Czym jest kofeina i jak działa na nasz organizm?

Kofeina - odkryta na drodze czystej ciekawości: od poety-konsumenta do naukowca-chemika. Można poniekąd stwierdzić, iż Goethe zainspirował Runge’a, który - wiedziony dociekliwością badacza - jako pierwszy w 1819 roku wyizolował czystą kofeinę z ziaren odmiany mokki. Tak oto roślina pochodząca z Etiopii podbiła cały świat. 

Kofeina - co to? 

Jest organicznym związkiem chemicznym należącym do grupy alkaloidów purynowych, o wzorze sumarycznym C8H10N4O2. Cząsteczka - zbudowana z węgla, wodoru, tlenu oraz azotu - znana jest także jako 1,3,7-trimetyloksantyna. Kofeina to jedna z najczęściej spożywanych substancji psychoaktywnych na świecie. 

Produkcja kofeiny u roślin ma miejsce w młodych liściach oraz niedojrzałych owocach, gdzie stopniowo odkłada się podczas dojrzewania. Spełnia ona bowiem ważną funkcję obronną - odstrasza owady oraz chroni przed drapieżnikami, a także zapobiega wschodzeniu innych nasion, unikając konkurencji o zasoby w glebie. 

Kofeina naturalnie spotykana jest w wielu gatunkach roślin, m.in: 

• ziarnach kawy, 
• listkach drzew herbacianych, 
• liściach ostrokrzewu paragwajskiego, 
• zarodkach nasion koli, 
• a także w nasionach guarany czy kakao. 

Jest substancją krystaliczną - bezwonną, o goryczkowym smaku. W formie bezwodnej występuje najczęściej pod postacią białego proszku. Znacznie lepiej rozpuszcza się we wrzątku niż w wodzie o temperaturze pokojowej. Dobrze przenika do ośrodkowego układu nerwowego, skąd jej uznane działanie psychostymulujące. 

Jak działa kofeina? 

Od czasów odkrycia - jeszcze zanim nauka zdążyła ją przebadać - kofeina była spożywana ze względu na efekty, które wywierała zarówno na ciało, jak i umysł. Artyści cenili ją za pobudzenie mocy kreatywnych, zaś badacze - za wspomaganie zdolności analitycznych. Jednak na czym polega fenomen działania kofeiny na nasz organizm? 

Po spożyciu, kofeina stosunkowo szybko wchłaniana jest z układu pokarmowego do krwi, osiągając maksymalne stężenie już po około 45 minutach. Dalsza jej metabolizacja ma miejsce w wątrobie (przez układ oksydazy cytochromu P450 CYP1A2) na drodze demetylacji - usunięciu grup metylowych - oraz tworzenia teofiliny, teobrominy, wraz z paraksantyną. Po wchłonięciu z jelita cienkiego, rozprowadzana jest w całym organizmie - dostaje się do wszystkich tkanek i płynów ustrojowych.

Proces metabolizacji kofeiny uzależniony jest od szeregu czynników w tym: 

• wieku, 
• płci, 
• uwarunkowań genetycznych, 
• diety oraz stylu życia, 
• a także przyjmowanych leków. 

Jako psychostymulant, kofeina, to nieswoisty antagonista receptorów adenozynowych - wykazuje duże podobieństwo do struktur chemicznych adenozyny. Adenozyna jest z kolei depresantem ośrodkowego układu nerwowego, który reguluje pobudzenie i uczucie senności. Produkowana w ciągu dnia, powoduje wzrastające odczucie zmęczenia. Kofeina zaś, wiążąc się z receptorami A2A oraz A1, blokuje wychwyt adenozyny. Wpływa także na poziom neuroprzekaźników mózgowych tj. dopaminy, noradernaliny oraz serotoniny. 

W zależności od przyjmowanej dawki oraz częstotliwości spożywania, wywołuje różne efekty. Podczas normalnego spożycia (bezpiecznego), daje pożądane uczucie pobudzenia. Chroniczne dawki kofeiny zwiększają tolerancję w układzie dopaminergicznym - uzyskanie tego samego poziomu pobudzenia, wymaga przyjęcia większej niż zwyczajowa ilości kofeinowego stymulantu. 

Jakie produkty zawierają kofeinę? 

Kofeina, w zależności od źródła pochodzenia, występuje pod kilkoma nazwami: 

• kofeina - pozyskana z ziaren kawy, 
• teina - pochodząca z herbacianych liści, 
• mateina - w naparze yerba mate, 
• guaranina - otrzymana z nasion guarany. 

Najczęściej występuje w produktach, które mają pomóc zniwelować objawy zmęczenia fizycznego oraz psychicznego. Znajdziemy ją w napojach, a także suplementach diety, czyli m.in. w: 

• kawie - więcej przy naparach z wykorzystaniem robusty, gdyż zawiera ona nawet dwa razy wyższe stężenie kofeiny, w porównaniu do ziaren z gatunku arabiki (arabika: 0,8 - 1,4% zawartości kofeiny, zaś robusta: 1,7 - 4,0%); zawartość kofeiny w filiżance kawy zależy od wielu zmiennych, tj. rodzaju ziaren, stopnia ich wypalenia oraz czasu ekstrakcji samego naparu; 
• herbacie - zarówno zielonej (1,0 - 2,1g teiny na 100g suszu), jak i czarnej (2,8 - 3,8g teiny na 100g suszu), czy też yerba mate; 
• napojach gazowanych (do około 10,5 mg kofeiny na 100 ml); 
• napojach energetycznych (do 32 mg kofeiny na 100 ml); 
• kakao i czekoladzie, 
• lekach złożonych, stosowanych do zmniejszania napięciowych bólów głowy oraz przeciwzapalnych (najczęściej w postaci połączenia kofeiny z paracetamolem oraz NLPZ - niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi); 

Poza produktami spożywczymi oraz farmaceutycznymi, kofeina znajduje także zastosowanie w branży kosmetycznej w preparatach antycellulitowych, czy też stymulujących porost włosów. 

Zalety i wady spożywania kofeiny 

Wśród znanych pozytywnych efektów spożywania kofeiny należałoby wymienić: 

• zwiększenie czujności i koncentracji, 
• redukcja zmęczenia, 
• poprawa samopoczucia, 
• regulacja niskiego ciśnienia krwi, 
• łagodzenie bólów głowy; 
• obniżenie ryzyka wystąpienia cukrzycy typu II; 

Ze względu na blokowanie receptorów adenozynowych i wpływ na procesy pamięci, kofeina może okazać się użyteczna w walce z demencją oraz ryzykiem rozwoju choroby Alzheimera w późnym wieku. 

Przyjmowanie kofeiny - szczególnie w wyższych niż określone dawkach dziennych (o których poniżej) - wiąże się również ze skutkami negatywnymi, tj.: 

• zaburzenia snu, 
• drażliwość i nerwowość, 
• drżenie rąk, 
• występowanie stanów lękowych. 

Bezpieczna dawka kofeiny 

W 2015 roku Europejska Agencja Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) opublikowała bezpieczne normy dziennego spożycia kofeiny: 

• dorośli: 

○ jednorazowe spożycie - do 200 mg na dobę, 

○ całkowite dzienne spożycie - do 400 mg; 

• kobiety w ciąży: 

○ całkowite dzienne spożycie - do 200 mg; 

• dzieci i młodzież: 

○ całkowite dzienne spożycie - do 3 mg na kilogram masy ciała; 

Kofeina ma niewielki wpływ na uwalnianie dopaminy i nie robi tego w sposób pulsacyjny. Jej konsumpcja - w niskich, bezpiecznych dawkach - nie prowadzi do stymulacji ośrodka nagrody, ani rozwoju uzależnienia.

200 mg kofeiny to średnio jedna filiżanka kawy. Pisząc ten artykuł udało mi się wypić takie dwie. Kto wie, może po przeczytaniu tej kofeinowych historii, i Wy się skusicie? 

またね、 

問題 

Literatura: 

[] Anna Balawejder-Biśto, Alina Pyka-Pająk, Kofeina - substancja znana czy poznawana, Farmacja Polska, vol. 78, no. 8, 2022, pp. 430-441 

[link: https://ppm.sum.edu.pl/docstore/download/SUM9b2b52b9b37e4f87a79226730f02a190/0000 111539.pdf?entityType=article ] 

[] Christine Cottrell, Perfect espresso: barista bible - second edition, Coffee Education Network, Australia 2013, s. 7, 17-18, 172 

[] Anette Moldvaer, Coffee obsession, DK 2014, s. 19, 82-83, 100 

[] Prof. dr hab. Krystyna Gołembiowska, Rola układów monoaminergicznych mózgu w działaniu substancji wzmacniających funkcje kognitywne, Zakład Farmakologii, Instytut Farmakologii PAN, Kraków 

Linki: 

[] https://blogs.loc.gov/inside_adams/2022/10/caffeine/ 

[] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/clc.4960140202 

[] https://www.news-medical.net/health/What-is-Adenosine.aspx 

[] https://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/corporate_publications/files/efsaexplainscaffein e150527.pdf