Новые исследования подтверждают ранние гипотезы о том, как воздействует кофеин на организм, однако они обнаружили также и неожиданные аспекты.
Чем можно быстро побороть сонливость и усталость? Безусловно, это крепкий кофе. Не удивительно, что среднестатистический житель Германии за год выпивает около 150 литров кофе. Тот факт, что кофе, равно как и чай, какао, кола и многочисленные энергетические напитки, содержавшие кофеин, действительно оказывают помощь на некоторое время избавиться от сонливости и улучшить сосредоточенность. Однако, до сих пор был неизвестен механизм достижения этого эффекта, и какие процессы запускает кофеин в человеческом головном мозге. Теперь медики научно-исследовательского центра в Юлихе смогли выяснить некоторые детали данного механизма, причем результаты исследования оказались нетривиальными и в некоторой мере удивили ученых.
Для исследования отобрали группу из 20 молодых мужчин-добровольцев, которые, напившись кофе, провели долгое время лежа в трубе так называемого позитронно-эмиссионного томографа. Это исследование заняло почти два с половиной часа, рассказал руководитель проекта Андреас Бауэр, профессор Неврологической клиники Дюссельлдорфского университета и сотрудник Института неврологии и медицины при Научно-исследовательском центре в Юлихе. Это нелегкое испытание для подопытных, так как все это время они вынуждены держать голову абсолютно неподвижно. Участникам исследования при этом не разрешали дремать.
Однако профессор уверяет, что участники исследования не могли быть сонными, так как они получили дозу кофеина. Своей выдержкой добровольцы смогли внести огромный вклад в науку, считает ученый. Это было первое исследование, позволяющее нам с помощью живого человека в реальном времени проследить, где конкретно и в каких концентрациях происходит действие кофеина на головной мозг.
Исследование проводили с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Данный метод диагностической визуализации позволяет отслеживать распределение в организме, и в частности, в головном мозге – биологически активные соединения, предварительно помеченные позитрон-излучающими радиоактивными изотопами. В данном случае томографией была подтверждена гипотеза о том, что у кофеина есть сходства с аденозиновыми рецепторами. Аденозин – это вещество, которое играет важную роль во многих биологических процессах организма, включая передачу энергии и сигналов. В особенности, принято считать, что аденозин как нейромедиатор участвует в процессе подавления бодрствования и стимуляции сна. Если же молекулы кофеина, которые обладают значительным структурным сходством с молекулами аденозина, оттесняют последние от рецепторов на мембранах нейронов, занимая их место, то этим действием они препятствуют наступлению сна, - именно так представляли себе ученые механизм бодрящего свойства кофе.
Казалось бы, томография была этому подтверждением, но в то же время она выявила нечто более неожиданное. Как оказалось, длительность биохимического эффекта, который вызывает кофеин в головном мозге, может длиться от 5 до 6 часов. Профессор Бауэр признался, что они сами были поражены этим фактом. До этого считалось, что биологический период полураспада кофеина, а точнее период его полувыведения, гораздо короче. Можно смело утверждать, что через 5 – 6 часов после употребления кофе от его в организме не остается никакого следа. А это приводит к тому, что оригинальный «ключ» - молекула, которая вызывает сонливость – в течении некоторого времени не подходит к «замку» - рецептору. Но только до тех пор, пока у этого рецептора вновь не будет исходной структуры. Вот такая гипотеза профессора Бауэра и его коллег. Данная модель действительно объясняет, почему воздействие кофеина продолжается намного дольше, чем его присутствие в организме. Ученые считают, что достаточно двух-трех чашек кофе для блокировки всех аденозиновых рецепторов в головном мозге. Это достаточно высокий процент. Это является причиной того, что дополнительного бодрящего эффекта при дополнительном употреблении кофе не наблюдается, тем более, что длительность самого эффекта составляет 5 – 6 часов.
