Кофеин, он же теин, гуаранин и матеин, содержится в черном и зеленом чае, кофе, мате, какао, семенах гуараны и в других растениях. Растениям он нужен для защиты от жуков, гусениц и млекопитающих, которые едят листья. Для них кофеин ядовит. Однако люди полюбили кофеин. Это отношение не ограничилось кофе и чаем: кофеин добавляют во многие энергетические напитки.
Козы-плясуньи и неспящие монахи
Кто, когда и как открыл кофе на самом деле, неизвестно. Одна из версий происхождения названия связывает слово «кофе» с зоной Каффа в Эфиопии, а временем открытия указывает IX век. Пастух Калди заметил, что козы, поев красных ягод с кустов, резвятся и скачут, как маленькие козлята. Пастух разжевал одну ягоду на пробу (никогда не делайте так с незнакомыми растениями!), и вскоре ощутил прилив сил. Калди (он же Калдим, Келди и Khalid) собрал еще ягод и отнес в суфийскую ханаку – поселение богословов, в котором часто размещали школы, библиотеки и гостиницы для путников. Ученые люди не оценили вкус, и бросили ягоды в огонь. Аромат горящего в очаге кофе понравился им больше. Кто-то догадался измельчить обжаренные бобы и бросить их в воду. Получившийся напиток монахи пили, чтобы не спать ночью.
Эта история известна по De Saluberrima potione Cahue seu Cafe nuncupata Discurscus («О полезнейшем напитке кофе»). Написал эту книгу в 1671 году профессор восточных языков Римской коллегии Антонио Фаусто Найроне.
Возможность отогнать сон, взбодриться и поднять настроение пришлась по вкусу и арабам, и европейцам. Поэтому кофе - один из самых популярных напитков. Например, в 2019 году по информации Международной организации кофе, в страны Европы ввезли около 3 миллионов тонн зерен.
Как действует кофеин
Кофеин действует одинаково на человека, крыс, мышей, морских свинок, кроликов, собак, кошек, коз и других животных. Он возбуждает нервную систему: улучшает мышление, восприятие и настроение, снижает усталость и сонливость. Молекула кофеина похожа на молекулу аденозина. Это один из нейромедиаторов – веществ, с помощью которых в нервной системе передается информация. Аденозин снижает кровяное давление и активность нервной системы и вызывает сонливость. Чем дольше бодрствовать, тем выше его концентрация в организме. Во время сна концентрация аденозина снижается.
Кофеин связывается с рецепторами к аденозину и является его антагонистом. Это означает, что эффект кофеина противоположен действию аденозина. Поэтому, выпив кофе, человек перестает ощущать усталость и хотеть спать, кровяное давление повышается. Чем больше кофеина принять, тем сильнее эффект. У некоторых людей кофеин вызывает усталость и снижение настроения.
Когда человек пьет кофе, бодрее всего он чувствует себя через 0,5-2 часа. В это время в крови содержится больше всего кофеина. Затем его содержание постепенно снижается. Половина полученного кофеина выводится из организма взрослого человека за 3-6 часов. Это время называют временем полувыведения вещества. Это время выше всего у детей: до 100 часов у новорожденных. С возрастом время полувыведения кофеина снижается: системы организма, отвечающие за его метаболизм (переработку) начинают работать эффективнее.
Кофеин не только бодрит. У него есть мочегонное действие. Оно проявляется через 30-60 минут, смотря какой напиток с кофеином выпить. Кроме того, кофеин снижает свертываемость крови и усвоение кальция из пищи. Однако если человек получает достаточно кальция, кофеин не вызывает ломкости костей или разрушению зубов. Эти состояния возникают только у тех любителей кофе, чая и энергетических напитков, которые едят слишком мало продуктов, содержащих кальций.
Отравление кофеином
Признаки передозировки кофеина и отравления им у человека и животных похожи. Температура тела и кровяное давление повышаются, пальцы и руки дрожат, зрачки расширяются, сердце бьется чаще, болит голова, а иногда и живот, начинается рвота. Бодрость переходит в беспокойство, не дающее усидеть на месте. При более серьезном отравлении кофеином восприятие окружающей обстановки нарушается вплоть до галлюцинаций и помрачения сознания. Судороги и опасные нарушения сердцебиения могут развиться, если принять 1 г кофеина и более. Обычно же минимальной токсичной дозой для человека считают 0,5 г кофеина разово. Столько человек получит, если выпьет 4-6 чашек кофе за 1-2 часа.
На многих сайтах о ядах смертельной дозой кофеина для человека указывают 10 г разово. Это усредненное значение. Смертельная доза кофеина зависит от возраста и здоровья человека и составляет от 3 г для детей до 18-20 г для взрослых.
Если пить кофе постоянно
У тех, кто пьет кофе или чай каждый день, вырабатывается устойчивость к кофеину. В токсикологии слово «устойчивость» означает, что нужно принять больше вещества для того же эффекта. Если резко перестать пить кофе, возникнет синдром отмены, как при любой зависимости. При зависимости от кофеина синдром отмены слабый: человек становится раздражительным, нервным, у него болит и кружится голова, он чувствует усталость. Авторы учебника «Секреты токсикологии» 2006 года издания пишут, что после отмены кофеина могут начаться судороги. Чем больше кофеина принимал человек, тем тяжелее признаки отмены.
Все это происходит потому, что в организме появилось больше рецепторов к аденозину. Поскольку кофеина нет, с ними связывается сам аденозин. Через 2-4 дня количество рецепторов к аденозину снижается, и неприятные ощущения проходят.
Иногда в статьях и новостях пишут, что в больших количествах кофеин вызывает некоторые формы рака. Однако доказательств этому нет ни для человека, ни для животных. Поэтому Международное агентство по изучению рака не относит кофеин к канцерогенам.
Если постоянно взбадриваться кофеином, нервная система истощается. В лучшем случае кофеин начинает действовать «наоборот» - вызывает сонливость и чувство усталости. Если на этом не остановиться, развиваются психозы с галлюцинациями и другие нарушения психики. Большие количества кофеина смертельны.
Польза кофеина
В медицине кофеин используют при отравлениях снотворными и наркотиками, против головной боли и гипотонии, для стимуляции дыхания и для лечения бронхолегочной дисплазии у недоношенных детей. Его добавляют в противопростудные и обезболивающие лекарства.
У любителей кофе и чая реже развивается диабет, болезни печени и болезнь Паркинсона. По всей видимости, кофеин не способствует, но и не мешает развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Беременным можно пить 1-2 чашку кофе в день: в исследованиях такая доза кофеина не влияла на эмбрион ни у человека, ни у животных.