроб липсва ензимът отговорен за разграждането на кофеина. Обикновено при тях консумацията в големи количества води до сърцебиене, съществуват съмнения и за дълготрайни последствия. Изненадващо е, че много бъдещи майки, които по-принцип обичат кафе, спират да го пият и то не от здравословни причини, а по-скоро, защото не им се услажда.

Под формата на кафе той намира приложение дори в медицината за отстраняване на психична умора, при слабо сърце, невралгии, мигрена. Кофеинът се добавя към различни болкоуспокояващи, засилвайки действието им. Заради разширяващото му действие върху дихателните пътища кафето се препоръчва при астма и сенна хрема.

Коментирай и харесай Коуч Тео във фейсбук и в YouTube, за да видиш първи новите публикации. Сподели с приятели, които биха могли да извлекат нещо полезно за живота си. Благодаря ти!