Шрифт:
Введение
Кофе представляет собой очень сложную смесь более 1000 различных химических веществ, многие из которых обладают биологически активными свойствами. Для многих людей кофе является приятным дополнением к их диете и важной частью утреннего ритуала, в результате которого кофеин, входящий в состав этого напитка заряжает энергией, повышает настроение и настраивает на выполнение повседневной работы.
Научные данные, полученные в последние годы, значительно расширили наши знания о влиянии кофе на здоровье человека и во многом отвергают общепринятую точку зрения, что употребление этого напитка не относится к здоровому образу жизни. Все больше и больше эпидемиологических и клинических данных указывают на то, что регулярное употребление кофе способно снижать риск развития ряда метаболических, нейродегенеративных и онкологических заболеваний, и таким образом благоприятно влиять на здоровье
Наиболее изученным компонентом кофе является кофеин, который обладает сильным стимулирующим эффектом и присутствует в кофе в высоких концентрациях. В связи с тем, что более 80% населения Земли ежедневно употребляет кофе, кофеин можно считать самым популярным психостимулятором в мире. Организм многих людей подвергается воздействию кофеина еще в утробе матери при регулярном употреблении кофе беременными женщинами. После рождения образ жизни подавляющего количества людей связан с употреблением кофеиносодержащих напитков, способствуя постоянному присутствию физиологически активного уровня кофеина в крови. В связи с тем, что кофе содержит наибольшее количество кофеина, и его регулярное употребление может осуществляться на протяжении всей жизни большого количества людей, возникает вопрос о том, как этот психостимулятор один или в комплексе с другими биологически активными соединениями, входящими в состав кофе, может влиять на здоровье человека, а также развитие метаболических, сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний.
В этой книге проведен обширный анализ научной литературы о влиянии кофе, кофеина и биологически активных веществ, входящих в состав этого напитка на метаболические, сердечно-сосудистые и онкологические заболевания, а также когнитивные функции человека. Отдельные главы посвящены влиянию кофе на развитие плода во время беременности и токсическим эффектам высоких доз кофеина, связанных с употреблением энергетических напитков.
Биологически активные вещества входящие в состав кофе
Химический состав кофе очень сложен и включает в себя более 1000 различных органических и неорганических веществ. Наиболее хорошо изученными компонентами кофе, которые имеют доказанную биологическую активность и могут влиять на здоровье человека, являются хлорогеновые кислоты, кофеин, кафестол, кахвеол, тригонеллин и меланоидины.
Кофе является наиболее важным источником антиоксидантов в диете многих людей, гдe употребление этого напитка наиболее популярно. Наиболее изученными антиоксидантами, обнаруженными в кофе являются хлорогеновые кислоты: кофеиновая и феруловая, которые и определяют качество кофе: его аромат и вкус. Эти вещества относятся к группе полифенолов, обладающих способностью нейтрализовать токсические метаболиты кислорода. Концентрация этих антиоксидантов наиболее высока в эспрессо, достигая 100 мг на чашку обьемом 30 мл, тогда как в 130 мл фильтрованного кофе, приготовленного из сортов арабика и робуста, содержание этих полифенолов значительно меньше, и составляет соответственно 143 и 247 мг [1].
К настоящему времени накапливается все больше данных о том, что хлорогеновые кислоты способны снижать риск развития диабета 2-го типа, который развивается в пожилом возрасте. В экспериментах на животных установлено, что эти полифенолы могут влиять на метаболические процессы в печени, снижая способность этого органа синтезировать глюкозу и жирные кислоты [2]. Кроме того, хлорогеновые кислоты и их метаболиты способны снижать уровень глюкозы в крови, повышать чувствительность органов и тканей к инсулину и ослаблять всасывание глюкозы из кишечника [3]. Помимо способности нормализовать метаболизм глюкозы, хлорогеновые кислоты также могут влиять на тонус сосудов. В клиническом исследовании, проведенном японскими учеными было обнаружено, что экстракт из зеленых необжаренных зерен кофе, содержащий 56% хлорогеновых кислот, обладал умеренным антигипертензивным эффектом и снижал систолическое и диастолическое давление на 4-5 мм рт. cт. [4]. В экспериментах на животных было обнаружено, что феруловая кислота, входящая в состав этого экстракта, обладала способностью стимулировать мускариновые ацетилхолиновые рецепторы, и тем самым снижать тонус сосудов [5]. Возможно, также, что хлорогеновые кислоты, благодаря своим антиоксидантным свойствам, способны устранять метаболические нарушения в эндотелии сосудов больных гипертонией, и усиливать биохимические процессы, контролирующие расширение сосудов. Кроме того, эти полифенолы способны ингибировать окисление липопротеидов низкой плотности в крови и эндотелии сосудов, тем самым замедляя развитие атеросклероза [6].
Кофеин относится к классу ксантиновых алкалоидов и является наиболее изученным компонентом кофе. Концентрация кофеина в кофе значительно различается в зависимости от способа его приготовления. Наиболее высокие концентрации кофеина содержатся в эспрессо, причем содержание этого психостимулятора может различаться в 6 раз, в зависимости от способа приготовления этого напитка, достигая иногда более 300 мг в одной порции [7]. При попадании в организм человека, кофеин быстро всасывается в желудке и кишечнике, достигая максимальной концентрации через 45-60 минут, а через 4-5 часов его уровень снижается в два раза. Инактивация кофеина происходит в печени ферментом из группы цитохромов, СYP1A2 с образованием трех метаболитов: пераксантина, теобромина и теофиллина.
Кофеин структурно похож на аденозин, эндогенный метаболит, который оказывает ингибирующий эффект на центральную нервную систему (ЦНС), активируя аденозиновые рецепторы А1 и А2A. А1 рецепторы расположены во всех структурах мозга и наибольшее их количество обнаружено в гиппокампе, мозжечке и некоторых ядрах таламуса. Напротив, А2A рецепторы расположены главным образом в дофаминергических зонах мозга. Ослабляя активность этих рецепторов в дофаминовых нейронах, кофеин способствует выбросу дофамина в синаптическую щель, и тем самым оказывает стимулирующеее и возбуждающее действие на психику человека, снижая усталость и поддерживая состояние бодрствования.
Помимо ЦНС, кофеин оказывает множество разнообразных эффектов на другие физиологические системы человека. Основные физиологические эффекты кофеина включают в себя усиление фильтрации крови почками, что приводит к усилению диуреза, активация симпатической нервной системы и повышение секреции катехоламинов. Этот алкалоид может также умеренно повышать скорость метаболизма, усиливая распад жировой ткани и термогенез.
Исследования на добровольцах показали, что кофеин способен повышать продукцию окиси азота в эндотелии сосудов и вызывать их расширение у человека [8]. Однако, преобладающий краткосрочный эффект кофеина на кровеносные сосуды является сосудосуживающим за счет повышения уровня норадреналина и адреналина в крови. Интересно отметить, что у людей регулярно употребляющих кофе, сердечно-сосудистая система становится менее чувствительна к сосудосуживающим эффектам этого стимулятора по сравнению с теми, кто употребляет этот напиток время от времени. Возможно адаптация кровеносных сосудов к кофеину при длительном и регулярном употреблении кофе обьясняет отсутствие способности кофе повышать артериальное давление у любителей этого напитка [9].
Содержащиеся в зернах кофе кафестол и кахвеол относятся к классу дитерпенов и практически полностью связаны с ненасыщенными жирными кислотами. Эти вещества придают кофе вкус горечи и содержатся в большом количестве в нефильтрованном кофе, однако в процессе фильтрования практически полностью удаляются из напитка. Научные данные указывают на то, что кафестол и кахвеол способны активировать ферменты печени, участвующие в инактивации токсических веществ, поступающих в организм человека с пищей, а также устранять вредное влияние высокореактивных метаболитов кислорода, образующихся в процессе энергетического обмена веществ [10]. Однако, эти компоненты кофе также способны повышать уровень холестерина в крови, поэтому людям с нарушенным обменом липидов употребление нефильтрованного кофе не рекомендуется.
N-метилникотиновая кислота, известная как тригонеллин, содержится в зеленых кофейных зернах, и при их обжарке почти полностью превращается в никотиновую кислоту. В экспериментах на животных обнаружено, что тригонеллин может снижать уровень глюкозы и инсулина в крови крыс с ожирением и диабетом, тем самым замедляя развитие этого метаболического заболевания [11]. Кроме того, этот компонент кофе обладает способностью нормализовать уровни холестерина и триглицеридов в экспериментальной модели диабета за счет снижения активности ферментов печени, участвующих в синтезе жирных кислот и метаболизме глюкозы [12]. Важным свойством тригонеллина является его способность повышать синтез ферментов, участвующих в нейтрализации высокореактивных форм кислорода, и ослаблять развитие окислительного стресса в ткани поджелудочной железы, тем самым замедляя развитие диабета [13]. Способность тригонеллина быстро снижать уровень глюкозы в крови была также обнаружена у мужчин с ожирением, однако этот эффект был кратковременным. Возможно, что природное сочетание тригонеллина и хлорогеновых кислот, обнаруженое в кофе, может обьяснить сниженный риск развития диабета 2-го типа у людей, регулярно употребляющих умеренное количество кофе [14].