Dlaczego kawa “lubi” dym? Prawie wszystko o kofeinie.
W większości cywilizowanych krajów mało kto nie słyszał o kofeinie. Nazwa tego związku kojarzy się nierozłącznie z kawą – jednym z najpopularniejszych napojów na świecie. Podobnie jak kawa, kofeina kryje w sobie wiele niespodzianek. Coffeinum, czyli kofeina jest alkaloidem purynowym, pochodzenia roślinnego. Kofeina (od kawy), w zależności od źródła pochodzenia, zwana jest także teiną (herbata), guaraniną (guarana), mateiną (yerba mate). Oczywiście związek ten otrzymujemy także na drodze syntetycznej.
Po raz pierwszy kofeinę znaleziono w herbacie w 1827 roku i nazwano teiną. Dopiero później, gdy stwierdzono jej obecność w ziarnach kawy, stała się znana pod obecną nazwą.
Poza naturalną zawartością w wymienionych roślinach (i nie tylko), służy jako dodatek do napojów energetyzujących oraz innych, jak popularna Cola. Wiąże się to z pobudzającym działaniem kofeiny. Warto jednak zaznaczyć, że dłuższe jej spożywanie wywołuje zjawisko tachyfilaksji, a więc stopniowego osłabienia biologicznej reakcji (odpowiedzi) organizmu na działanie związku. Oznacza to, że ustrój przyzwyczaja się do danej substancji przez co efekty przez nią wywoływane słabną lub zanikają.
Połowiczny rozpad kofeiny
Pomijając nie do końca jeszcze poznaną specyfikę wielokierunkowego działania kofeiny, warto wspomnieć o ciekawostkach związanych… z czasem “połowicznego rozpadu kofeiny”. Termin zapożyczony z fizyki jądrowej wydaje się tu świetnie pasować.
Podczas spożycia produktów zawierających kofeinę, ponad 95% tej substancji zostaje wchłonięte przez jelita. W dalszym obiegu trafia do wątroby, a z niej prosto do układu krwionośnego. Największa ilość kofeiny we krwi pojawia się po 15-45 minutach po spożyciu, np. napoju. Później jej poziom zaczyna się obniżać.
Czas połowicznego rozpadu naszego związku, czyli słynne T1/2, to okres w jakim organizm wchłania połowę tej ilości substancji, która znalazła się w krwiobiegu. Jeżeli zatem przyjęliśmy 60 mg kofeiny, to po określonym czasie, we krwi znajduje się 30 mg. Po upływie kolejnego okresu ilość ta wynosi już 15 mg, a więc 25% początkowej zawartości.
Czas, o którym mowa, nie jest u ludzi jednakowy i zależy od szeregu czynników. W odniesieniu do kofeiny waha się od 3,5 do 100 godzin. Niezwykle istotne jest przy tym, czy jest się kobietą, mężczyzną czy dzieckiem.
U ludzi dorosłych połowa ilości kofeiny zostaje usunięta z organizmu, przeciętnie po 5-6 godzinach. Ważne jest jednak w jakim stanie znajduje się organizm i pod wpływem jakich innych substancji.
Warto wspomnieć, że u kobiet, które przyjmują doustne środki antykoncepcyjne, czas połowicznego rozpadu kofeiny najczęściej wydłuża się dwukrotnie. Zwykle do około 12 godzin.
Kobiety w ciąży, do trzeciego miesiąca, tracą połowę kofeiny we krwi w tym samym czasie. Później jednak, aż do 9 miesiąca jest to już od 10 do 18 godzin. Wynika z tego, że mała ilość kofeiny u kobiet ciężarnych działa o wiele dłużej. Blisko tydzień po porodzie okres zaniku alkaloidu powraca do około 6 godzin.
Kofeina może przenikać przez barierę łożyska, a więc wpływać na płód. Bardzo ważna jest informacja, że kofeina może się przedostać z krwiobiegu matki i poprzez mleko trafić do organizmu niemowlęcia. Gdy to nastąpi, u niemowlaka występuje niepokój i zaburzenia snu. Czas T1/2 kofeiny w organizmie noworodka jest bardzo długi i sięga do 100 godzin! W wieku 8 miesięcy wynosi już 4 godziny.
Godne uwagi jest wspomnienie o palaczach. Mają oni bardzo krótki okres kofeinowego T1/2. Zwykle tłumaczy to dlaczego piją oni więcej kawy niż osoby niepalące tytoniu. Ciekawe jest to, że kiedy palacz rezygnuje z papierosów, w krótkim czasie staje się bardziej wrażliwy na działanie kofeiny. Zdarza się, że musi wówczas zmniejszyć ilość spożywanej kawy.
Śmiertelna dawka
Rzeczą oczywistą jest, że zmniejszenie ilości kofeiny we krwi wymaga czasu. Jak wszystkie substancje w nadmiarze, również kofeina potrafi być zabójcza. Śmiertelna dawka kofeiny wynosi około 200 mg na kilogram masy ciała. Przeciętny mężczyzna, ważący 70 kg musiałby spożyć jednorazowo około 14 g alkaloidu.
W tym miejscu trzeba wyjaśnić pojęcie dawki śmiertelnej. Wyrażana jest ona fachowo oznaczeniem LD-50. Oznacza to, że dla konkretnej substancji, dawka śmiertelna doprowadziłaby do zgonu 50% ludzi, którzy ją spożyli! Nie istnieje możliwość by przez spożycie powszechnie dostępnych produktów spożywczych, doprowadzić do zgonu. Dlaczego? Śmiertelna dawka kofeiny wymagałaby wypicia naraz:
-140 filiżanek kawy,
-200 filiżanek herbaty,
-300 puszek Coli.
Zaczęlibyśmy zwracać przyjmowane płyny lub uszkodzilibyśmy poważnie żołądek (co uniemożliwiłoby dalsze spożycie) niedługo po podjęciu takiego wyzwania. Nie ma zatem możliwości spożycia w ten sposób niebezpiecznej dla życia ilości kofeiny. Ludzka pomysłowość sprawiła jednak, że na początku lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, w USA, niektóre z firm wysyłkowych sprzedawały pigułki i kapsułki z dużą zawartością kofeiny. Najczęściej było to 500 mg (pół grama) w jednej kapsułce. Ludzie zajmujący się nielegalnym handlem narkotykami nabywali je w dużych ilościach, rozprowadzając następnie wśród uczniów i studentów. W przeciągu roku legalne, kofeinowe medykamenty zabiły blisko 20 osób.
Umiarkowane spożycie kawy, zdaniem sporej grupy specjalistów prowadzących nad nią badania, może mieć działanie jak najbardziej pożądane. Rzecz jasna w nadmiarze jest szkodliwa i może wywołać coś na kształt uzależnienia, mimo, że nie w takim jak rozumieniu jak w przypadku nikotyny, narkotyków czy alkoholu.
Szczypta chemii i fizjologii
Kofeina to właściwie 1,3,7-trimetyloksantyna, a dokładniej 3,7-dihydro-1,3,7-trimetylo-1H-puryno-2,6-dion, o ogólnym wzorze sumarycznym: C8H10O2N4H2O. W temperaturze pokojowej przyjmuje postać jedwabistych igiełek lub białego proszku. Łatwo rozpuszcza się w gorącej wodzie. Po ochłodzeniu wytrącają się kryształy. Kofeina jest bezwonna. Ma gorzki smak.
W 1981 roku po raz pierwszy, na poziomie molekularnym, wyjaśniono pobudzające działanie kofeiny. Dokonał tego Zespół Solomona Snydera z John Hopkins School od Medicine.
Bardzo istotnym okazał się tu fakt, że cząsteczka kofeiny przypomina kształtem inną cząsteczkę, zwaną adenozyną. Jest dość prosty związek, zawierający w swojej budowie azot. Odkryto, że w organizmie człowieka obecnych jest kilka typów receptorów adenozyny. Ich proporcje są różne w różnych tkankach. Okazało się, że kofeina potrafi oddziaływać z każdym z typów. Wyjaśniało to dlaczego ma tak duży wpływ na liczne układy organizmu.
Najważniejsze było jednak stwierdzenie, że kofeina blokuje działanie adenozyny. Ta ostatnia jest substancją relaksującą. Osłabia przy tym impulsy w komórkach nerwowych. Wniosek był zatem oczywisty. Zablokowanie relaksującego działania adenozyny prowadzi do stanu pobudzenia.
Adenozyna przyłączając się do przeznaczonych receptorów w komórkach, aktywizuje mechanizm modyfikujący określone procesy. Jeżeli więc kofeina przyłączy się do receptora adenozyny, blokuje możliwość aktywowania tychże procesów. Można więc powiedzieć, że zachowuje się jak niesprawna bądź nieaktywna adenozyna. Innymi słowy, łączy się z receptorem ale nie aktywuje procesów związanych z relaksacją.
Do pewnego stopnia można tym mechanizmem wyjaśnić uzależniające (w pewnym sensie) działanie kofeiny. Jedna z teorii głosi, że wysoki poziom kofeiny we krwi sprzyja specyficznej reakcji organizmu. Polega ona na tym, że wytwarzane są dodatkowe receptory adenozyny w naczyniach krwionośnych, których zadaniem, pośrednim, jest usunięcie kofeiny z krwi, co prowadzi do uwolnienia dotychczas zajętych receptorów adenozyny.
W momencie zmniejszenia dziennej dawki kofeiny, wszystkie dodatkowo utworzone receptory zostają zajęte przez adenozynę. Ma to związek z nagłym rozszerzeniem światła naczyń krwionośnych, między innymi w mózgu, nierzadko prowadzące do bólu głowy. Oczywiście jest to ogromnie skrócona wersja mechanizmu proponowanego przez teorię.
Ciekawostką jest fakt, że ostatnie badania nad wpływem kofeiny na ludzki organizm, wykazały dużo szybsze działanie tego związku niż do tej pory sądzono. O ile po spożyciu potrzeba 30-45 minut by uzyskać najwyższe stężenie kofeiny we krwi, o tyle jej działanie rozpoczyna sie już około 10 minut od spożycia. Wykazano także, że działanie jest większe w przypadku mężczyzn.
Warto pamiętać, że picie kawy i napojów zawierających kofeinę w umiarze, jak sugerują badania, nie wywołuje niekorzystnych skutków ubocznych. Co więcej, zachowanie umiaru oraz jakości spożywanych produktów zawierających kofeinę, może mieć nawet właściwości lecznicze.
Kofeina - mity i fakty
Cofeina (Coffeinum, znana również jako teina, gdy źródłem jest herbata, guaranina (z guarany), mateina (z mate), C8H10N4O2, analepticum ATC: N 06 BC 01) - jest alkaloidem purynowym znajdującym się w surowcach roślinnych. Może również być otrzymywana syntetycznie. Kofeina jest stymulantem. Jest stosowana jako dodatek do wielu napojów takich jak coca-cola, czy "energy drinków", np. Red Bulla.
Jedna filiżanka kawy zawiera około 75-200 mg kofeiny. Innymi jej źródłami mogą być: herbata (50-60mg), yerba mate, czekolada, guarana, orzeszki cola. Występuje w rodzinach Rubiaceae, Theace i Sterculiaceae.
Nazwa chemiczna: 1,3,7-trimetyloksantyna lub 3,7-dihydro-1,3,7-trimetylo-1H-puryno-2,6-dion
W stanie czystym tworzy białe, długie, giętkie kryształy o temperaturze topnienia 237° C. Rozpuszcza się w gorącej wodzie, chloroformie i benzenie. Jest gorzka w smaku. W budowie jest zbliżona do dwóch innych alkaloidów purynowych: teobrominy i teofiliny.
Kofeina jest przetwarzana w wątrobie na trzy produkty: paraksantynę (84%), teobrominę (12%) oraz teofilinę (4%)
Filiżanka lub kubek kawy o poranku mogą być jednym z najlepszych sposobów na rozpoczęcie aktywnego dnia. Liczne badania wykazują bowiem, że napój ten korzystnie wpływa na zdrowie swoich miłośników.
Zgodnie z danymi Amerykańskiego Departamentu Rolnictwa (USDA), dwa kubki kawy dziennie zachowują zdrowie serca, obniżają ryzyko cukrzycy typu 2. i zmniejszają ból nóg po ćwiczeniach fizycznych.
Naukowcy badali również kwestię, czy czarny napój może zabezpieczać przed chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera czy Parkinsona. Kawa jest jednym z najbogatszych źródeł przeciwutleniaczy w diecie wielu narodowości, w tym także Amerykanów.
Poziom antyoksydantów jest, wg USDA, porównywalny w kofeinowej i bezkofeinowej wersji tego napoju. Trzeba tylko uważać, by nie przesadzać z ilością cukru i śmietanki, bo grozi to dostarczeniem organizmowi prawdziwej bomby kalorycznej.
Ilość kofeiny w kawie
Odmiana
%
Maskarokoffea
Madagaskar 0,0
Paracoffea
Indie, Afryka 0,0
Coffea eguenioides
Kenia 0,2-0,6
Coffea zanguebariae
Kenia 0,5
Coffea racemosa
Mozambik 0,6-1,2
Coffea congensis
Republika Konga 1,0-1,4
Coffea liberica
Wybrzeże Kości Słoniowej, Republika Konga 0,6-1,8
Coffea arabica
Etiopia 0,6-1,8
Coffea canephora
Wybrzeże Kości Słoniowej, Madagaskar 1,3-0,2
Mity i fakty
Jednymi z najlepiej znanych efektów biologicznych kofeiny są jej właściwości pobudzające, co często wykorzystują osoby czujące się wyczerpane i co równie często powoduje bezsenność u osób wrażliwych na kofeinę. Kofeina ma również słabe właściwości moczopędne. Pomimo rozległych badań dotyczących bezpieczeństwa jej stosowania, ciągle istnieje wiele błędnych wyobrażeń dotyczących tego składnika wielu produktów spożywczych. W tym tekście omówiono potwierdzone naukowo właściwości biologiczne kofeiny i spróbowano wyjaśnić niektóre kontrowersje dotyczące tej substancji.
Mit: Picie napojów zawierających kofeinę prowadzi do uzależnienia. Fakty: Ludzie często mówią ze są "uzależnieni" od kofeiny, podobnie jak są "uzależnieni"od telewizji, pracy czy kupowania. W rzeczywistości (w zgodzie z definicjami uzależnienia i zdaniem wielu autorytetów) kofeina nie należy do substancji uzależniających. Przy nagłym zaprzestaniu przyjmowania kofeiny u niektórych osób mogą jednak wystąpić bóle głowy, uczucie znużenia lub senność. Zwykle trwają one zaledwie dzień lub dwa a można ich uniknąć poprzez stopniowe zmniejszanie ilości spożywanej kofeiny.
Mit: Kofeina zwiększa ryzyko wystąpienia chorób serca. Fakty: Wieloośrodkowe badania wykazały, że spożycie kofeiny nie zwiększa ryzyka choroby niedokrwiennej serca, nie podwyższa poziomu cholesterolu w surowicy krwi ani nie powoduje zaburzeń rytmu serca. U osób wrażliwych na kofeinę obserwuje się niewielkie przejściowe podwyższenie wartości ciśnienia tętniczego. Wzrost ciśnienia jest jednak podobny do tego, do jakiego dochodzi przy normalnej aktywności fizycznej, na przykład przy wchodzeniu na schody. Osoby z wysokim ciśnieniem tętniczym powinny jednak zasięgnąć opinii swojego lekarza, czy mogą pić napoje zawierające kofeinę.
Mit: Kofeina powoduje raka. Fakty: Wiele badań naukowych potwierdziło, że kofeina nie zwiększa ryzyka zachowania na choroby nowotworowe. Badania obejmujące dużą populację prowadzone w Norwegii i na Hawajach oraz przegląd 13 badań obejmujących ponad 20 tysięcy osób nie wykazały zależności pomiędzy spożyciem kofeiny a ryzykiem choroby nowotworowej.
Mit: Kofeina jest czynnikiem ryzyka wystąpienia osteoporozy. Fakty: Niektóre badania wykazują, że spożycie kofeiny może zwiększać utratę wapnia z moczem. Jednak wzrost wydalania wapnia jest minimalny i przy umiarkowanym spożyciu kofeiny nie wpływa na gospodarkę wapnia w organizmie ani na gęstość kości. Najnowsze badania potwierdzają, że kofeina nie jest czynnikiem ryzyka wystąpienia osteoporozy, zwłaszcza u kobiet przyjmujących odpowiednie ilości wapnia w diecie.
Mit: Kobiety w ciąży i planujące ciążę powinny unikać kofeiny. Fakty: Przeprowadzono wiele badań, które oceniały wpływ picia napojów zawierających kofeinę na różne parametry związane z ciążą i płodnością. Ich wyniki potwierdzają, że umiarkowane spożycie kofeiny jest bezpieczne dla kobiet w ciąży i ich nienarodzonych dzieci. Nie zaobserwowano również zmniejszenia szansy zajścia w ciążę u kobiet pijących regularnie napoje z kofeiną. Dwa duże badania amerykańskie nie wykazały jakichkolwiek zależności pomiędzy spożyciem kofeiny a przebiegiem ciąży i występowaniem wad wrodzonych płodu. W ostatnio opublikowanych wynikach nowych badań nie stwierdzono zależności pomiędzy spożyciem kofeiny a częstością poronień i nieprawidłowego wzrostu płodu. Jednak badania te nie odnoszą się do wysokiego spożycia kofeiny. Dlatego rozsądne wydaje się zalecenie, aby kobiety w ciąży nie przekraczały umiarkowanego spożycia kofeiny, to znaczy 300 mg dziennie, co odpowiada 3-4 filiżankom kawy.
Mit: Kofeina jest szkodliwa dla dzieci. Fakty: Dzieci zwykle mają taką samą zdolność metabolizowania kofeiny jak osoby dorosłe. Badania naukowe udowodniły, że spożycie kofeiny u dzieci w umiarkowanych ilościach nie powodowało wykrywalnych zmian dotyczących aktywności fizycznej ani zdolności do skupiania uwagi. Jednak u dzieci wrażliwych duże ilości kofeiny mogą powodować przejściowy stan pobudzenia, rozdrażnienia lub niepokoju.
Mit: Kofeina nie posiada żadnych korzystnych właściwości. Fakty: Wielokrotnie potwierdzono, że kofeina podwyższa możliwości skupienia uwagi i wydłuża czas koncentracji. Wypicie filiżanki kawy lub herbaty jest często zalecane w celu zwalczenia uczucia senności, zwłaszcza u kierowców oraz osób, które pracują intensywnie przez wiele godzin. Kofeina może również poprawiać pamięć i logiczne myślenie. Wiele napojów zawierających kofeinę, przede wszystkim herbata ale również kawa i czekolada, posiada w składzie antyoksydanty, którym przypisuje się działanie zapobiegające chorobie niedokrwiennej serca i nowotworom.
Nowe badania sugerują, że kofeina może być przydatna w leczeniu reakcji alergicznych, ponieważ zmniejsza stężenie histaminy - substancji biorącej udział w reakcjach alergicznych. Aby ten wpływ potwierdzić niezbędne jest jednak przeprowadzenie kolejnych badań.
Od dawna wiadomo, że u niektórych chorych kofeina może zmniejszać nasilenie objawów astmatycznych.
Po kilkudziesięciu latach badań nie udowodniono, aby spożycie kofeiny w umiarkowanych ilościach wykazywało wyraźny związek z jakimkolwiek zagrożeniem dla zdrowia. Przy zachowaniu zdrowego rozsądku i umiarkowania można bez obawy pić herbatę, kawę i inne napoje zawierające kofeinę.
Co oznacza termin "umiarkowane" spożycie kofeiny? Umiarkowane spożycie kofeiny dla dorosłych oznacza dawkę nie przekraczającą 300 mg dziennie. W tabeli podano zawartość kofeiny w produktach stanowiących jej najważniejsze źródło, aby ułatwić obliczenie tej ilości.
Przeciętna ilość kofeiny w jednej porcji
Kawa rozpuszczalna
75 mg w filiżance o pojemności 190 ml
Kawa parzona
85 mg w filiżance o pojemności 190 ml
Herbata parzona
50 mg w filiżance o pojemności 190 ml
Napoje energetyzujące z dodatkiem kofeiny lub guarany
28 - 87 mg w szklance o pojemności 250 ml
Napoje typu cola (zwykłe i light)
8 - 53 mg w szklance o pojemności 250 ml
Niektóre napoje bezalkoholowe
24 mg w szklance o pojemności 250 ml
Czekolada
5,5 - 35,5 mg w tabliczce 50 g
http://www.kopalniawiedzy.pl
http://www.izz.waw.pl
Pochwały przyznane za posta: 3
