Kako kafa utiče na organizam i zašto ostajemo budni?

Šta je potrebno čoveku da bi mogao da se probudi rano ujutru? Alarm, naravno! A pored alarma i jedna šoljica tople jutarnje kafice koju svi rado praktikujemo.

Kafa spada u jedno od najomiljenijih pića u svetu, ali ona nije oduvek bila u obliku napitka. Legenda kaže da je afrički pastir Kaldi jednog dana, dok je čuvao koze, primetio da su one bile primetno živahnije nego inače. Kasnije istog dana, utvrdio je da su jele bobice sa neke “čudne biljke”. Od tada pripadnici istočno-afričkih plemena mešali su zrna kafe sa životinjskom mašću i na taj način dobijali energetske grickalice koje bi koristili pre borbe sa drugim plemenima. Tek kasnije, pre oko 700 godina na području Arabijskog poluostrva kafa je postala napitak kakav danas poznajemo.

Dok se za kafu još uvek nije znalo na našem kontinentu, glavna pića su bila pivo i vino.  Odmah nakon što je pristigla kafa, drastično je opala popularnost alkoholnih pića. Ubrzo se i primetilo da su ljudi postali pristojniji, razgovori ozbiljniji i to vođeni uglavnom na temu filozofije, nauke i politike.

Kako kafa utiče na organizam, zdravlje i raspoloženje?

U toplim letnjim danima dešava se da muva uleti u čašu sa vodom ili sokom, ali retko kada u kafu! Zašto?

Supstanca zbog koje inače pijemo kafu je kofein. To je alkaloid koji se nalazi u biljci i štiti je od insekata štetočina. Kofein za insekte može biti i smrtonosan, pa su neke vrste razvile receptore koji mogu da osete gde se on nalazi i na taj način izbegnu tragediju. Kofein za ljude nije opasan, naprotiv čak je i koristan! Mehanizam delovanja kofeina zasniva se na reverzibilnom blokiranju adenozinskih receptora…

Adenozinski receptori?! Polako. Prvo da se malo prisetimo srednjoškolskih časova hemije i biologije.

Molekul koji se vrlo često pominje na časovima biologije je ATP – adenozin-trifosfat. Podjedinice koje čine ovaj molekul su 3 fosfatne grupe i adenozin [šećer riboza i purinska baza adenin]. ATP nam služi kao osnovni izvor energije u organizmu. Energija koju koristimo iz ovog molekula skoncentrisana je u obeleženim (P – O) vezama. Raskidanjem ovih veza oslobađa se velika količina energije koju ćelija koristi za osnovne životne potrebe (ćelijsko disanje). Kao produkt ove reakcije, pored ADP-a (adenozin-difosfata) i AMP-a (adenozin-monofosfata), nastaje i adenozin  koji  se  vezuje za adenozinske receptore i stvara osećaj pospanosti.

Nakon prvog gutljaja...

Nakon ispijanja kafe, kofein biva apsolutno resorbovan i zahvaljujući svojoj hidro i liposolubilnoj prirodi, transportuje se preko krvotoka do skoro svih delova tela, a jedan deo (oko 5%) dopire i do mozga. Nervne ćelije koje se nalaze u mozgu sadrže adenozinske receptore, a dejstvom kofeina na iste, povećava se nervna aktivnost i “organizam se budi”. To je zato što je kofein antagonist adenozina.

A – adenozin, C – kofein

Antagonist je molekul koji je po strukturi sličan supstratu, ali se lakše vezuje za receptor i blokira ga. Stoga molekuli adenozina sada nemaju slobodan receptor za vezivanje, pa se gomilaju u krvnoj plazmi (povećava se koncentracija adenozina). Ovom prilikom luči se i neurotransmiter dopamin, koji neurohemijskim delovanjem stvara osećaj entuzijazma i dodatno budi i povećava rad mozga. Nakon razgradnje molekula kofeina koji su vezani za receptore u mozgu, molekuli adenozina zauzimaju njihovo mesto i pospanost se opet vraća. Takođe, povlači se i dopamin, što za rezultat daje blago bezvoljno stanje i upravo tada posežemo za novom šoljicom kafe!

Sličan mehanizam se odvija i u ostalim delovima tela, ali ishod je različit. Po ulasku resorbovanog kofeina u krvotok, veći deo odmah biva metabolisan u jetri. Jedinjenja koja nastaju ovom prilikom su takođe ksantini: teofilin (5%), teobromin (15%) i paraksantin (80%).

Produkti metabolizma kofeina imaju istu molekulsu formulu, odnosno svima nedostaje po jedna metil grupa (-CH3) na različitim atomima azota.

Teofilin efikasno opušta glatke mišiće disajnih puteva i vrlo je koristan za ljude koji boluju od hroničnog bronhitisa i astme.

Teobromin, pored toga što širi krvne sudove i na taj način snižava krvni pritisak, povećava i proizvodnju urina u bubrezima i na taj način “oduzima” tečnost iz organizma.

Paraksantin ima anti-upalno dejstvo na organizam, odnosno aktivira urođeni imuni sistem.  To je deo ukupnog imunog sistema koji je zaslužan za trenutnu odbranu od infekcije i ne traje dugo. Sa druge strane, ekstremno visok nivo paraksantina u krvi je opasan za žene u drugom stanju. Zato se trudnicama savetuje da ne preteruju sa kofeinom (kafa, energetska pića, gazirani sokovi itd.).

Uslov za srećan život je zlatna sredina. Ni previše, ni premalo.
– Aristotel

Kafa može biti korisna ili štetna po organizam u zavisnosti od količine i načina konzumiranja. Hronični unos male doze kofeina doprinosi očuvanju nervnog sistema i povećanju kognitivnih sposobnosti. Razlog je upravo sposobnost kofeina da se ponaša kao antagonist za adenozinske receptore i to baš one koji su locirani u hipokampusu (zaslužan za kreiranje memorije) i delovima kore velikog mozga koji učestvuju u procesuiranju podataka i skladištenju informacija.

Ali naravno, ima i onih koji ne slušaju Aristotela – studenti! 

Hajde da vidimo šta će se desiti sa glavom jednog studenta kada mu se završi ispitni rok i on prvi put bude propustio svoju dnevnu dozu kofeina.

Zašto student najmanje spava tokom ispitnog roka? Razlog može biti želja za znanjem ili strah od neznanja. U svakom slučaju mozak je tada preokupiran primanjem novih podataka i skladištenjem informacija. Ali kao što svakom danu dođe kraj, tako i svakom adenozinskom receptoru svoj adenozin!

U želji da u kratkom vremenskom periodu memoriše što više gradiva, student poseže za kafom kako bi zavarao mozak da ostane budan “još samo malo”. Bude tako jednom, dvaput... Međutim, mozak nije toliko naivan da naseda na istu foru tri puta zaredom! Besan i umoran, on naredi svojim (nervnim) ćelijama da prave nove adenozinske receptore. Sutradan student pije kafu, ali vidi da nema efekta. Prvi instinkt mu kaže da popije još jednu. Odluči on da poveća dnevnu dozu i nastavi tako još par dana, i konačno položi taj kobni ispit! Presrećan, vraća se kući i ne pije kafu nego odmah leže da odspava.

Ali kada se probudi – horor! Glava seva, pulsira, svet se ruši... Evo i zašto!

Kofein snižava krvni pritisak i na taj način smanjuje protok krvi u kori velikog mozga (animacija ispod). Nakon razgradnje kofeina, adenozin se vraća na svoje receptore i krvni pritisak opet raste do normale. To važi za one koji nisu izgradili toleranciju na kofein, a za one koji jesu važi druga priča.

Mozak pre i posle kafe

Kod osoba koje redovno piju kafu, kofein je konstantno prisutan u mozgu. Pošto je krvni pritisak u kori velikog mozga konstantno snižen, nervne ćelije su primorane da prave nove receptore da bi se brže razgradio kofein, i na taj način pritisak vratio u normalu. Takvo stanje se naziva tolerancija na kofein. Tada je potrebno uneti više kofeina nego ranije da bi se postigao isti efekat. Ukoliko se propusti jedna kafa, zbog viška adenozinskih receptora smanji se nervna aktivnost, pritisak naglo skoči i eto glavobolje!

Kako se rešava ovaj problem? 

Verovali ili ne, kafom! Usled izgradnje novih adenozinskih receptora, ravnotežna koncentracija adenozina u krvi kore velikog mozga opada, pa je zato potrebno kofeinom “zasititi” višak receptora. Iz ovoga se može zaključiti da onda kada se izgradi tolerancija na kofein, nagli prekid unosa kofeina nije povoljan za zdravlje. Tada bi trebalo svesti unos kofeina na minimum tj. tek dovoljno da ne bi došlo do glavobolje. U ovom radu je to detaljnije objašnjeno.

Kofein različito deluje na ženski i muški deo populacije!

Istraživanja pokazuju da kofein smanjuje rizik od obolevanja od Parkinsonove bolesti, ali samo kod muškaraca. Iz ovoga možemo zaključiti da, u zavisnosti od pola, postoje različite neurobiološke reakcije na kofein.

Evo još jednog primera: Dok je kod muškaraca povećani unos kofeina praćen povećanjem donjeg krvnog pritiska (DKP) u periodu od sat vremena, kod žena DKP raste samo u prvih 10 minuta i nakon toga ostaje konstantan. Sa druge strane, unošenje malih doza kofeina kod muškaraca ne dovodi do primetnog rasta DKP, dok je kod žena reakcija apsolutno ista kao i kod povećanog unosa. Pretpostavlja se da razlog ovakve različitosti reakcija na kofein leži u različitosti odnosa nivoa “muških i ženskih” hormona u krvi.

Kako kafa utiče na DNK?

U krvi čoveka nalaze se crvena i bela krvna zrnca i krvne pločice. Bela krvna zrnca (leukociti) su krvne ćelije koje igraju imunološku ulogu tj. brane organizam od infekcije. Za razliku od crvenih krvnih zrnaca i krvnih pločica, bela krvna zrnca imaju i jedro, a opšte je poznato da je u jedru skoncentrisan genetski materijal – DNK.

Istraživanje koje je sprovedeno pre nekoliko godina, pokazuje da se “kidanje” DNK lanaca u krvi smanjilo za čak 27% kod osoba koje su redovno pile kafu u odnosu na kontrolnu grupu. Razlog tome su antioksidativne supstance, prisutne u kafi, koje ne dozvoljavaju oksidativnom stresu da obavi svoj posao.

Znate šta vam je činiti. Napravite sebi kaficu i otvorite omiljenu knjigu. Posledica ovoga biće zdravo telo i zdrav um.

---

Ovaj tekst je uređen za potrebe ovog bloga, a prvi put je objavljen 22. maja 2017. godine na starom Spiderest sajtu.