Все, что вы хотели знать о кофеине: дозировки, эффективность, привыкание
Для начала, немного статистики
Насколько популярен кофеин ? Предположим, что почти каждый из наших читателей выпивает в день чашечку кофе или чая, но насколько большой масштаб в рамках всей планеты?
Сейчас расскажем.
- Взглянем на статистику, Pubmed: более 85% американцев потребляют каждый день как минимум один кофеиносодержащий напиток, среднее потребление кофеина 165м мг.
- Далее обратимся к другому источнику, некоммерческая компания Foodinsight, является международным советом по информации о продуктах питания, сообщает, что более 93% американцев употребляет кофеин.
Теперь поговорим об источниках кофеина - самые распространённые:
Все расчеты приводятся на объём 250 мл
- Зеленый чай, содержание 25-50 мг
- Черный чай, содержание до 60 мг
- Энергетические напитки 80 мг
- Черный шоколад 70 мг
- Кофе, в зависимости от сорта и вида напитка от 70 до 100+ мг
Механизм действия
Почему именно кофеин стал таким популярным, какие эффекты он даёт?
Разгадка кроется в механизме воздействия кофеина на наш организм.
После приема внутрь кофеин быстро и почти полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта и достигает пиковых уровней в плазме примерно через 30 минут после приема.
Период полувыведения составляет от 2,5 до 10 часов. Кофеин быстро распределяется по всему телу и мозгу, где оказывает свое действие. Он не накапливается в организме, но активно метаболизируется в печени до более чем 25 производных, а небольшая часть (менее 5 % принятой внутрь дозы) выводится в неизмененном виде из организма.
Большинство людей, потребляя кофеин, чувствует прилив энергии, однако некотрые получают совершенно обратный эффект, почему ?
Эффект кофеина связан с его воздействием на аденозиновые рецепторы. Молекула кофеина похожа на молекулу аденозина, в связи с чем она может встраиваться в аденозиновые рецепторы, не давая дойти сигналу об утомлении до самого рецептора от аденозина.
Аденозин является компонентом генетического материала клеток, кроме того, входит в состав «энергетических» соединений нашего организма — таких как аденозинтрифосфат (АТФ).
Аденозин является модулятором центральной нервной системы. Связываясь со своими специфическими рецепторами в головном мозге, прежде всего с рецепторами А1 и А2а, аденозин замедляет нервную активность. Таким образом, считается, что система аденозиновых рецепторов играет важную роль в регуляции сна и бодрствования.
Для понимания механизма действия стоит ввести ещё два термина:
Агонисты — вещества, которые могут связываться с рецептором и приводить к определенному эффекту (положительному или отрицательному). Антагонисты же могут только связываться с рецептором, но ни к какому эффекту это не приведет.
Как антагонист аденозина, кофеин ослабляет эти эффекты, воздействуя на рецепторы аденозина, не давая ему встраиваться в рецепторы и передавать информацию, что приводит к общему эффекту бодрствования кофеина.
Именно в рецепторах кроется ответ на вопрос, почему кто-то получает прилив энергии, а кому-то наоборот хочется спать. Несмотря на то, что мы все похожи, практически каждый организм имеет свои особенности.
У большинства людей количество рецепторов больше на "возбуждающих нейронах" рецепторов, поэтому кофеин придаёт энергии, у меньшей доли людей, примерно каждого 20 больше "тормозных" нейронов в связи с чем, и возникает ощущение усталости.
Для более глубокого понимания их функционирования советуем ознакомиться с лекцией Вячеслава Дубынина.
При описании воздействия кофеина на человека, необходимо сделать ремарку, что восприятие эффекта в каждом частном случае является максимально субъективным. Встречаются люди, мало или вовсе невосприимчивые к кофеину при средних и низких дозировках, поэтому эффект будет меняться от индивида к индивиду.
Теперь перейдём к основным эффектам кофеина, описываемых в научных исследованиях:
- Увеличение уровня дофамина, серотонина и ацетилхолина
- Подавление субъективного чувства усталости
- Повышение концентрации
- Увеличение внимания
- Увеличение точности и скорости реакции
- Улучшение когнитивных показателей при физической усталости или недостаточности сна
Дозировка
Стоит взглянуть на мета-анализ исследований, включающий в себя около 23 экспериментов, при использовании различных дозировок, от 50 мг до 400 мг.
Применялись несколько вариаций тестов, связанных с отслеживанием следующих показателей: внимательность, скорость запоминания информации, скорость и точность реакции, до и после приёма кофеиносдержащих напитков.
Лишь несколько исследований четко показали дозозависимые эффекты кофеина. Warburton (1995) обнаружил, что 150 мг кофеина более эффективны, чем 75 мг, а Maridakis et al. (2009a) обнаружили, что 200 мг были более эффективными, чем 100 мг.
Интересно, более устойчивые эффекты сфокусированного внимания были обнаружены после потребления средних доз кофеина (от 80 до 150 мг).
Средние и высокие дозы кофеина (150–450 мг) в основном вызывают более быструю реакцию, в то время как более низкие дозы кофеина (50–150 мг) в основном вызывают более точную реакцию.
Значительные эффекты кофеина включали увеличение скорости обработки, но только после 1,5 мг/кг (~100 мг) и 3 мг/кг (~210 мг), и уменьшение времени реакции, но только после 1,5 мг/кг и 6 мг/кг ( ~460 мг).
Резюмируя, 100 мг кофеина будет достаточно, чтобы почувствовать положительные эффекты от его приёма, однако как говорилось ранее, каждый человек имеет свой уровень толерантности и по-разному реагирует на различные дозы кофеина. Но для большинства, оптимальной дозировкой, если мы говорим об когнитивных улучшениях будет 100 мг.
Далее, разобравшись с дозировкой, встаёт логичный вопрос, зависит ли эффективность кофеина от вашего состояния или времени суток?
В Аризонском университете было проведено исследование, а котором приняли участие студенты от 18 до 21 года, принимающие на регулярной основе кофеин в разных формах: кофе, чай и далее по списку.
Первая часть эксперимента проводилась в 7 утра, участников разбили на 2 группы, первая получила кофе с содержанием около 180 мг кофеина, вторая кофе с содержанием 7 мг, для нивелирования психологического фактора, всех студентов уведомили, что они получают идентичный напиток с кофеином.
После чашки кофе, им предлагалось в течении 30 минут прочитать книгу, после чего решить ряд задач.
Участники, принимавшие кофеин отличались значительной бодростью в сравнении с коллегами без кофеина, к концу эксперимента.
Потребление кофеина повысило явную производительность памяти для взрослых студенческого возраста в ранние утренние часы. Молодые люди, которые пили кофе с кофеином, показали 30% преимущество по сравнению с пьющими кофе без кофеина, и этот эффект не был независимым от воспринимаемого положительного эффекта кофеина.
Далее идентичный эксперимент был проведен с 14 до 16 часов дня. В отличие от утреннего тестирования, кофеин не повлиял ни на один из типов памяти у молодых людей во второй половине дня.
Получается, что кофеин наиболее эффективен в утренние часы, когда вы сталкиваетесь с недоступном или находитесь в неоптимальных для себя условиях. Это не означает, что кофеин окажется неэффективен в дневное время суток или вечером, однако, наилучший эффект вы получите, когда находитесь не на пике бодрствования.
Эффективность кофеина у потребителей и непотребителей
С дозировкой и временем приёма определились, однако, многих отталкивает кофеин из-за привыкания и последующего симптома отмены и развития зависимости.
Не стоит путать эти два понятия, зависимость означает потребность организма в кофеине, а толерантность - снижение восприимчивости организма к кофеину.
Для проверки этой гипотезы, ученые провели эксперимент, набрав 2 группы людей, потребителей и непотребителей кофеина, разделение было следующее:
Для целей исследования "непотребители" были определены как те, кто воздерживался от употребления чая или кофе и потреблял менее 50 мг/день кофеина из других источников (преимущественно безалкогольных напитков), среднее потребление составляло 20 мг кофеина в день (диапазон 0–47 мг).
"Потребители" были определены как те, кто употреблял чай и/или кофе и потреблял более 50 мг кофеина в день (среднее потребление 217 мг/день, диапазон 60–800 мг).Все участники воздерживались от кофеина и алкоголя как минимум за 12 часов до первого утреннего сеанса тестирования.
Участники получили три напитка, содержащих 0 (плацебо), 75 и 150 мг гидрохлорида кофеина, в качестве основы напитка использовался сок.
Во-первых, было показано, что чай, кофе и даже горячая вода сами по себе оказывают поведенческое воздействие независимо от содержания кофеина, что может повлиять на результаты.
Во-вторых, есть очевидные ожидания эффектов, связанных с чаем и кофе, которые, вероятно, повлияют на результаты задачи и могут различаться между двумя группами.
Каждый участник должен был посетить в общей сложности 4 дня исследования, которые проводились с интервалом в 48 часов, чтобы обеспечить достаточно времени для выведения кофеина из организма после каждой итерации.
Один из ключевых вопросов этого исследования: будут ли различаться эффекты от кофеина между потребителями и непотребителями, и связаны ли положительные эффекты исключительно, с облегчением эффекта отмены у потребителей.
Результаты:
Во-первых, между группами потребителей не было исходных различий, а во-вторых, положительные эффекты кофеина были обнаружены как у потребителей, так и у непотребителей. Независимо от пристрастия к кофеину, кофеин привел к сокращению времени реакции на ряд задач, связанных с вниманием и рабочей памятью.
Модель облегчения абстиненции предполагает, что в результате отмены кофеина производительность потребителей ухудшится, но исследование показало обратные результаты.
В своей самой строгой форме модель облегчения абстиненции предсказывала бы вредные результаты у потребителей кофеина, отказавшихся от кофеина в течение ночи, и отсутствие положительных эффектов кофеина у тех, кто его не употреблял.
Эффекты кофеина были положительными в обеих группах, и не было доказательств проявления синдрома отмены, на что указывали одинаковые результаты групп и настроение на исходном уровне после ночного воздержания от кофеина. Кроме того, производительность и уровень усталости непотребителей улучшились после употребления кофеина.
С другой стороны, абсолютное усиление кофеином не подтверждается безоговорочно, поскольку вторичный анализ показал, что потребители и не потребители демонстрировали немного разные (но не взаимоисключающие) реакции на кофеин, как указано выше. Возможно, употребление кофеина более сильно усиливается за счет улучшения настроения, и именно эти эффекты определяют, станет ли человек привычным потребителем кофеина или привычным отказом от него.
В заключение, текущее исследование показывает, что дозы кофеина в диапазоне тех, которые содержатся в обычной чашке кофе (Gray 1998), могут улучшить настроение и когнитивные способности как у потребителей кофеина, так и у тех, кто его не употребляет. Нельзя утверждать, что какая-либо из введенных здесь доз (75 и 150 мг) оказала большее влияние на работоспособность и настроение.