Jak kofeina wpływa na mózg i ciało człowieka: co pokazuje nauka

Jak kofeina dociera do mózgu

Efekty stymulujące kawy, herbaty lub napoju energetycznego mogą rozpocząć się już 15 minut po spożyciu, zgodnie z przeglądem farmakologii kofeiny opublikowanym na News-Medical.net. Po wchłonięciu do krwiobiegu głównym działaniem kofeiny w mózgu jest blokada receptorów adenozyny, cząsteczki, która normalnie gromadzi się w ciągu dnia i sygnalizuje mózgowi, aby zwolnił i poczuł senność, zgodnie z wyjaśnieniami z programu wellness Thrive Uniwersytetu Atlantyckiego na Florydzie.

Zajmując receptory adenozyny bez ich aktywacji, kofeina zapobiega działaniu tego naturalnego "wyłącznika", co utrzymuje aktywność mózgu przez dłużej niż by to miało miejsce w innym przypadku, wyjaśnia materiał FAU. Blokada receptorów adenozyny jest również opisywana jako centralny mechanizm farmakologiczny kofeiny w badaniu z 2023 roku na temat przewlekłego spożycia kofeiny opublikowanym w czasopiśmie Biomolecules.

Dopamina, norepinefryna i czujność

Zgodnie z wyjaśnieniami FAU, blokowanie receptorów adenozyny wpływa na kilka innych neurotransmiterów, w tym GABA, glutaminian, dopaminę, norepinefryną i serotoninę. Kofeina podwyższa również poziomy cząsteczki sygnalizacji komórkowej cAMP, którą to samo źródło łączy ze wzrostem katecholamin, takich jak dopamina i norepinefryna - chemikaliów związanych z skupieniem i czuwaniem.

W badaniu Biomolecules, kierowanym przez badacza Cátię R. Lopes, myszy podawano kofeinę w wodzie pitnej przez około dwa tygodnie. Zespół donosi, że to narażenie pozostawiło receptory adenozyny A1 i A2A w dużej mierze funkcjonujące jak wcześniej i nie zmieniło pamięci, nastroju ani ruchu zwierząt w testach behawioralnych. Naukowcy odkryli zwiększone rezerwy energii i poprawioną równowagę oksydacyjno-redukcyjną (antyoksydacyjną) w połączeniach komórek nerwowych w korze, wskazując na efekt metaboliczny w tym regionie mózgu. Ponieważ badanie zostało przeprowadzone na myszach, jego wnioski na temat metabolizmu mózgu niekoniecznie są identyczne u ludzi.

Jak organizm rozkłada kofeinę

Po wchłonięciu kofeina jest oczyszczana głównie przez system cytochromu P450 wątroby, który zamienia ją na trzy powiązane związki: paraksantynę (około 84 procent dawki), teobromę (około 12 procent) i teofillinę (około 4 procent), zgodnie z News-Medical.net. U zdrowych dorosłych okres półtrwania kofeiny - czas potrzebny, aby połowa jej opuściła krwiobieg - wynosi około pięciu do sześciu godzin, choć to samo źródło zauważa, że to się różni: intensywne palenie może zmniejszyć go mniej więcej o połowę, podczas gdy ciąża może przedłużyć go nawet do piętnastu godzin.

Oficjalne wytyczne dotyczące dziennych limitów

Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków stwierdza, że 400 miligramów dziennie - około dwóch do trzech 12-uncjowych filiżanek kawy - "nie jest ogólnie związane z negatywnymi skutkami" dla większości zdrowych dorosłych, zauważając, że tolerancja zależy od wagi ciała, leków i indywidualnej wrażliwości. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności osiągnął podobną cyfrę w swojej opinii naukowej z 2015 roku, doszedł do wniosku, że pojedyncze dawki do 200 miligramów i całkowite dzienne spożycie do 400 miligramów nie stwarzają obaw bezpieczeństwa dla zdrowych dorosłych, zgodnie ze streszczeniem opublikowanym przez Europejską Radę ds. Informacji Żywieniowej (EUFIC).

EFSA ustala niższe progi dla innych grup: do 200 miligramów dziennie dla kobiet w ciąży i karmiących, oraz 3 miligramy na kilogram masy ciała dla dzieci i nastolatków, zgodnie ze streszczeniem EUFIC. FDA z osobna zaleca ostrożność wobec napojów zawierających kofeinę dla dzieci poniżej dwóch lat i zauważa, że eksperci medyczni odradzają napoje energetyczne dla dzieci i nastolatków ze względu na ich zawartość cukru i kofeiny.

Nadmierne spożycie, dawki toksyczne i odwodnienie

Przekroczenie typowego spożycia może spowodować przyspieszenie czynności serca, kołatanie serca, wysokie ciśnienie krwi, bezsenność, niepokój, nerwowość, zaburzenia żołądka, nudności i bóle głowy, stwierdza FDA. Agencja szacuje, że efekty toksyczne, takie jak napady, mogą pojawić się po szybkim spożyciu około 1200 miligramów kofeiny - mniej niż połowa łyżeczki czystej substancji - i ostrzega, że czystą, wysoce skoncentrowaną produkty zawierające kofeinę "mogą mieć poważne konsekwencje dla zdrowia, w tym śmierć".

Reputacja kofeiny jako odwadniającego moczopędu jest tylko częściowo poparta dowodami. Badanie opublikowane w Frontiers in Nutrition wykazało, że dawki około 6 miligramów na kilogram masy ciała powodowały mierzalny wzrost wydalania moczu, podczas gdy niższe dawki około 3 miligramów na kilogram nie zakłócały równowagi płynów w porównaniu ze zwykłą wodą. Naukowcy doszli do wniosku, że dla większości zwyczajowych konsumentów spożywających równowartość dwóch do trzech filiżanek kawy dziennie, kofeina jest mało prawdopodobna, aby spowodować znaczne odwodnienie.

Tolerancja i objawy odstawienia

Regularne używanie prowadzi do tolerancji, a nagłe przerwanie może spowodować objawy odstawienia. Przegląd przeprowadzony przez profesora psychiatrii Uniwersytetu Johna Hopkinsa Rolanda Griffithsa i Laurę Juliano z Uniwersytetu Amerykańskiego, obejmujący 57 badań eksperymentalnych i dziewięć badań ankietowych i opublikowany w czasopiśmie Psychopharmacology w 2004 roku, zidentyfikował ból głowy, zmęczenie lub senność, niski nastrój i drażliwość, trudności w koncentracji oraz objawy podobne do grypy, takie jak nudności i bóle mięśni, jako główne efekty, zgodnie ze streszczeniem wyników rozpowszechnionym przez ScienceDaily.

Przegląd wykazał, że dzienne spożycie zaledwie 100 miligramów - około jednej małej filiżanki kawy - wystarczało, aby u niektórych osób pojawić się objawy odstawienia po jej przerwaniu. We wszystkich badanych badaniach mniej więcej połowa uczestników, którzy rzucili kofeinę, zgłosiła bóle głowy, a około 13 procent doświadczyło cierpienia lub niepełnosprawności wystarczająco poważnej, aby zakłócić normalne działania, takie jak praca. Objawy zazwyczaj zaczynały się 12 do 24 godzin po ostatniej dawce, osiągały szczyt w ciągu jednego do dwóch dni i trwały od dwóch do dziewięciu dni, zgodnie ze streszczeniem ScienceDaily.