Кофеин: как это работает?

Кофеин: как это работает

Привет, мы решили подготовить серию статей про то, как работают разные ноотропные ингредиенты – нас часто спрашивают об этом, а найти качественную информацию не так уж и просто.  Если такой формат будет интересен подписчикам Хабра, будем делать ещё.

Начнем с кофеина –  наверное, про него в современном мире не слышал только совсем глухой. Кто-то им злоупотребляет, кто-то избегает, но мало кто понимает, как же он действительно работает. Рассказываем.

С кофеином в обычной жизни мы сталкиваемся постоянно, даже если не задумываемся об этом – в кофе, чае, шоколаде, напитках-энергетиках и в виде БАДов. Бодрящий эффект – визитная карточка кофеина, но на уровне физиологии это вещество работает более глубоко, действуя на многие системы организма: нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, выделительную и желудочно-кишечный тракт. Поэтому важно правильно подбирать дозировку, и тогда мы получим только приятные бонусы в виде уменьшения сонливости и роста работоспособности.

Как работает

Кофеин относится к классу алкалоидов, фармакологические действия вещества – аналептическое, кардиотоническое, психостимулирующее. Проще говоря, он оказывает прямое действие на легкие, сердце и мозг.

При его приеме со стороны нервной системы происходит усиление процессов возбуждения – то есть мы ощущаем повышение умственной и физической работоспособности, время наших реакций на окружающую среду сокращается, мы становимся быстрее, собраннее и бодрее.  На уровне дыхательной системы происходит учащение и углубление дыхания, со стороны желудочно-кишечного тракта стимулируется секреция желез желудка. Также кофеин обладает мочегонным действием, однако в умеренных дозах он не вызывает обезвоживания организма.

Наиболее очевидна, пожалуй, реакция сердечно-сосудистой системы – учащается пульс, повышается артериальное давление (что уже является положительным эффектом для гипотоников). Эта же система быстрее всего покажет, что мы переборщили с количеством кофеина – в этом случае может появиться тахикардия и повышение давления выше нормальных значений.

Кроме того, кофеин оказывает прямое действие на нейромедиаторы и некоторые важные гормоны. И вот как это происходит:

Аденозин

Нейромедиатор аденозин – первый, о котором стоит сказать, поскольку механизм работы кофеина связан с ним напрямую. Аденозин участвует в биохимических процессах организма, запускаясь при утомлении, его концентрация увеличивается при длительном бодрствовании и уменьшается после сна. За счет сходства их молекулярной структуры кофеин вступает в игру и выключает эту реакцию, блокируя рецепторы аденозина в головном мозге и других органах. Именно за счет потери связи аденозина с рецепторами и работает наш герой. Расслабление подавляется, внимание и скорость реакций увеличиваются – и где-то здесь практически появляется второе дыхание.

Уровень аденозина увеличивается, когда мы долго бодрствуем, и уменьшается, когда отдыхаем. Кофеин блокирует аденозиновые рецепторы. Получается, что кофеин просто выключает возможность организма чувствовать усталость.

Адреналин

При употреблении кофеина начинает расти уровень гормона стресса – адреналина. Он отвечает за прилив крови к сердцу и головному мозгу, а это и нужно в момент стресса и опасности – быстро реагировать, хорошо соображать и активно действовать физически. Есть данные, что концентрация адреналина у молодых людей после приема кофеина достигает 500 %. Мы думаем и действуем быстрее, потому что кофеин начинает действовать на стимулирующие гормоны. 

При этом уровень адреналина не только растет сам, но и активизирует за счет стимулирования надпочечников выработку другого гормона, кортизола, который тоже всегда участвует в стрессовых реакциях. Тем самым усиливается собственное действие кофеина и увеличивается устойчивость человека к стрессу в целом.

Адреналин заставляет организм мобилизоваться для устранения угрозы. Кофеин повышает его уровень, отсюда и известный бодрящий эффект.

Кортизол

Этот гормон имеет схожий с адреналином эффект, в обычном режиме преимущественно вырабатывается утром, давая нашему организму команду идти и совершать подвиги. А вот когда естественный пик содержания кортизола идет на спад, поддержать его можно с помощью кофеина.

После 12 часов дня кортизол уходит на покой, так что послеобеденная чашка кофе действительно придает нам бодрости на вторую половину дня.

Интересно, что есть взаимосвязь выработки кортизола после приема кофеина с тренировками, наиболее высокие значения этого гормона при приеме кофеина будут при физической нагрузке. При интеллектуальной деятельности с параллельным употреблением кофеина подъем концентрации кортизола будет меньше.

Уровень кортизола напрямую связан с нашей активностью в течение дня. Кофеин увеличивает его, за счет чего продлевается время эффективности.  

Тестостерон

Один из самых известных гормонов, вырабатывается и у мужчин, и у женщин. Имеет огромное значение, берет на себя буквально все: влияет на половое влечение, настроение,  распределение мышечной массы и жировой ткани. Тестостерон снижает утомляемость и имеет свойство повышать мотивацию к действию.

Согласно исследованиям, у кофеина есть влияние на рост тестостерона. Больший эффект при этом отмечается при занятиях спортом, когда прием вещества был перед тренировкой. В этом случае кофеин влияет на физическую выносливость во время выполнения силовых и анаэробных упражнений. Такой эффект кофеина хорошо известен и широко используется в предтренировочных комплексах.

Уровень тестостерона при приеме кофеина  будет повышаться, но в основном это скажется на физических нагрузках.

Сколько пить

Посмотрев на механизм действия кофеина, закономерно возникает вопрос дозирования – сколько же стоит употребить, чтобы получить все хорошее и без негативных последствий.

Регистр лекарственных средств России считает допустимой дозу в 300 мг вещества на взрослого человека, это эквивалент 4 чашек по 150 мл натурального кофе. Департамент сельского хозяйства США предлагает ориентироваться на следующие показатели содержания кофеина в напитках:

 Содержание кофеина в самых распространенных напитках

Прием новых добавок, содержащих кофеин, некоторые источники рекомендуют начинать с дозы в 100 мг. Также существует простая формула расчета относительно веса человека: это 4-6 мг вещества на 1 кг веса. Столько допустимо употреблять за день, включая шоколад, все напитки и добавки с кофеином. Кстати, обычно в стимулирующих добавках используют 150 мг кофеина, что не противоречит нормам разового потребления и органично дополняет их.

Противопоказания к приему кофеина также зафиксированы – это выраженная артериальная гипертензия, органические заболевания сердечно-сосудистой системы, глаукома, нарушение сна, повышенная возбудимость, старческий возраст.

Сколько действует

По статистике, принятый перорально кофеин подействует в течение 40 минут, пик концентрации вещества приходится на период между 15 и 120 минутами. Кофеин метаболизируется в печени, эффект от его действия пройдет после естественного выведения из организма. Этот период ограничивается 3-6 часами – столько кофеин будет действовать и бодрить нас.

Как обычно, это средние цифры, поскольку есть индивидуальная восприимчивость к кофеину – кто-то не спит после одной чашки, а кому-то и от нескольких нет никакого эффекта. За это несет ответственность цитохром P450 – группа ферментов печени, расщепляющих кофеин. Если эти ферменты работают не очень, то человеку будет достаточно малого количества и эффект от кофеина будет длиться долго. А когда ферменты работают очень активно, то и результата можно совсем не почувствовать, так быстро он нейтрализуется печенью.

На этом пока все про кофеин. Обычно мы рассказываем про ноотропы в формате коротких постов в нашем Instagram. Надеемся, что наш первый опыт полноценной статьи на Хабре будет удачным и она окажется полезной для вас. Если так, то непременно будем писать еще!