Что такое кофеин: действие, польза и вред

Кофеин - наиболее часто используемый психоактивный стимулятор во всем мире. Это естественный стимулятор центральной нервной системы (ЦНС) класса метилксантинов. Это лекарство чаще всего получают из кофейных зерен, но оно также содержится в некоторых видах чая и какао-бобах. Он также используется в качестве ингредиента в безалкогольных и энергетических напитках. Основная цель кофеина - противодействовать усталости и сонливости, хотя у него есть несколько других применений.

Согласно исследованию, опубликованному Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), в период с 2003 по 2008 год типичный взрослый употреблял около 300 мг кофеина в день, а подростки - примерно 100 мг в день. Кофеин в количествах, содержащихся в продуктах питания и напитках, вряд ли вызовет острые проблемы со здоровьем; тем не менее, меняющийся рынок, на котором энергетические напитки не подпадают под нормативные требования FDA, усиливает опасения по поводу рисков для здоровья, связанных с кофеином.

Растущая популярность энергетических напитков с кофеином за последнее десятилетие вызвала новые опасения по поводу их влияния на общественное здоровье. Энергетические напитки, как указано выше, содержат значительно больше кофеина, чем традиционные напитки колы, с уровнем кофеина от 75 до 300 мг на чашку. Также распространены кофеиносодержащие вещества, такие как гуарана, орех кола или мате.

Кофеин по-разному влияет на ЦНС, сердечно-сосудистую систему и метаболизм в зависимости от количества потребляемого. Дозировка кофеина 85–250 мг (эквивалент 1–3 чашек кофе) может вызвать ощущение бодрости, снижение усталости и облегчение мыслительного процесса. Высокие дозы (250-500 мг) могут вызвать возбуждение, беспокойство, бессонницу и тремор. Кофеин в больших количествах может вызвать гиперадренергический синдром, который может привести к судорогам и сердечно-сосудистой нестабильности.

Содержание кофеина

Основной механизм действия кофеина в головном мозге - через аденозиновые рецепторы. Он легко проникает через гематоэнцефалический барьер, поскольку он растворим в жирах и воде, что приводит к антагонизму ко всем четырем подтипам аденозиновых рецепторов (A1, A2a, A2b, A3).

Рецепторы аденозина находятся по всему телу и не ограничиваются только ЦНС. Прямая блокада рецептора A1 приводит к благоприятным инотропным эффектам в сердечной мышце. Точно так же антагонизм аденозиновых рецепторов способствует высвобождению катехоламинов, усиливая системные стимулирующие эффекты кофеина и еще больше увеличивая сердечную инотропию и хронотропию.

Кофеин контролирует сосудистый тонус за счет сложного взаимодействия, которое включает прямое ингибирование сосудистых рецепторов аденозина, что способствует расширению сосудов и стимуляции эндотелиальных клеток к выработке оксида азота.

Это действие еще больше расслабляет гладкомышечные клетки сосудов. Этому расширению сосудов противодействует повышение симпатического тонуса, вызванное высвобождением катехоламинов и положительными сердечными инотропными и хронотропными эффектами, что приводит к сужению сосудов.

Поскольку задействованы многочисленные механизмы сжатия и расширения, общий эффект индивидуален и зависит от дозировки кофеина, частоты использования и сопутствующих заболеваний, таких как диабет или гипертония. Кофеин повышает систолическое артериальное давление на 5-10 мм рт.ст. у тех, кто его употребляет редко. Однако немедленного воздействия на регулярных потребителей практически нет.

Кроме того, блокада аденозиновых рецепторов увеличивает чувствительность дыхательного центра среднего мозга к углекислому газу, усиливает центральное дыхательное движение и улучшает сократительную способность диафрагмы. Кофеин вызывает диурез за счет увеличения почечного кровотока, клубочковой фильтрации и выведения солей. Он также стимулирует секрецию желудочного сока и моторику желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Кофеин преимущественно метаболизируется в печени системой оксидазы цитохрома P450, в частности ферментом CYP1A2. Метаболизм производит один из трех диметилксантинов, в том числе параксантин, теобромин и теофиллин, каждый из которых имеет свой собственный набор эффектов на организм. Эти метаболиты впоследствии перерабатываются и выводятся с мочой.

Период полураспада кофеина у нормального взрослого человека составляет около 5 часов. Однако на метаболизм может влиять множество факторов. По сравнению с некурящими, период полувыведения у курильщиков сокращается до 50%. У беременных, особенно в третьем триместре, период полувыведения может длиться до 15 часов.

Из-за пониженной активности ферментов цитохрома P450 и незрелых механизмов деметилирования у новорожденных будет значительно увеличенный период полувыведения: до 8 часов для доношенных детей и 100 часов для недоношенных. У детей старше 9 месяцев период полувыведения будет эквивалентен взрослым. Пациенты с заболеванием печени или пациенты, принимающие ингибиторы цитохрома, также будут иметь более длительный период полураспада из-за снижения активности ферментов.

Кофеин вызывает ряд метаболических изменений, включая гипергликемию (за счет увеличения глюконеогенеза и гликогенолиза), повышенную почечную фильтрацию, кетоз и гипокалиемию, в дополнение к своим сердечно-сосудистым эффектам. Кофеин оказывает сильное стимулирующее действие на выработку кислоты в желудке и моторику ЖКТ.

Всасывание кофеина

Кофеин всасывается примерно на 100% при пероральном приеме. Это является наиболее часто используемым методом приема. Кофеин можно получить из кофейных зерен, какао-бобов, орехов кола, чайных листьев, мате и ягоды гуараны, или его можно принимать внутрь в виде порошка или таблеток.

При пероральном приеме начало обычно длится от 45 до 60 минут и длится от 3 до 5 часов. При приеме во время еды абсорбция несколько замедляется. Его можно вводить парентерально, что является типичным методом лечения апноэ новорожденных у недоношенных или головных болей после пункции твердой мозговой оболочки.

Кофеин также можно вводить ректально или вдыхать. В общем, инсуффляция или вдыхание - это своего рода злоупотребление с целью получить кайф. Эти пути приводят к гораздо более быстрому всасыванию, обычно в течение нескольких минут, и позволяют избежать метаболизма при первом прохождении.

Хотя этот метод может привести к более быстрому началу эффекта, многие исследования показали, что вдыхание кофеина имеет более низкую биодоступность; примерно от 60% до 70%. При использовании этого метода продолжительность действия сокращается.

Кофеин в кофе или чае

Уровни кофеина в чае и кофе могут существенно различаться в зависимости от происхождения, вида и приготовления напитка. Чайные листья содержат 3,5 процента кофеина, тогда как кофейные зерна содержат 1,1–2,2 процента кофеина. Но в 1 чашке (237 мл) заваренного кофе больше кофеина, чем в чашке чая.

Энергетические напитки

Напитки, содержащие кофеин, известны как энергетические напитки. Содержание кофеина в энергетических напитках может сильно различаться, и этикетки на напитках не всегда могут указывать реальное содержание кофеина. Энергетические напитки могут также содержать сладости, витамины, травы и добавки.

Производители энергетических напитков говорят, что их продукция может повысить бдительность и улучшить физическую и умственную работоспособность. Это способствовало популярности напитков среди американских подростков и молодежи. Существует минимальное количество доказательств того, что энергетические напитки могут временно повысить бдительность и физическую выносливость.

Недостаточно данных, чтобы предположить, что они увеличивают силу или мощь. Но мы знаем, что энергетические напитки из-за высокого содержания кофеина могут быть опасными. Кроме того, поскольку они содержат много сахара, они могут привести к увеличению веса и обострению диабета.

Кофеин вреден для тебя

Кофеин, как и другие лекарства или методы лечения, имеет длинный список отрицательных побочных эффектов, связанных с его употреблением. Побочные эффекты кофеина варьируются от умеренных до тяжелых и в некоторых случаях со смертельным исходом, и обычно связаны с принятой дозой и чувствительностью человека к этому веществу.

Ниже приведены наиболее распространенные побочные эффекты. Наиболее частые причины смерти включают сердечную аритмию, гипотензию, инфаркт миокарда, электролитные нарушения и аспирацию.

Незначительные побочные эффекты

Тревога, беспокойство, беспокойство, бессонница, приливы, учащенное мочеиспускание, мышечные спазмы или тремор, раздражительность, возбуждение, высокая или нерегулярная частота сердечных сокращений, расстройство желудочно-кишечного тракта - все это побочные действия кофеина.

Тяжелые побочные эффекты

Дезориентация
Галлюцинации
Психоз
Судороги
Аритмии
Ишемия
Рабдомиолиз

Симптомы отмены кофеина могут возникнуть, если обычные потребители резко прекратят употребление кофеина. Эти эффекты обычно проявляются через 12-24 часа после предыдущего приема, достигают максимума через 1-2 дня и могут продолжаться до недели.

Синдрома отмены кофеина можно избежать, если его уменьшать постепенно, а не прекращать внезапно. Если симптомы действительно появляются, их можно быстро устранить повторным введением кофеина.

Токсичность кофеина

При подозрении на острое употребление кофеина в анамнезе необходимо указать следующее:

Использование рецептурных или безрецептурных препаратов.
Использование запрещенных наркотиков
Недавний прием кофеина

Кофеин вызывает особую токсичность (кофеинизм) при чрезмерном употреблении в течение длительного периода времени. Эта интоксикация состоит в основном из следующих элементов:

Центральная нервная система (ЦНС): головная боль, головокружение, беспокойство, возбуждение, дрожь, покалывание в периоральной области и в конечностях, спутанность сознания, психоз, судороги.
Сердечно-сосудистая система - учащенное сердцебиение и боль в груди
Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) - тошнота, рвота, боль в животе и диарея.

Результаты физикального обследования ЦНС включают следующее:

Беспокойство, волнение
Тремор
Судороги
Изменения психического состояния
Расширенные зрачки

Эпидемиология отравления кофеином

Отравление кофеином - очень распространенная токсикологическая ситуация, число случаев которой за последнее десятилетие постепенно увеличивалось. Управление по борьбе с наркотиками и психическим здоровьем (SAMHSA) сообщило о 10-кратном увеличении частоты посещений отделений неотложной помощи, связанных с энергетическими напитками, с 2005 по 2009 год.

Более половины посещений пациентов в возрасте от 18 до 25 лет связаны с употреблением энергетических напитков в сочетании с алкоголем или другими веществами.

Кофеин - наиболее широко используемый наркотик в мире, и его принимают люди любого цвета кожи и национальности. Дополнительные возрастные проблемы возникают в результате маркетинга многочисленных энергетических напитков среди молодежи и молодежных мероприятий, таких как экстремальные виды спорта. Студенты и спортсмены часто употребляют их, чтобы улучшить свои результаты.

Диагностика интоксикации кофеином

Лабораторные тесты не рекомендуются гемодинамически стабильным людям с незначительными симптомами и задокументированным анамнезом потребления кофеина. Пациенты с симптомами отравления кофеином средней и тяжелой степени должны пройти лабораторные исследования. Могут быть полезны следующие исследования:

Общий анализ крови
Электролиты сыворотки, глюкоза, азот мочевины крови и креатинин
Концентрации общей креатинкиназы
Анализ мочи
Анализ мочи на наркотики
Концентрация этанола в сыворотке и осмоляльность
Сывороточный тест на беременность
Исследования щитовидной железы
Анализ газов артериальной крови

Нет необходимости в диагностической визуализации у гемодинамически стабильных людей с относительно незначительными симптомами. В особых случаях могут быть рассмотрены следующие исследования:

Рентгенограмма грудной клетки для пациентов с болью в груди, лихорадкой, измененным психическим статусом или респираторными жалобами
Компьютерная томография (КТ) головы у пациентов с судорогами или измененным психическим статусом

Электрокардиографию (ЭКГ) и телеметрический мониторинг следует проводить пациентам с дискомфортом в груди, учащенным сердцебиением, тахикардией или нарушением сердечного ритма.

Ведение пациентов с интоксикацией кофеином

В случаях незначительного проглатывания терапия в основном поддерживающая. Догоспитальное лечение в основном является поддерживающим, и большинство случаев разрешается самостоятельно. Ниже приведены примеры процедур управления чрезвычайными ситуациями для более серьезных случаев:

ABC (дыхательные пути, дыхание, кровообращение)
Коррекция гипотонии
Коррекция аритмий
Борьба с судорогами
Коррекция метаболических нарушений
Лечение длительной рвоты
В редких тяжелых случаях - гемоперфузия или гемодиализ.

Консультации могут включать посещение регионального токсикологического центра, медицинского токсиколога или психиатра (если состояние пациента стабилизируется с медицинской точки зрения). Пациенты с нестабильным соматическим показателем госпитализируются для лечения в соответствии с их клиническими проявлениями.

При более серьезном отравлении может потребоваться дополнительное лечение. Пациентам может потребоваться интубация для защиты дыхательных путей от рвоты или изменения психического состояния. Судороги можно предотвратить с помощью бензодиазепинов. Если внутривенная инфузионная нагрузка не дает результатов, пациентам могут потребоваться вазопрессоры для борьбы со стойкой гипотонией.

В качестве вазопрессора первого ряда следует использовать фенилэфрин или норэпинефрин. Однако из-за чистого альфа-агонизма, а также рефлекторной брадикардии фенилэфрин - лучший выбор. Магний с бета-адреноблокаторами можно использовать для лечения сердечных аритмий, вызванных гиперадренергическими эффектами.

По этой причине во многих сообщениях о случаях эффективно использовался селективный блокатор бета-1 эсмолол. В случае фатальной аритмии пациентам потребуется дефибрилляция и реанимация в соответствии с протоколом ACLS. Активированный уголь, инфузия интралипида и гемодиализ могут помочь предотвратить дополнительный метаболизм и последствия передозировки кофеина.

Прогноз при интоксикации кофеином

Отравление кофеином встречается редко, хотя приводит к смерти из-за аритмий, судорог и аспирации рвоты. Дозировки кофеина более 10 г могут быть смертельными для человека. Ежедневное потребление 400 мг примерно четырех или пяти чашек кофе считается приемлемым для взрослых.

Желудочковые аритмии, вызванные кофеином, устойчивые к современным процедурам реанимации (ACLS), описаны в редких случаях. В целом, пациенты с токсичностью кофеина, которые обращаются в медицинское учреждение и могут поддерживаться в острой фазе, имеют благоприятный прогноз.

Противопоказания к употреблению кофеина

Хотя кофеин не имеет абсолютных противопоказаний, есть несколько медицинских ситуаций, в которых рекомендуется соблюдать осторожность, в том числе:

Сильное беспокойство
Сердечно-сосудистые заболевания
Язвенная болезнь желудка или гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь
Печеночная недостаточность
Почечная недостаточность
Судороги
Беременность

Влияние кофеина на артериальное давление

Кофеин является сосудосуживающим средством, что означает, что он сужает кровеносные сосуды и повышает кровяное давление. Кофеин взаимодействует с несколькими рецепторами мозга. По мнению экспертов, другие химические вещества в кофе, такие как антиоксиданты, защищают кровеносные артерии.

Мониторинг

Типичная суточная доза кофеина для человека составляет 2,4 мг / кг; однако безопасными считаются суточные дозы до 400 мг. Потребление 100 мг кофеина повышает его уровень в крови в среднем на 5–6 мг / л. При дозах 80 мг / л наблюдались случаи острой интоксикации, приводящей к аномальному мышлению, рвоте и гипотонии.

Кофеин доставляется в нагрузочной дозе 20 мг / кг, а затем от 5 до 10 мг / кг цитрата кофеина в день энтеральным или парентеральным путем с целевыми терапевтическими индексами в диапазоне от 5 до 25 мг / л.

Зависимость от кофеина и абстинентный синдром

Кофеин, как и многие другие лекарства, может вызвать привыкание. Это означает, что вы привыкаете к его воздействию на ваш организм и вам требуются более высокие дозы для достижения тех же результатов. Со временем вы можете стать физически и психически зависимым от кофеина, чтобы вы могли работать успешно.

Если вы зависимы от кофеина и прекратите его употреблять, у вас могут возникнуть симптомы отмены. Они могут включать:

Слабость
Постоянную головную боль
Потливость
Боли в мышцах
Беспокойство.

Симптомы отмены кофеина могут появиться в течение 12-24 часов и продолжаться до семи дней. Самый простой способ преодолеть зависимость от кофеина - постепенно снижать количество потребляемого кофеина. Это позволяет вашей нервной системе приспособиться к жизни без него.

Кофеин для детей, беременных и спортсменов

Дети

Следует изучить возможность употребления кофеина, если у детей проявляются такие симптомы, как раздражительность, трудности со сном, нарушение сна или проблемы с желудком. Кофеин можно найти в различных безалкогольных напитках и шоколаде, а также в кофе и чае. Также следует должным образом контролировать употребление энергетических напитков.

Кофеин и беременность

Если вы беременны, ограничьте потребление кофеина до 200 мг или меньше в день или полностью избегайте его. Употребление кофеина более 400 мг в день во время беременности связано с понижением веса при рождении из-за ограничения внутриутробного развития, повышенного риска выкидыша, но не преждевременных родов. Однако доказательства связи низкой массы тела при рождении с выкидышем все еще неясны и требуют дальнейшего изучения. Кофеин классифицируется как лекарство класса C при беременности.

Спортсмены

Кофеин не является запрещенным препаратом и классифицируется Австралийским институтом спорта как препарат группы А, что означает, что он «поддерживается для использования в определенных условиях в спорте» и «предоставляется или разрешен для использования отобранными спортсменами в соответствии с рекомендациями по передовой практике. "

Медицинские показания к кофеину

Кофеин был одобрен FDA для лечения апноэ у недоношенных, а также для профилактики и лечения бронхолегочной дисплазии у недоношенных детей. Применения кофеина, не одобренные FDA, включают облегчение мигрени и головной боли после пункции твердой мозговой оболочки, а также улучшение спортивных результатов, особенно в видах спорта на выносливость.

Кофеин связан с более низкой смертностью от всех причин. Он также изучается на предмет его эффективности при лечении депрессии и нейрокогнитивных нарушений, таких как наблюдаемые при болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Сколько кофеина можно употреблять каждый день?

В Соединенных Штатах Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) в настоящее время разрешает только напитки, содержащие менее 0,02 процента кофеина, в то время как порошок кофеина, который продается в качестве пищевой добавки, остается нерегулируемым.

Кофеин по-разному влияет на вас в зависимости от массы тела, состояния здоровья и обмена веществ. Это также зависит от того, привыкло ли ваше тело к регулярному употреблению кофеина и сколько кофеина содержится в одной дозе. Согласно исследованиям, 400 мг кофеина в день или меньше - подходящая дозировка для населения в целом.

Приблизительный уровень кофеина в одной порции включает:

Шоколадные напитки: 5–10 мг на 250 мл.
Растворимый кофе: 80–120 мг на 250 мл.
Кофе эспрессо: 105–110 мг на 250 мл.
Кофе сваренный в перколяторе: 150–240 мг на 250 мл.
Кофе без кофеина: 2–6 мг на 250 мл.
Черный чай: 65–105 мг на 250 мл.
Молочный шоколад: - 10 мг на порцию 50 г
Темный шоколад: 40-50 мг на порцию 55 г
Кола: 40–49 мг на 375 мл.
Энергетический напиток: 160 мг на 250 мл.
Энергетический напиток Red Bull: 80 мг на 250 мл.

Заключение

Умеренное потребление кофеина достаточно безопасно. Проблема в том, что сегодня многие люди употребляют энергетические напитки, содержащие огромное количество кофеина, что может вызвать трудности. Отравление кофеином усугубилось в последние годы популярностью высокоэнергетических напитков.

Напитки с высоким содержанием кофеина опасны не только сами по себе, но и проблема усугубляется в сочетании с другими запрещенными веществами, такими как сигареты и алкоголь. Согласно отчетам, в последние годы многие люди умерли в результате употребления таких смесей.

Для достижения наилучших результатов при лечении токсичности или побочных эффектах кофеина требуется междисциплинарная медицинская бригада. Чтобы избежать токсичности во время терапии, узнайте у пациента об альтернативных потенциальных источниках кофеина.

Пациенты могут не знать о содержании кофеина в различных продуктах (энергетических напитках, лечебных травах, лекарствах, повышающих бодрость), а также об отрицательных побочных эффектах, связанных с этим лечением. Пациентам в отделении неотложной помощи или других медицинских учреждениях, у которых возникают симптомы, связанные с кофеином, следует рекомендовать ограничить потребление кофеина и избегать интенсивных источников кофеина.

Клиницисты, медперсонал и фармацевты должны быть готовы проконсультировать пациентов, которые злоупотребляли кофеином. Хотя явных противопоказаний к кофеину нет, широкие слои населения должны избегать его, если у них есть проблемы с сердцем, паническое расстройство, беспокойство или повышенный уровень стресса. Это сообщение лучше всего доносить людям через междисциплинарную команду.