Chemia kofeiny – jak to wszystko działa?
Kawa zawdzięcza swoje właściwości energetyzujące i zmniejszające senność zawartej w ziarnach kakaowca kofeinie. Na czym dokładnie polega mechanizm, który sprawia, że po 40 minutach od wypicia filiżanki małej czarnej przestajemy marzyć o powrocie do łóżka, odczuwamy pobudzenie i zwiększenie chęci do działania? Jak kofeina jest metabolizowana w naszym organizmie i po co właściwie roślinom wytwarzanie takiej substancji?
Na początku warto zaznaczyć, że kofeina nie jest jedyną psychoaktywną substancją pochodzenia roślinnego, która ma na ludzi pobudzający wpływ. Podobny efekt możemy uzyskać pijąc herbatę, źródło teiny, yerbę mate zawierającą mateinę albo dodając do koktajlu sproszkowaną guaranę, w której znajdziemy guaraninę. Okazuje się, że chemicznie jest to ten sam związek, który poprawnie powinniśmy nazywać 1, 3, 7-trimetylko-1H-puryno-2, 6 (3H, 7H) –dionem. Poza wspomnianymi roślinami można go także spotkać w kakao i liściach koki.
Kofeina dość dobrze wchłania się z żołądka i jelit. Już 30-40 minut od podania jej stężenie we krwi jest maksymalne. Relatywnie dobrze przyswaja się także przez odbyt, co świadczy o skuteczności czopków przeciwmigrenowych, które ją zawierają. U zdrowego człowieka biologiczny okres półtrwania tego związku wynosi około 5 godzin i oczywiście jest on metabolizowany przez wątrobę. Dłużej zajmuje to organizmowi kobiety, która przyjmuje antykoncepcję hormonalną. Jeszcze wolniej proces ten przebiega u kobiet ciężarnych. U noworodków czas połowicznego zaniku wynosi ponad 30 godzin, a u osób z chorą wątrobą prawie 90 godzin, czyli 18 razy dłużej niż u zdrowego człowieka. Warto też wiedzieć, że są pewne czynniki, które przyspieszają usuwanie kofeiny z organizmu. Jednym z najpopularniejszych jest palenie papierosów.
Na początku warto zaznaczyć, że kofeina nie jest jedyną psychoaktywną substancją pochodzenia roślinnego, która ma na ludzi pobudzający wpływ. Podobny efekt możemy uzyskać pijąc herbatę, źródło teiny, yerbę mate zawierającą mateinę albo dodając do koktajlu sproszkowaną guaranę, w której znajdziemy guaraninę. Okazuje się, że chemicznie jest to ten sam związek, który poprawnie powinniśmy nazywać 1, 3, 7-trimetylko-1H-puryno-2, 6 (3H, 7H) –dionem. Poza wspomnianymi roślinami można go także spotkać w kakao i liściach koki.
Kofeina dość dobrze wchłania się z żołądka i jelit. Już 30-40 minut od podania jej stężenie we krwi jest maksymalne. Relatywnie dobrze przyswaja się także przez odbyt, co świadczy o skuteczności czopków przeciwmigrenowych, które ją zawierają. U zdrowego człowieka biologiczny okres półtrwania tego związku wynosi około 5 godzin i oczywiście jest on metabolizowany przez wątrobę. Dłużej zajmuje to organizmowi kobiety, która przyjmuje antykoncepcję hormonalną. Jeszcze wolniej proces ten przebiega u kobiet ciężarnych. U noworodków czas połowicznego zaniku wynosi ponad 30 godzin, a u osób z chorą wątrobą prawie 90 godzin, czyli 18 razy dłużej niż u zdrowego człowieka. Warto też wiedzieć, że są pewne czynniki, które przyspieszają usuwanie kofeiny z organizmu. Jednym z najpopularniejszych jest palenie papierosów.
Kofeina wykazuje geometryczne podobieństwo do adenozyny, substancji, która, mówiąc w dużym uproszczeniu, jest wydzielana przez organizm kiedy ten czuje się zmęczony. Oczywiście ma to miejsce w całym ciele, ale najciekawsze rzeczy dzieją się w mózgu, gdzie znajdują się neurony, które mają specjalne receptory gotowe na wychwycenie cząsteczki adenozyny. Kiedy taki akt ma miejsce generowany jest impuls, który spowalnia aktywność neuronów prawdopodobnie po to, aby chronić je przed tak zwanym stresem metabolicznym. Kofeina, ze względu na wspomniane geometryczne podobieństwo, również może się połączyć z tym receptorem. Z tą jednak różnicą, że nie aktywuje go, przez co nie dochodzi do poinformowania mózgu o tym, że powinien on pójść spać albo odpocząć. Jednocześnie to miejsce zostaje zajęte, przez co przekazanie takiej informacji przez adenozynę staje się niemożliwe. W efekcie niejako zabijamy uczucie senności na poziomie chemicznym.
Nasz organizm radzi sobie z taką sytuacją w najprostszy możliwy sposób, czyli wytwarza więcej receptorów adenozynowych. Skutkiem tego już po krótkim czasie regularnego picia kawy potrzebne są dużo większe dawki aby wywołać ten sam efekt braku senności. Bezpieczne dawki kofeiny to około 300 miligramów dla kobiet ciężarnych i 600 miligramów dla wszystkich pozostałych grup z wyłączeniem cukrzyków. Warto jednak wiedzieć, że istnieją osoby, które wykazują dużą nadwrażliwość na działanie tej substancji.
Ciekawostką okazuje się, że pewne z zablokowanych receptorów adenozynowych mogą wchodzić w interakcje z układem dopaminogennym, zaangażowanym w mechanizm nagrody. Przez to właśnie kofeina jest substancją uzależniającą. Warto wiedzieć, że przyjęcie znacznie większych dawek nie będzie skutkowało odczuciem otrzymania większej nagrody. Dlatego stopień uzależnienia jest dużo mniejszy niż dla innych specyfików, które są masowo przyjmowane, np. dla nikotyny. Ponadto pewne badania pokazują, że ludzie mają tendencję do unikania przyjmowania dużych dawek kofeiny w krótkim czasie, przez to trudno jest przyswoić dawkę, która mogłaby być śmiertelna. Według literatury, wynosi ona około 100-150 mg/kg masy ciała na dobę. Oznacza to, że w ciągu doby musielibyśmy wypić jedną filiżankę czarnej kawy na każdy kilogram naszej masy, jednak już po czterech – pięciu pojawią się zwykle pierwsze objawy przedawkowania, którymi są nudności i bóle głowy. Trzeba pamiętać, że kawa kawie nierówna. Im ziarno dłużej palone, tym mniej kofeiny później zawiera. W obrocie komercyjnym korzystamy z dwóch rodzajów kawy, są to Arabica i Robusta. Pierwsza stanowi 70% światowej produkcji i rośnie powyżej 600 m n. p. m. Druga jest uprawiana na poziomie morza i zawiera dwa razy więcej kofeiny.
Zadajmy sobie pytanie: po co rośliny w ogóle wytwarzają taki związek jak kofeina? Okazuje się, że jest to świetny naturalny pestycyd zdolny do paraliżowania, a nawet zabijania wielu gatunków owadów. Niektóre gatunki roślin wydzielają go nawet w niewielkich ilościach do gleby, która je otacza. Dodajmy w tym miejscu, że najwięcej kofeiny zawiera guarana, która ma jej cztery razy więcej niż ziarna kawowca.
Wiadomo już dlaczego nie czujemy się senni po spożyciu kawy, jednak wciąż nie znamy odpowiedzi na pytanie dlaczego po przyswojeniu tego środka psychoaktywnego odczuwamy przypływ energii. Dzieje się tak dlatego, że kofeina może blokować niektóre grupy enzymów. W efekcie przedłużony i wzmocniony zostaje efekt działania niektórych hormonów, w tym adrenaliny, co przekłada się na zwiększoną aktywność psychoruchową.
Nasz organizm radzi sobie z taką sytuacją w najprostszy możliwy sposób, czyli wytwarza więcej receptorów adenozynowych. Skutkiem tego już po krótkim czasie regularnego picia kawy potrzebne są dużo większe dawki aby wywołać ten sam efekt braku senności. Bezpieczne dawki kofeiny to około 300 miligramów dla kobiet ciężarnych i 600 miligramów dla wszystkich pozostałych grup z wyłączeniem cukrzyków. Warto jednak wiedzieć, że istnieją osoby, które wykazują dużą nadwrażliwość na działanie tej substancji.
Ciekawostką okazuje się, że pewne z zablokowanych receptorów adenozynowych mogą wchodzić w interakcje z układem dopaminogennym, zaangażowanym w mechanizm nagrody. Przez to właśnie kofeina jest substancją uzależniającą. Warto wiedzieć, że przyjęcie znacznie większych dawek nie będzie skutkowało odczuciem otrzymania większej nagrody. Dlatego stopień uzależnienia jest dużo mniejszy niż dla innych specyfików, które są masowo przyjmowane, np. dla nikotyny. Ponadto pewne badania pokazują, że ludzie mają tendencję do unikania przyjmowania dużych dawek kofeiny w krótkim czasie, przez to trudno jest przyswoić dawkę, która mogłaby być śmiertelna. Według literatury, wynosi ona około 100-150 mg/kg masy ciała na dobę. Oznacza to, że w ciągu doby musielibyśmy wypić jedną filiżankę czarnej kawy na każdy kilogram naszej masy, jednak już po czterech – pięciu pojawią się zwykle pierwsze objawy przedawkowania, którymi są nudności i bóle głowy. Trzeba pamiętać, że kawa kawie nierówna. Im ziarno dłużej palone, tym mniej kofeiny później zawiera. W obrocie komercyjnym korzystamy z dwóch rodzajów kawy, są to Arabica i Robusta. Pierwsza stanowi 70% światowej produkcji i rośnie powyżej 600 m n. p. m. Druga jest uprawiana na poziomie morza i zawiera dwa razy więcej kofeiny.
Zadajmy sobie pytanie: po co rośliny w ogóle wytwarzają taki związek jak kofeina? Okazuje się, że jest to świetny naturalny pestycyd zdolny do paraliżowania, a nawet zabijania wielu gatunków owadów. Niektóre gatunki roślin wydzielają go nawet w niewielkich ilościach do gleby, która je otacza. Dodajmy w tym miejscu, że najwięcej kofeiny zawiera guarana, która ma jej cztery razy więcej niż ziarna kawowca.
Wiadomo już dlaczego nie czujemy się senni po spożyciu kawy, jednak wciąż nie znamy odpowiedzi na pytanie dlaczego po przyswojeniu tego środka psychoaktywnego odczuwamy przypływ energii. Dzieje się tak dlatego, że kofeina może blokować niektóre grupy enzymów. W efekcie przedłużony i wzmocniony zostaje efekt działania niektórych hormonów, w tym adrenaliny, co przekłada się na zwiększoną aktywność psychoruchową.