Kofeina

W 1819 niemiecki chemik Friedrich Ferdinand Runge odkrył istnienie kofeiny w trakcie analizy składników kawy, co według własnych słów, miał zrobić na życzenie Johanna Wolfganga von Goethego. Runge nie otrzymał jednak czystej kofeiny, zrobił to dopiero dwa lata później Pierre Jean Robiquet. W 1827 Oudry uzyskał z herbaty „teinę”, a w roku 1838 Gerardus Johannes Mulder i Carl Jobst wykazali, że teina i kofeina to ten sam związek. Struktura cząsteczki została wyjaśniona pod koniec XIX w. przez Hermanna Emila Fischera, który również jako pierwszy dokonał jej syntezy totalnej. Między innymi za tę pracę Fischer został wyróżniony w 1902 Nagrodą Nobla.

Światowe spożycie kofeiny szacuje się na poziom około 120 000 ton rocznie, dzięki czemu jest ona najbardziej popularnie stosowaną substancją o działaniu psychoaktywnym. Taka liczba odpowiada średnio jednej filiżance kawy spożywanej przez każdego człowieka na planecie raz dziennie. Kofeina stymuluje działanie ośrodkowego układu nerwowego oraz zwiększa metabolizm i jako taka jest używana zarówno w celach konsumpcyjnych oraz leczniczych. Zmniejsza odczucie zmęczenia fizycznego i przywraca ostrość umysłu w warunkach słabości lub sennego nastroju. Kofeinę i inne pochodne metyloksantyny stosuje się do leczenia bezdechu u noworodków oraz regulacji rytmu serca. Kofeina wpływa głównie na wyższy szczebel układu nerwowego, działając pobudzająco, zwiększając koncentrację i uwagę, ułatwiając formułowanie myśli i ogólną koordynację ciała. Dopiero w większych dawkach wywiera efekt również na poziomie rdzenia kręgowego.

Kofeina z popularnych napojów jest wchłaniana w żołądku i jelicie cienkim w 45 minut po spożyciu, będąc w tym czasie rozprowadzana po całym organizmie. Jest z niego usuwana zgodnie z kinetyką I rzędu. Łatwo przekracza barierę krew-mózg. Po dotarciu do mózgu działa głównie jako antagonista receptorów adenozynowych. Przez podobieństwo strukturalne do cząsteczki adenozyny, wiąże się łatwo z jej receptorami występującymi na powierzchni komórek bez ich aktywacji. Z tego względu gra rolę inhibitora kompetycyjnego.

Działanie kofeiny jest wielokierunkowe i nadal nie do końca poznane. Kofeina jest zaliczana do środków stymulujących, ponieważ działa pobudzająco na ośrodkowy układ nerwowy. Spożywana w umiarkowanych ilościach usuwa zmęczenie, polepsza nastrój i koncentrację, zwiększa wydolność fizyczną organizmu, wyostrza uwagę zwiększając funkcje kognitywne, np. pamięć roboczą. Niektóre badania wykazały, że kofeina upośledza neurogenezę w hipokampie, dlatego nie zaleca się jej spożywać kobietom w ciąży. Mimo tego faktu badania wskazują, że poprawia ona konsolidację wspomnień i pamięć długotrwałą oraz zapobiega demencji i prawdopodobnie chorobie Alzheimera.

Badania wskazują, że dwie filiżanki kawy dziennie zmniejszają ryzyko przedwczesnej śmierci w wyniku chorób serca, chorób płuc, udaru, infekcji, upadków, ale nie w wyniku chorób nowotworowych. Więcej niż trzy filiżanki czarnej herbaty dziennie zmniejszają ryzyko chorób serca i prawdopodobnie też innych. Należy jednak pamiętać, że kawa i herbata zawierają też wiele innych substancji prócz kofeiny, np. antyoksydanty i flawonoidy, które mogą mieć takie działanie. Nie stwierdzono zależności pomiędzy przewlekłym spożywaniem produktów zawierających kofeinę a występowaniem niemiarowości serca. W innych badaniach stwierdzono niższą częstość występowania migotania przedsionków u osób przyjmujących większe dawki kofeiny.

Kofeina zwiększa wydzielanie neuroprzekaźników: dopaminy, noradrenaliny, adrenaliny, acetylocholiny, serotoniny. Mechanizm ten jest jednak wysoce skomplikowany. Uważa się, że za wzrost aktywności układu naczyniowo-ruchowego (m.in. wzrost akcji serca), odpowiada właśnie adrenalina oraz noradrenalina, zaś za poprawę nastroju i motywację widoczną u wielu konsumentów – dopamina oraz serotonina.

Dawka śmiertelna kofeiny dla dorosłego zdrowego człowieka wynosi ok. 10 gramów, śmierć następuje zazwyczaj w wyniku migotania komór serca. Prawdziwe zatrucia kofeiną są jednak rzadkie. W przypadku zatrucia stosuje się leczenie objawowe w tym za pomocą leków przeciwarytmicznych mających za zadanie przywrócić prawidłowy rytm serca zwalniając jego rytm niebezpiecznie zwiększony przez kofeinę i stwarzającego ryzyko przejścia w migotanie komór a tym samym oznaczające zatrzymanie krążenia. Stosuje się w tym celu m.in. amiodaron. W przypadku wystąpienia migotania komór podejmuje się zabiegi resuscytacyjne podając jednocześnie leki przeciwarytmiczne jak amiodaron lub lidokaina.

#ciekawostki #nauka