1.
Как готовят кофе?
Помимо того, что кофеин естественным образом содержится в растениях, он был выделен в чистом виде в 1820 году и искусственно получен путем метилирования теобромина в 1861 году (Weinberg BA, Bealer BK, 2004). Кофеин, как одно из наиболее потребляемых психоактивных веществ сегодня, является частью популярной культуры питания и потребляется во многих формах, включая энергетические напитки и пищевые добавки или эргогенные средства. Кофе, наиболее потребляемый источник кофеина, представляет собой растение, принадлежащее к роду Coffea семейства Rubiaceae, встречающееся в основном в Северной и Центральной Африке, а также в некоторых регионах Южной и Центральной Америки и Южной Африки. Ежегодно во всем мире производится более семи миллионов тонн сырого кофе. Семена из плодов этих деревьев сначала обжаривают, измельчают и превращают в порошок. Затем порошок смешивают с молоком или водой и получают напиток (Saud S, Salamatullah AM., 2021).
Какое химическое название кофеина?
Химическое название кофеина — 1,3,7-триметилксантин (C 8 H 10 N 4 O), и это психоактивное вещество, встречающееся в природе в растениях. Как химическое вещество, кофеин имеет белый цвет, не имеет запаха, горький и слабощелочной, с пуриновой алкалоидной кристаллической структурой. Он растворим в воде и органических растворителях. Его химическое название, 1,3,7-триметилксантин, означает, что это соединение, образованное путем связывания метильной группы (CH 3 ) с первым, третьим и седьмым атомами углерода в его химической структуре. Кофеин имеет три метаболита: теофиллин, теобромин и параксантин. Его можно получить в чистом виде, добавив CH 3 к метаболитам теофиллина и теобромина (Keleş F.., 2011).
Какой химический состав кофе?
Как основной источник кофеина, кофе содержит более 1000 химических соединений. Фенолы, такие как хлорогеновая и кофейная кислота, лактоны, дитерпены, такие как кафестол и кахвеол, ниацин и предшественник ниацина тригонеллин, магний и калий являются некоторыми из этих соединений. В то время как 38–42% сухого веса жареного кофе составляют углеводы, 23% — меланоидами, 11–17% — липидами, 10% — белками, 4,5–4,7% — минералами, 2,7–3,1% — хлорогеновой кислотой, 2,4–2,5% — алифатической кислотой и 1,3–2,4% — кофеином
Какой химический состав чая?
Другим наиболее широко потребляемым источником кофеина является чай, получаемый из листьев и почек Camellia sinensis , растения, принадлежащего к семейству Theaceae. Различные виды чая доступны в соответствии с различными способами приготовления, включая черный чай, зеленый чай, белый чай и улун. Химический состав чая включает полифенольные соединения (катехины и эпикатехины), теафлавины, флавонолгликозиды, L-теанин, кофеин, теобромин и летучие органические вещества. Уровень кофеина колеблется от 1,5% до 5% среди различных видов чая, составляя 30 мг кофеина в чашке зеленого чая или около 50 мг в чашке черного чая.
Какие источники кофеина?
Кофеин потребляют около 80% населения мира сегодня. Помимо различий в количестве потребляемого кофеина, различия можно также наблюдать и в его источниках, потребляемых по всему миру. Кофеин содержится в природе более чем в 60 растениях, и концентрации кофеина зависят от типа растения, региона, в котором оно было выращено, и процесса производства . Кофеин можно найти в природе в разных количествах в семенах, листьях и плодах многих различных растений, включая чай, кофе, орехи кола, какао-бобы, мате и плоды гуараны; он также присутствует в коле, газированных напитках, энергетических напитках, добавках и некоторых лекарствах
Какие факторы влияют на биодоступность кофеина?
Кофеин — вещество с высокой биодоступностью, поскольку у него нет эффекта первого прохождения. Однако метаболизм кофеина может варьироваться в зависимости от различных индивидуальных факторов, таких как курение или употребление алкоголя, использование оральных контрацептивов, беременность, менопауза, диета, возраст и генетика (Nehlig A., 2018). После употребления кофеин всасывается в желудочно-кишечном тракте в течение 30–45 минут, достигая наивысших концентраций в плазме и всасываясь в желудке и тонком кишечнике. Его уровни быстро повышаются в плазме, и он транспортируется через печеночную вену и равномерно распределяется по всем тканям организма, включая мозг. Благодаря своим липофильным свойствам кофеин может легко проходить через биологические мембраны и гематоэнцефалический барьер. Он метаболизируется CYP1A2, изоформой цитохрома P450, обнаруженной в клетках печени, которая расщепляет его на метаболиты теобромин (3,7-диметилксантин), параксантин (1,7-диметилксантин) и теофиллин (1,3-диметилксантин) (Chen F, et.al., 2017). Кофеин в основном выводится из организма через почки; в то время как приблизительно 0,5-2% выводится с мочой без метаболизма, 98% реабсорбируется из почечных канальцев после клубочковой фильтрации.
2.
Может ли кофеин быть средством профилактики и лечения депрессии?
Поскольку кофеин, который очень популярен, может употребляться в различных формах и имеет широкий спектр эффектов на организм, механизмы его действия, дозировки и побочные эффекты должны быть исследованы. В литературе отмечена связь между потреблением кофеина и риском возникновения депрессии (Wang L, et.al., 2016). Была отмечена значительная обратная связь между потреблением кофеина и показателями депрессии, и возможный механизм был приписан антагонисту аденозина. Принимая во внимание концентрацию дофамина, которая может особенно снижаться в случаях депрессии, тот факт, что рецепторы A2A экспрессируются в богатых дофамином областях с рецепторами дофамина и рецепторами A2A, разделяющими сигнальный путь, предполагает, что кофеин может помочь в облегчении депрессии, оказывая дофаминергический эффект. Следовательно, увеличивая высвобождение нейротрансмиттеров (т. е. дофамина, норадреналина и серотонина) с этим дофаминергическим эффектом, кофеин стимулирует психомоторную активность, повышает концентрацию и может улучшить общее настроение и когнитивные функции (dePaula J, Farah A., 2019).
3.
Какой механизм действия кофеина на центральную нервную систему?
Физиологическое воздействие кофеина на организм основано на различных механизмах, которые можно разделить на три основные группы: мобилизация кальция, ингибирование фосфодиэстеразы и антагонизм аденозиновых рецепторов. Кофеин быстро всасывается и попадает в кровоток вскоре после приема пищи, и он действует на центральную и периферическую нервную систему через аденозиновые рецепторы. В то время как аденозин действует как ингибитор высвобождения нейротрансмиттеров, кофеин оказывает антагонистическое действие на аденозин и предотвращает снижение высвобождения нейротрансмиттеров, а также влияет на активность дофамина в мезолимбическом дофаминовом пути. Считается, что передача сигнала в моноаминергических системах, модулированная таким образом, лежит в основе воздействия кофеина на поведение, восприятие и мышление, включая различные симптомы, напоминающие психоз (Wang H, et.al., 2015). Влияние кофеина на симптомы депрессии обычно связано с нарушениями моноаминергических систем, при этом механизм его действия основан на антагонизме аденозиновых рецепторов (Alasmari F., 2020). Таким образом, кофеин, который связывается с аденозиновыми рецепторами в различных частях мозга, таких как полосатое тело, гиппокамп, миндалевидное тело и префронтальный кампус, может влиять как на поведение, так и на когнитивное здоровье в широком диапазоне областей посредством модуляции нейротрансмиттерных систем, которые нарушаются при депрессии.
Как кофеин влияет на мышцы человека?
Кофеин увеличивает высвобождение внутриклеточного Ca ++ саркоплазматическим ретикулумом и модулирует каналы Ca ++ , тем самым улучшая время возбуждения-сокращения мышц и, возможно, оказывая положительное влияние во время упражнений на выносливость. Кроме того, кофеин связывается с рианодиновыми рецепторами и активирует их, которые играют важную роль в системе нейротрансмиттеров, и влияет на синаптическую передачу, которая зависит от высвобождения Ca. ++.Согласно гипотезе ингибирования фосфодиэстеразы, увеличение концентрации циклического аденозинмонофосфата внутри клеток наблюдается в результате ингибирования кофеином фермента фосфодиэстеразы, обнаруженного в скелетных мышцах и жировой ткани. С увеличением циклического фденозинмонофосфата также увеличивается активация глицерина, свободных жирных кислот и липаз, и стимулируется липолиз. В результате увеличивается сохранение мышечного гликогена и функциональная способность мышц. Однако для получения описанных здесь эффектов как для механизмов мобилизации кальция, так и для механизмов ингибирования фосфодиэстеразы необходимы дозы, намного превышающие терапевтические.
Выводы
38–42% сухого веса жареного кофе составляют углеводы, 23% — меланоиды, 11–17% — липиды, 10% — бели, 4,5–4,7% — минералы, 1,3–2,4% — кофеин ( в чае содержится 1,5-5% кофеина)
Кофеин метаболизируется CYP1A2, изоформой цитохрома P450, которая расщепляет его на метаболиты теобромин, параксантин и теофиллин
Биодуступность кофеина зависит от индивидуальных факторов, таких как курение или употребление алкоголя, использование оральных контрацептивов, беременность, менопауза, диета, возраст и генетика
Кофеин оказывает профилактическое и терапевтическое влияние на симптомы депрессии
Кофенин действует на центральную и периферическую нервную систему через аденозиновые рецепторы влияя на них как антагонист, а также косвенно на дофамин.
Литература
Alasmari F. Caffeine induces neurobehavioral effects through modulating neurotransmitters. Saudi Pharm J. 2020;28(4):445
Arnaud MJ. Components of coffee. Caffeine, coffee, and health. 1993;43.
Chen F, Hu ZY, Parker RB, Laizure SC. Measurement of caffeine and its three primary metabolites in human plasma by HPLC-ESI‐MS/MS and clinical application. Biomed Chromatogr. 2017;31(6):e3900.
dePaula J, Farah A. Caffeine consumption through coffee: content in the Beverage, Metabolism, Health benefits and risks. Beverages. 2019;5(2):37.
Elmas C, Gezer C. Çay Bitkisinin (Camellia sinensis) Bileşimi ve Sağlık Etkileri. Akademik Gıda. 2019;17(3):417–28.
Keleş F. Kafein. Atatürk Üniversitesi. Ziraat Fakültesi Dergisi. 2011;16:1–4
Nehlig A. Interindividual Differences in Caffeine Metabolism and factors driving caffeine consumption. Pharmacol Rev. 2018;70(2):384–411
Saud S, Salamatullah AM. Relationship between the Chemical Composition and the Biological functions of Coffee. Molecules. 2021;26(24). 10.3390
Wang HR, Woo YS, Bahk WM. Caffeine-induced psychiatric manifestations: a review. Int Clin Psychopharmacol. 2015;30(4):179–82.
Wang L, Shen X, Wu Y, Zhang D. Coffee and caffeine consumption and depression: a meta-analysis of observational studies. Aust N Z J Psychiatry. 2016;50(3):228–42.
Weinberg BA, Bealer BK. The world of caffeine: the science and culture of the world’s most popular drug. Routledge; 2004.
Добавить комментарий