Кофе – один из самых популярных и любимых напитков в мире. Он не только бодрит и тонизирует, но и обладает рядом полезных свойств, таких как антиоксидантное, противовоспалительное и антидепрессивное действие. Но почему у кофе такой разнообразный эффект: кому-то после даже одной чашечки кофе не уснуть ночью, а кто-то может пить его весь день и проблем со сном не будет? Как генетика человека определяет его предпочтения и реакцию на кофеин? В этой статье мы попытаемся ответить на эти вопросы, опираясь на последние научные исследования.
Кофеин – это алкалоид, который стимулирует центральную нервную систему, улучшая умственную и физическую работоспособность, настроение, память, внимание и концентрацию. Однако, кофеин также может вызывать нежелательные эффекты, такие как бессонница, тревожность, раздражительность, головная боль, сердцебиение, повышенное кровяное давление и другие. Степень и продолжительность этих эффектов зависят от многих факторов, таких как доза, частота и время потребления кофеина, возраст, пол, вес, состояние здоровья, лекарства, пища, алкоголь и табак. Однако, одним из самых важных факторов является генетика человека, которая определяет скорость и способ метаболизма кофеина в организме.
Давайте для начала разберемся как же работает кофеин.
Кофеин стимулирует центральную нервную систему, влияет на нервные клетки в мозге, повышает бодрость и уменьшает усталость. Во многом это достигается за счет блокировки аденозиновых рецепторов. Аденозин — это нейромедиатор, который тормозит активность нейронов и вызывает сонливость. Чем больше аденозина накапливается и связывается с рецептором аденозина (ADORA2A), тем более сонливыми и уставшими мы себя чувствуем. Кофеин также связывается с аденозиновым рецептором ADORA2A. Но вместо активации он блокирует действие аденозина на рецептор. Вот почему кофеин заставляет вас чувствовать себя бодрее — из-за отсутствия связывания аденозина с рецептором. Но при этом уровень аденозина в крови остается прежним. Т.е. кофе просто маскирует усталость. Кроме того, кофеин увеличивает выделение других нейромедиаторов, таких как дофамин, серотонин, норадреналин и ацетилхолин, которые улучшают настроение, память, внимание и когнитивные функции.
Кофеин также влияет на сердечно-сосудистую систему, усиливая сокращение сердца и расширяя кровеносные сосуды. Это повышает кровяное давление и улучшает кровообращение в тканях. Он стимулирует почки, усиливая мочеотделение и вывод воды из организма, а также может повышать обмен веществ и расход энергии, способствуя сжиганию жира.
Метаболизм кофеина – это процесс биотрансформации кофеина в организме человека, который состоит из двух этапов: окисления и конъюгации. На первом этапе кофеин окисляется в печени с помощью ферментов цитохрома Р450, преимущественно CYP1A2, а также CYP2E1 и CYP3A4, в три основных метаболита: параксантин, теофиллин и теобромин. На втором этапе эти метаболиты конъюгируются с глюкуроновой кислотой или сульфатом с помощью ферментов глюкуронилтрансферазы (UGT) и сульфотрансферазы (SULT) и выводятся из организма через почки.
Скорость и способ метаболизма кофеина зависят от генетического полиморфизма ферментов, участвующих в этом процессе. Генетический полиморфизм – это наличие различных вариантов (аллелей) одного и того же гена у разных людей, которые могут влиять на функцию и активность фермента. Например, существуют различные аллели гена CYP1A2, которые определяют, насколько быстро человек окисляет кофеин. Люди с аллелем CYP1A2 — АА являются быстрыми метаболизаторами кофеина, то есть они быстро превращают кофеин в метаболиты и выводят его из организма, поэтому для достижения эффекта им требуется более количество кофе, а вот бессонницей и нервозностью связанной с потреблением кофе они страдать скорее всего не будут. Люди с аллелем CYP1A2 — АС и СС являются медленными метаболизаторами кофеина, то есть они медленно окисляют кофеин и накапливают его в организме. Соответственно, кофеин сильнее влияет на организм и все побочные эффекты от потребления кофе они будут остро ощущать, поэтому таким людям рекомендуется ограничить потребление кофе до 1-2 чашек в день и время приема перенести на утро.
Кроме того, существуют и другие гены, которые влияют на метаболизм кофеина, такие как UGT1A9, UGT2B7, SULT1A1, SULT1A2, AHR, ADORA2A и другие. Эти гены также имеют различные аллели, которые могут увеличивать или уменьшать активность ферментов, регулировать экспрессию гена CYP1A2, или влиять на рецепторы кофеина в мозге. О них мы будем говорить в следующий раз.
Таким образом, генетика человека определяет индивидуальную реакцию на кофеин и может объяснить, почему некоторые люди любят кофе, а другие нет, или почему некоторые люди могут пить кофе перед сном, а другие нет. Поэтому, чтобы пить кофе с пользой для здоровья, необходимо учитывать индивидуальную чувствительность к кофеину и соблюдать меру в его употреблении.
