5. Биологическая роль.
Большинство исследований, посвященных кофеину, были нацелены исключительно на те виды спорта, которые требуют повышенной выносливости. Главный их вывод заключается в том, что большинству таких спортсменов кофеин помогает добиться лучших спортивных результатов. Существуют три версии, объясняющие подобную реакцию. Первая из них изначально считалась наиболее правдоподобной и связана со способностью кофеина стимулировать сжигание жира на энергию. Кофеин способствует выработке адреналина — гормона, который ускоряет попадание жирных кислот в кровь. При начальной физической нагрузке мышцы используют доступные для выработки энергии жирные кислоты, сохраняя нетронутыми запасы мышечного гликогена. Отдельные научные исследования подтвердили эту теорию.
Вторая версия заключается в следующем: кофеин способен напрямую влиять на скелетные мышцы, изменяя ключевые энзимы или системы, регулирующие процесс расщепления углеводов внутри клеток. Но исследование данной теории не выявило однозначных результатов и не было доведено до конца.
Третья версия может фактически стать ключевой для понимания того, каким образом кофеин заставляет вас ощущать, что вы выполнили меньший объем работы, чем на самом деле. Согласно данной версии это объясняется тем, что кофеин вследствие его непосредственного воздействия на центральную нервную систему может обеспечить психологический эффект, заставляя атлетов чувствовать, что они работают не так интенсивно, или каким-то образом максимально увеличивать силу мышечных сокращений. Теперь мы знаем, что кофеин обладает свойством обходить мозго-кровяной барьер и препятствовать действию аденозина, нейропередатчика, вызывающего сонливость за счет замедления активности нервных клеток. В мозге кофеин внешне выглядит как аденозин и может сращиваться с аденозиновыми рецепторами на мозговых клетках. Но кофеин не обладает тем же действием, что и аденозин, он не замедляет активности нервных клеток. Вместо этого он стимулирует выработку адреналина, гормона, улучшающего самочувствие во время занятий. В настоящее время это преобладающая версия, максимально подтвержденная научными исследованиями.
Кофеин — алкалоид, содержащийся в листьях чая (около 2 %), семенах кофе (1—2 %), семенах какао, орехах кола; также может быть получен синтетическим путем. По строению и фармакологическим свойствам кофеин близок к теобромину и теофиллину; все три названных алкалоида относятся к группе метилксантинов, но из них наиболее сильное возбуждающее влияние на ЦНС оказывает кофеин. Меньшее действие оказывает теофиллин, еще меньшее — теобромин; теофиллин сильнее стимулирует сердечную деятельность и диурез, меньше выражено действие теобромина, еще меньше — кофеина. В связи с этими различиями в силе действия кофеин используется преимущественно как стимулятор ЦНС.
Кофеин усиливает и регулирует процессы возбуждения в коре большого мозга; в соответствующих дозах он усиливает положительные условные рефлексы и повышает двигательную активность. Стимулирующее действие приводит к повышению умственной и физической работоспособности, уменьшению усталости и сонливости. Большие дозы могут, однако, привести к истощению нервных клеток. Действие кофеина (как и других психостимулирующих средств) в значительной степени зависит от типа высшей нервной деятельности; поэтому дозирование кофеина должно производиться с учетом индивидуальных особенностей нервной деятельности. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга, возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры.
В нейрохимическом механизме стимулирующего действия кофеина важную роль играет его способность связываться со специфическими (пуриновыми или аденозиновыми) рецепторами мозга, эндогенным лигандом для которых является пуриновый нуклеозид — аденозин. Структурное сходство молекул кофеина и аденозина способствует этому. Поскольку аденозин рассматривается как фактор, уменьшающий процессы возбуждения в мозге, замещение его кофеином приводит к стимулирующему эффекту. При длительном применении кофеина возможно образование в клетках мозга новых аценозиновых рецепторов, что приводит к постепенному уменьшению действия кофеина. Вместе с тем при внезапном прекращении введения кофеина аденозин связывает все доступные рецепторы, что может привести к усилению торможения с явлениями утомления, сонливости, депрессии и др.
Бельгийской научно-исследовательской лабораторией «Nestec» разработан новый препарат кофеина пролонгированного действия. Этот препарат пролонгированного действия позволяет значительно продлевать период стимулирующего действия кофеина, сохраняя при этом такую концентрацию кофеина в организме, которая не вызывает побочного действия. Исследования показывают, что прием 300 мг нового препарата дает возможность обходиться без сна в течение 24—48 ч. При этом не происходит существенного накопления кофеина в тканях организма, и возможность патологического действия этого препарата на сердечно-сосудистую систему исключается.
У Кофеина есть как положительные, так и отрицательные свойства.
Исследования последних лет показывают, что одержимо потребляемый кофеин может быть вреден для здоровья и функционирования, и может запускать цикл зависимости у людей, стремящихся к выздоровлению от алкоголизма. (94) Джон Блаттнер совершил обширное исследование соотношения между употреблением кофеина и выздоровлением. (96) Его результаты убедительны. Алкоголики склонны к более тяжёлому потреблению кофеина, чем не алкоголики. Выздоравливающие алкоголики - тяжёлые потребители кофеина рассказывают об усиливающихся признаках физического напряжения и беспокойства при его употреблении. Они также сообщают о головных болях, серьёзной раздражительности и чрезмерных эмоциональных реакциях при его неупотреблении. Эти признаки являются частью кофеиновой абстиненции. Наиболее важным аспектом исследования Блаттнера является факт повышенной склонности к срыву, установленный у тяжёлых потребителей кофеина. Похоже, что кофеин вносит свой вклад в развитие срыва следующим путём: кофеман страдает от беспокойства, напряжения, раздражительности и чрезмерно эмоционального реагирования, связанного с употреблением кофеина. Он не знает, что эти признаки вызваны кофеином и потому боится, что с ним может случиться что-то более серьезное. Чрезмерно эмоциональное реагирование плодит ситуативные проблемы и не позволяет ему разумно справляться с другими проблемами, при их появлении. Конечным результатом являются растущие проблемы, злость и разочарование, усиливающие риск срыва. Поскольку связь между тяжёлым употреблением кофеина и срывом становится более понятной, расширяется и наше понимание того, чем являются «вещества изменяющие сознание», чтобы внести в их список вещества типа кофеина и никотина, которые раньше считались безопасными для выздоровления.
Он помогает быстро собраться с мыслями и направить их в нужную сторону. При этом повышается общий тонус, улучшается настроение и даже возникает чувство лёгкой эйфории. Однако при повышенной концентрации в организме кофеин немного расшатывает нервную систему человека и вносит дисбаланс в процесс обмена веществ. Тонизирующее действие кофеина относит его к психостимуляторам. Даже в умеренных дозах он повышает работоспособность, улучшает настроение, создает ощущение бодрости и прилива сил. Действие кофеина довольно сильно зависит от типа высшей нервной деятельности. Людям с сильным типом, уравновешенным, нужны большие дозы, а со слабым, легко возбудимым - меньшие. Кофеин в большинстве случаев устраняет головную боль. В какой-то мере он восстанавливает процессы возбуждения, если головную боль вызвало утомление. Однако при головной боли, вызванной спазмами сосудов, скажем, при выраженном склерозе, кофеин облегчения не принесет, скорее наоборот.
Из рассматриваемых здесь алкалоидов наиболее сильное возбуждающее влияние на ЦНС оказывает именно кофеин. Меньшее действие производит теофиллин, еще меньшее - теобромин; теофиллин сильнее стимулирует сердечную деятельность и диурез, меньше действует теобромин, затем кофеин. В связи с этими различиями в силе действия кофеин используется преимущественно как стимулятор ЦНС, а теофиллин и теобромин - в качестве сердечнососудистых средств. Физиологические особенности действия кофеина на ЦНС были изучены И.П. Павловым и его сотрудниками, показавшими, что кофеин усиливает и регулирует процессы возбуждения в коре большого мозга; в соответствующих дозах он усиливает положительные условные рефлексы и повышает двигательную активность. Стимулирующее действие приводит к повышению умственной и физической работоспособности, уменьшению усталости и сонливости. Большие дозы могут, однако, привести к истощению нервных клеток. Действие кофеина (как и других психостимулирующих средств) в значительной степени зависит от типа высшей нервной деятельности; дозирование кофеина должно поэтому производиться с учетом индивидуальных особенностей нервной деятельности. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга, возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры. Сердечная деятельность под влиянием кофеина усиливается, сокращения миокарда становятся более интенсивными и учащаются. При коллаптоидных и шоковых состояниях артериальное давление под влиянием кофеина повышается, при нормальном артериальном давлении существенных изменений не наблюдается, так как одновременно с возбуждением сосудодвигательного центра и сердца под влиянием кофеина расширяются кровеносные сосуды скелетных мышц и других областей тела (сердца, почек), однако сосуды органов брюшной полости (кроме почек) суживаются. Диурез под влиянием кофеина несколько усиливается, главным образом в связи с уменьшением реабсорбции электролитов в почечных канальцах. Сосуды мозга под влиянием кофеина суживаются, особенно при их дилатации. Кофеин понижает агрегацию тромбоцитов. Под влиянием кофеина происходит стимуляция секреторной деятельности желудка. Действие кофеина продолжается от 2 до 7 часов, причем наиболее сильно оно выражается в течение первого часа. Полное освобождение организма от кофеина происходит только через 24 часа.
Литература:
“Фармакология” Харкевич Д.А. 3-е издание, переработано и дополнено - М.: Медицина, 1987.- 560с., ил.
http://gymlex.com/nutrition-category/caffeine.html - Действие Кофеина, его роль в спорте.
http://www.carebms.net/2012/03/rol-kofeina-v-snizhenii-riska-razvitiya-nealkolgolnoy-zhirovoy-bolezni-pecheni/ - Роль Кофеина в снижении риска развития неалкогольной жировой болезни.
http://rudocs.exdat.com/docs/index-156602.html?page=11#5542467 Роль Кофеина.
http://sportswiki.ru/%D0%9A%D0%BE%D1%84%D0%B5%D0%B8%D0%BD – Кофеин. Энциклопедия
http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/%D0%9A%D0%BE%D1%84%D0%B5%D0%B8%D0%BD - Кофеин
http://www.smed.ru/guides/184/ - Биологическая роль химических элементов и минеральных веществ
http://the-mostly.ru/misc/coffe_in_beverages_and_preparations.html - Кофеин в напитках и в препаратах
http://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_789.htm - Описание вещества Кофеин.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%F4%E5%E8%ED – Кофеин – Википедия.