Кофеїн проти
Введіть код доступу в поле форми нижче.
Якщо ви абонент Zinio, Nook, Kindle, Apple або Google Play, ви можете ввести код доступу до свого веб-сайту, щоб отримати доступ абонента. Код доступу до вашого веб-сайту знаходиться у верхньому правому куті сторінки Зміст вашого цифрового видання.
Інформаційний бюлетень
Підпишіться на нашу розсилку електронною поштою для отримання останніх новин науки
Гість пост Крістіни Джейсон
Фото: Ліза Таунлі (зліва); Піоген Груффер (праворуч), Flickr. Коли мій професор органічної хімії сказав мені, що основний молекулярний компонент шоколаду, теобромін, відрізняється від кофеїну лише відсутністю однієї метильної групи, я був у захваті: я міг пропустити цілий етап метаболізму кофеїну, уникнути гіркого смаку кави і збільшити споживання шоколаду. Здавалося, має сенс, що коли кофеїн, який я випивав, метаболізується шляхом видалення метильної групи, кофеїн перетворюється на теобромін (основну сполуку шоколаду) (рис. 1). На молекулярному рівні метильною групою є вуглець із приєднаними трьома воднями. Це може здатися простим, але метильна група є невід’ємною частиною хімії, біології та біохімії. Наприклад, додаткові метильні групи можуть допомогти молекулі перетнути гематоенцефалічний бар’єр і проникнути в наш мозок - цей бар’єр захищає наш мозок від чужорідних молекул, що рухаються в крові, які можуть бути шкідливими [1, 2]. У випадку з кофеїном виявляється, що додаткова метильна група в молекулі - це те, що робить каву активною в нашій центральній нервовій системі та “енергетичним стимулятором”, тоді як шоколад функціонує як солодке ласощі та стимулятор гладких м’язів.
Малюнок 1: Під час метаболізму кофеїну в організмі метилова група (виділена жовтим квадратиком) видаляється з кофеїну і перетворюється на теобромін (Модифіковано від Wolf LK, 2013) [9]. Отже, як ці дві молекули діють на різні частини тіла, роблячи каву основною речовиною серед шоколадних плиток, коли настає проміжний сезон? Кофеїн в основному отримують з Кава Арабіка, або кавових зерен, і насіння [3]. Це переважно стимулятор центральної нервової системи, хоча він також стимулює серцеву та скелетну мускулатуру та розслаблює гладку мускулатуру. Шоколад, або теобромін, міститься у продуктах какао Theobroma або насінні рослин какао (рисунок 2). Подібно до кофеїну, теобромін є діуретиком; однак він головним чином діє як релаксант гладкої мускулатури та стимулятор серцевої діяльності [3]. Хоча ці дві сполуки мають подібний ефект, ключова відмінність полягає в тому, що кофеїн впливає на центральну нервову систему, і теобромін найбільш суттєво впливає на гладку мускулатуру [4]. У поведінкових дослідженнях споживання кофеїну покращує пильність та настрій, про які повідомляють самі, протягом 24 годин [5]. Теобромін приносить м’які позитивні ефекти у задоволенні, але не впливає на увагу чи настороженість у помірних дозах порівняно з кофеїном [6].
Рисунок 2: Шоколад (ліворуч) виготовляється з какао Theobroma або насіння какао-рослин і містить теобромін (ПК: Nic Charalambous). Кава (праворуч) виготовляється з Coffea Arabica або кавових зерен та насіння та містить кофеїн (Фото: JIhopgood/Flickr). Але справжня різниця в сполуках полягає на молекулярному рівні. І кофеїн, і теобромін належать до хімічного сімейства метилксантину. Ці хімічні речовини діють як стимулятори нервової системи, особливо завдяки зв’язуванню з аденозиновими рецепторами мозку і тим самим блокуючи зв’язування аденозину з рецепторами [7]. Зв’язування аденозину з аденозиновими рецепторами, як правило, зменшує нервову активність, тому антагоністична дія кофеїну та теоброміну запобігає цьому зменшенню активності (рис. 3). Підвищена енергія та настороженість, які ми пов’язуємо з масовим споживанням кави, зумовлені кофеїном, який заважає вашому організму реагувати на сигнали, які говорять йому про уповільнення або дестимуляцію. Ви коли-небудь відчували, як ваші руки неконтрольовано дрожать після занадто багатьох пострілів еспресо?