Почему кофе бодрит?

Доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии МГУ Вячеслав Дубынин о мягких психомоторных стимуляторах, разумной норме кофеина и рецепторах аденозина.

Кофе — это эфиопское растение, и исходные сорта кофе, которые мы называем арабикой, растут на высоте примерно 1000 метров. Эфиопские жители использовали ягоды кофе как бодрящее средство. В XII веке арабы, которые пришли в Эфиопию, догадались, что кофе нужно растирать в порошок, заливать горячей водой и пить отвар. В XV веке произошел коммерческий взрыв, стали открываться кофейни (первые появились в Стамбуле). В XVII веке появились первые кофейни в Европе. Причем поначалу некоторые считали, что кофе вреден, но постепенно этот напиток стал играть все более важную роль в повседневной жизни. 

Кофе помогает человеку в экстренных ситуациях, хотя, если разобраться, кофеин сам по себе не несет энергии. Кофеин лишь заставляет наш организм более полно и глубоко (порой — неоправданно глубоко) использовать присутствующий в клетках запас АТФ — молекул, распад которых приводит к выделению энергии.

Аденозин — вещество, входящее в состав ДНК, РНК и аденозин-3-фосфорной кислоты (АТФ). К молекуле аденозина в случае АТФ прикреплены фосфаты (в виде небольшой последовательно расположенной цепочки). В цитоплазме клеток фосфаты могут отрываться от АТФ, и каждый остаток фосфорной кислоты — это порция энергии, которая передается белкам. АТФ можно представить себе как трехзарядный пистолет, в котором три фосфатных пули. Такой пистолет может выстрелить максимум трижды, каждый раз попадая по белковым молекулам и заставляя их выполнять определенную работу. Если пистолет полностью разряжен, из АТФ получается аденозин.

Появление аденозина в тканях и клетках — это сигнал об их серьезном утомлении и истощении запасов энергии. И практически все клетки нашего организма имеют аденозиновые рецепторы, тормозящие внутриклеточные процессы. При утомлении и появлении аденозина сердечная мышца начинает работать слабее, а многие гладкие мышцы в стенках внутренних органов, прежде всего сосудов, расслабляются. На уровне нервной системы мы также чувствуем утомление.

Если заблокировать аденозиновые рецепторы, то можно снять субъективное ощущение утомления. Антагонисты аденозиновых рецепторов оказываются в итоге одной из групп психомоторных стимуляторов. Класс психомоторных стимуляторов включает в себя как сильнодействующие соединения вроде амфетамина, так и гораздо более мягкие препараты — антагонистов рецепторов аденозина. К последним относится кофеин, а также похожий на него теофиллин — вещество, которое содержится в какао и шоколаде.

Молекулы аденозина и кофеина похожи. Когда кофеин блокирует аденозиновые рецепторы, чувство утомления ослабевает, и организм начинает использовать те запасы АТФ, которые обычно хранятся на черный день. Вот почему на фоне кофеина у большинства людей появляется бодрость, происходит приток сил. Но проблема в том, что энергетики и психомоторные стимуляторы, как и чашка кофе, собственной энергии не несут. Они лишь заставляют нас уставать до более глубокого уровня. И это чревато тем, что человеку впоследствии нужно будет отдыхать и восстанавливаться дольше, а иначе он впадет в состояние хронической усталости, нервного истощения.

Помимо кофе, источниками кофеина являются и такие растения, как гуарана, а также орехи колы. В них содержится примерно столько же кофеина, сколько в кофейных зернах. В чашке кофе мы обнаруживаем около 100 мг кофеина, в чашке крепкого чая — в 2–3 раза меньше. Целая молочная шоколадка, а также 0,5 л напитка Coca-Cola примерно равны по эффекту чашке крепкого кофе. Кофеин — самый популярный в мире психоактивный препарат; нет никаких запретов на продажу кофеинсодержащих продуктов. Кофеин активно участвует в жизни человечества в виде чая, кофе, шоколада. Есть также напитки с содержанием экстракта орехов колы. Самым известным брендом является Coca-Cola, которая в исходной рецептуре содержала не только кофеин, но и экстракт листьев коки (1886 год). Но потом коку из рецепта вывели, а орехи колы оставили. Поэтому сейчас этот самый бодрящий, «освежающий» эффект кока-колы основан на кофеине (а еще на огромной дозе сахара).

Максимальная разумная норма кофеина — 300 мг в сутки. Если вы переходите через эту границу, вы рискуете переутомиться и получить сердечно-сосудистые нарушения. Кроме того, понемногу формируется привыкание и зависимость. Кофеин — конкурент аденозина, и если постоянно воздействовать на клетки кофеином, то они начинают увеличивать количество аденозиновых рецепторов. В результате чувство утомления возникает все легче, и дозу кофеина приходится увеличивать («привыкание»), а при попытке резко отказаться от кофеина состояние человека заметно ухудшается («зависимость»; сонливость, депрессия, головная боль). Таким образом, хотя кофеин многим кажется безобидным веществом, в больших дозах он ведет себя как слабый наркотический препарат.

postnauka.ru