Новые исследования подтвердили прежние гипотезы о механизмевоздействия кофеина на организм, но обнаружили и неожиданные аспекты этогомеханизма.

Чем можно быстро побороть сонливость и усталость? Конечно, крепким кофе! Не зряже среднестатистический житель Германии выпивает за год 150 литров кофе. То,что кофе, а также чай, какао, кола и разного рода кофеинсодержащиеэнергетические напитки, действительно помогают на некоторое время прогнатьсонливость и лучше сосредоточиться, известно каждому. Но как достигается этотэффект, какие процессы запускает кофеин в головном мозге человека, до сих порточно известно не было. Теперь медикам Научно-исследовательского центра в Юлихеудалось выяснить некоторые детали этого механизма, причем полученные результатыоказались нетривиальными и в известной мере удивили самих ученых.

Результаты их исследования публикует немецкая«Deutsche Welle».

Для исследований было отобрана группа из 20 молодых мужчин-добровольцев,которым пришлось, напившись кофе, очень долго лежать в трубе так называемогопозитронно-эмиссионного томографа. «На такое исследование нам необходимо почти двас половиной часа, - говорит руководитель проекта Андреас Бауэр (Andreas Bauer),профессор Неврологической клиники Дюссельдорфского университета и сотрудникИнститута неврологии и медицины при Научно-исследовательском центре в Юлихе. -Для подопытных это нелегкое испытание, поскольку все это время они должныдержать голову совершенно неподвижно». При этом дремать участникам исследованияне разрешалось.

Да это едва ли было возможно, ведь они получили дозу кофеина, подчеркиваетпрофессор Бауэр, какая уж тут сонливость! Зато своей выдержкой добровольцывнесли весомый вклад в науку, говорит ученый: «Это первое исследование, котороепозволило нам на живом человеке в реальном времени проследить, где именно и вкаких концентрациях кофеин действует на головной мозг».

Исследование проводилось с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Этотметод диагностической визуализации дает возможность отслеживать, какраспределяются в организме - в частности, в головном мозге - биологическиактивные соединения, предварительно помеченные позитрон-излучающимирадиоактивными изотопами. В данном случае томография подтвердила давнююгипотезу, согласно которой кофеин обладает сродством к так называемымаденозиновым рецепторам. Аденозин - вещество, играющее важную роль во многихпротекающих в организме биохимических процессах, включая передачу энергии исигналов. В частности, считается, что аденозин как нейромедиатор участвует вподавлении бодрствования и стимуляции сна.

Если же молекулы кофеина, обладающие значительным структурным сходством смолекулами аденозина, оттесняют последние от рецепторов на мембранах нейронов исами занимают их место, то тем самым препятствуют наступлению сна, - так ученыепредставляли себе механизм бодрящего действия кофе.

Томография это вроде бы подтвердила, но одновременно выявила и нечто совершеннонеожиданное: оказалось, что биохимический эффект, вызванный кофеином в головноммозге человека, длится от 5 до 6 часов. «Это нас самих поразило, - признаетсяпрофессор Браун. - Дело в том, что биологический период полураспада кофеина, тоесть период его полувыведения, гораздо короче. Можно смело исходить из того,что 5-6 часов спустя после потребления кофе никакого кофеина в организме давноуже и в помине нет».

Поэтому исследователь исключает возможность столь длительного пребываниякофеинового «ключа» в аденозиновом «замке», хотя поначалу он там, конечно,находился. «Мы все же исходим из того, что кофеин взаимодействует саденозиновым рецептором по стандартному механизму, то есть эта маленькая молекулакофеина связывается с огромным белком, выполняющим функцию клеточногорецептора, именно по принципу «ключ-замок». Но этот короткий импульс высокойконцентрации кофеина, судя по всему, вызывает изменение структуры рецептора,причем измененная структура сохраняется и тогда, когда кофеина уже нет».

А это приводит к тому, что оригинальный «ключ» - вызывающая сонливость молекулааденозина - некоторое время не подходит к «замку»-рецептору. Но лишь до техпор, пока этот рецептор не обретет снова исходную структуру. Такова гипотезапрофессора Бауэра и его коллег. И эта модель действительно объясняет, почемувоздействие кофеина - например, бодрящий эффект - продолжается намного дольше,чем его присутствие в организме. По словам ученого, уже двух-трех чашек кофе достаточно,чтобы заблокировать половину всех аденозиновых рецепторов в головном мозге. Этоочень высокий процент. А потому увеличение количества выпитого кофедополнительного бодрящего эффекта уже практически не дает, тем более что самэтот эффект длится 5-6 часов.

«Это в значительной мере подтверждается и повседневным опытом, - добавляетпрофессор Бауэр. - Если человек решит с помощью кофе побороть сонливость,потому что ему надо всю ночь работать, то первый кофейник действительно дастнужный эффект. Но от второго, третьего и так далее толку нет: ни бодрости, ниспособности сосредоточиться они не прибавят».

А тем временем специалисты Научно-исследовательского центра в Юлихе продолжаютсвои изыскания. Сейчас они совместно с коллегами из Немецкого аэрокосмическогоцентра проводят новую серию экспериментов, цель которых - получить болеедетальные сведения о длительности и интенсивности бодрящего эффекта кофеина взависимости от концентрации.

Катерина Ризанчук katerizanch