Как и многие другие природные продукты, такие как чай и шоколад, кофе содержит кофеин — самое популярное психоактивное вещество в мире. Именно кофеин помогает нам чувствовать себя бодрыми. Но чтобы понять, как это происходит, нужно разобраться, что происходит в нашем мозге в этот момент.
В нашем организме присутствуют молекулы, называемые аденозинтрифосфат (АТФ). Они вырабатываются митохондриями — особыми структурами внутри клеток, из потребляемых нами белков, жиров и углеводов. Так вот, чтобы наш организм функционировал ему требуется энергия, а берёт он её как раз из АТФ, а точнее из расщепления высокоэнергетических связей в ней.
В процессе её расщепления одним из продуктов её распада образуется аденозин. По мере того, как мозг расходует энергию в течении дня уровень аденозина в увеличивается. Аденозин связывается со специальными аденозиновыми рецепторами на нейронах (нервных клетках организма), вызывая чувство усталости и сонливость. Это очень важный механизм для организма: высокий уровень аденозина говорит о том, что мозг уже устал и нуждается в отдыхе. Поэтому аденозин заставляет нас чувствовать себя уставшими и в конце концов заснуть.
Аденозин может оказывать два эффекта в зависимости от того, какие типы аденозиновых рецепторов он активирует. Если аденозин активирует рецепторы A1 на нейронах, которые поддерживают состояние бодрствования, активность этих нейронов снижается. А если аденозин активирует рецепторы A2 на нейронах, отвечающих за сон, то активность этих нейронов, наоборот, повышается. За засыпание отвечает комбинация активации этих двух типов рецепторов: более слабый сигнал бодрствования и более сильный сигнал сна (а также множество других гормонов).
Во время сна организм восстанавливает запасы энергии и выводит аденозин. Из-за этого уровень аденозина становится недостаточным для активации аденозиновых рецепторов, и вы просыпаетесь бодрыми.
Теперь мы наконец вспоминаем про кофеин. Вскоре после употребления он всасывается через тонкий кишечник и растворяется в крови. Поскольку кофеин растворяется и в воде, и в жирах, то может преодолеть гематоэнцефалический барьер мозга (барьер, который препятствует проникновению в мозг "лишнего") и проникнуть в мозг.
Структурно кофеин очень похож на молекулу аденозина. Настолько похож, что может занять место аденозина в его же рецепторах. Однако, хотя структура кофеина и аденозина схожа, они не полностью одинаковы, поэтому кофеин не может активировать рецепторы, а только занимает место аденозина. Когда кофеин связывается с рецепторами, аденозин уже не может связаться с занятыми рецепторами и вызвать чувство усталости. Таким образом, кофе и помогает оставаться нам бодрыми!
Кофе не даёт нам больше энергии, оно лишь убирает чувство усталости. Обычно чувство бодрости появляется через полчаса-час после приёма кофе, а эффект длится 2-4 часа, в зависимости от того, насколько быстро ваш организм расщепляет кофеин (и даёт аденозину обратно занять своё место), что определяется в основном генетикой.
Кроме того, благодаря кофеину высвобождаются естественные стимуляторы мозга, такие как дофамин, которые начинают работать более эффективно, когда аденозиновые рецепторы заблокированы. Избыток свободного аденозина также сигнализирует надпочечникам о необходимости выделения адреналина — ещё одного стимулятора. Это ещё больше повышает бодрость и уменьшает чувство усталости.
Если вы регулярно пьёте кофе, то с каждым разом вам может требоваться всё больше кофеина, чтобы почувствовать бодрость, как раньше. Это связано с тем, что со временем организм синтезирует больше аденозиновых рецепторов, чтобы компенсировать рецепторы, занятые кофеином. Из-за увеличения количества аденозиновых рецепторов может возникнуть зависимость от кофеина. Если вы перестанете пить кофе, увеличенное количество аденозина вызовет усталость, сонливость и проблемы с концентрацией внимания. Чтобы избежать этих неприятных ощущений, нужно будет продолжать употреблять кофеин.
Хорошая новость заключается в том, что эта зависимость не настолько серьёзная, чтобы её можно было считать настоящей зависимостью. Кофеин вызывает меньшее привыкание по сравнению с другими стимуляторами. От зависимости можно легко избавиться, просто уменьшив количество употребляемого кофеина. В результате количество аденозиновых рецепторов снова станет нормальным.
Аденозиновые рецепторы есть не только в мозге, но и в сердце, и в почках. Когда аденозин связывается с этими рецепторами, он снижает их активность, давая органам отдохнуть, ведь сердцебиение и выработка мочи также как и все остальные процессы требуют энергии. Однако, если в них заблокировать аденозиновые рецепторы кофеином, произойдёт обратное: сердце будет биться чаще, а мочи выделяться больше.
При передозировке кофеином могут возникнуть неприятные симптомы, такие как головная боль, головокружение, учащённое сердцебиение и бессонница. Однако в целом кофеин безопасен: в чашке кофе обычно содержится около 100–200 мг кофеина, а смертельная доза кофеина составляет 10 грамм, что эквивалентно 50–100 чашкам кофе. Но если выпить столько кофе, то человек умрёт уже от передозировки водой. Также стоит отметить, что детям не рекомендуется пить кофе, так как точно неизвестно, как кофеин влияет на ещё развивающийся мозг.
На этом собственно всё! За эту статью я рассказал вам всё, что можно о кофеине и аденозине: как организм устаёт, как кофеин вызывает у нас чувство бодрости, почему возникает зависимость от кофе и о многом другом! Конечно, в этой теме существует множество тонкостей, ведь как я и говорил всё что связано с организмом - очень сложно и запутанно, однако знание этих тонкостей может пригодиться только специалистам, работающим в этой области.
#ЗаметкиГика