Что происходит, когда человек пьет кофе
Вкус кофе успокаивает меня и примиряет с жизнью, возвращает ногам вечно норовящую уйти из-под них твердую почву и придает жизни хоть какое-то подобие смысла.
Первый раз я попробовала кофе в 13 лет. Дело было на летней школьной практике: на утреннее дежурство я встала сонной и невыспавшейся, и мой напарник предложил выпить кофе, чтобы взбодриться. Оказалось, что кофе – редкостная дрянь: от удивления и неожиданности я проснулась с первого же глотка. Бодрящий эффект оказался сногсшибательным, хоть я и представляла себе вкус несколько иначе. После этого случая я еще долго думала, что кофе бодрит именно благодаря своим органолептическим качествам – кто не проснется, если во рту вдруг оказалось нечто кисло-горькое? Уже студенткой я полюбила кофе, без которого не обходилась ни одна сессия, и узнала, почему он бодрит, даже когда привыкаешь к его вкусу и не видишь в нем ничего ужасного.
Теперь для меня, как и для многих людей, утро начинается с кофе – он заряжает энергией и поднимает настроение, помогает проснуться или справиться с усталостью и напряжением в середине тяжелого дня. В мире, где работоспособность и эффективность становятся для людей новой религией, энергия очень важна. Некоторые оценивают приложенные усилия и степень напряженности работы перед дедлайном объемами выпитого кофе: «Неделя бессонных ночей, десять литров выпитого кофе, пять килограммов шоколада, и вот наконец наш проект готов!»
В чем же секрет кофе и почему миллионы людей во всем мире не могут представить себе продуктивный рабочий день без него?
Откуда взялся кофе
Прежде всего кофе – это зерна нескольких видов растения рода Coffea. Почти весь потребляемый кофе принадлежит к двум видам – Coffea arabica (сорт арабика) и Coffea canephora (сорт робуста). Кофе пьют ради кофеина, который содержится в зернах: в мягкой на вкус арабике его меньше (около 1–1,5 %), а горькие и терпкие зерна робусты содержат примерно вдвое больше кофеина и идут на приготовление более крепкого кофе [1].
Зачем растениям кофеин? Вряд ли для того, чтобы нам лучше просыпалось по утрам, – у них в жизни явно другие задачи. Как и многие другие растительные вещества, кофеин нужен растениям для отпугивания вредителей, чтобы их не съели.
То, что для человека источник бодрости и хорошего настроения, для насекомых – гадость и отрава.
Кофеин не только придает листьям и семенам горький вкус, но и сокращает продолжительность сна и делает насекомых подвижнее [2]. Можно сказать, что эффект небольших доз кофеина для насекомых не так уж отличается от воздействия на людей, только людям это нравится, а насекомым нет.
Кофе – яд для насекомых!
Хотя напиток готовится из обжаренных семян растения, больше всего кофеина содержится в молодых растущих листьях, которые сильнее могут пострадать от паразитов. В листьях чая кофеина тоже больше, чем в кофейных зернах, но для чая требуется меньше заварки. Тем не менее очень крепкий чай иногда не уступает кофе по содержанию кофеина. Еще кофеин можно обнаружить в какао, гуаране, парагвайском падубе, из которого готовят мате[53], и множестве других растений и продуктов на их основе, например в коле и шоколаде.
В письменных источниках кофе впервые упоминается как лекарство: в XI веке Авиценна в своем «Каноне медицины» описывает его как средство для очищения кожи и придания телу более приятного запаха [3]. Однако вскоре люди полюбили кофе и перестали относиться к нему как к лекарству. К XV веку кофейные дома распространяются по Аравийскому полуострову, а в XVII–XVIII веках кофе становится повседневным напитком в Европе. О том, что кофе обладает бодрящим эффектом, было известно еще персидским дервишам; но о том, что такое бодрость и от чего она зависит, люди задумались намного позднее.
От чего зависит бодрость
Можно сказать, что бодрость отражает запас энергии, «заряженность» на новые действия. Наоборот, усталость и вялость мы чувствуем, когда уже потратили массу усилий – не важно, физических или умственных – или же недостаточно восстановились после напряженной работы накануне. В некоторых компьютерных играх в жанре RPG[54] показатель запаса сил (англ. stamina) влияет на игровую динамику – его вместе со здоровьем и другими ресурсами показывают прямо на экране. В реальной жизни у нас нет табло с индикаторами, но обычно мы довольно точно оцениваем уровень бодрости – во всяком случае, чувствуем, когда ее не хватает.
Если вы долго чувствуете себя вялым и неспособным испытывать положительные эмоции, это может быть признаком ослабленного иммунитета.
На первый взгляд, бодрость отражает соотношение между напряженной деятельностью и сном или отдыхом. Но из этого правила бывают исключения: иногда случается так, что восемь или даже десять часов сна не помогают справиться с вялостью и упадком сил. С другой стороны, бывает и так, что после длинного и тяжелого, насыщенного впечатлениями дня мы обнаруживаем, что все еще бодры и готовы к новым свершениям.
У человеческой бодрости есть одно любопытное свойство: переживание ярких эмоций, как положительных, так и отрицательных, может давать энергию и бодрить даже в условиях недосыпания.
Внезапный испуг, даже если тревога оказалась ложной, снимает сон как рукой. О вялости не идет речи, когда мы злимся, расстроены или сильно обижены. А яркие положительные эмоции и вовсе нас окрыляют, энергия бьет ключом, ее хватает и на обычную жизнь, и на дополнительные активности – так бывает, когда мы влюблены, искренне увлечены новым занятием или общаемся с интересными собеседниками и старыми друзьями.
Эмоции подзаряжают человека, а их недостаток может вести к апатии. Действительно, если вокруг ничего не происходит, а каждый новый день похож на предыдущий, бодрости и заряду позитива это не способствует. Можно сказать, что бодрость – это аванс энергии на что-то ценное и приятное для человека, а если ничего такого не предвидится, лучше сэкономить ресурсы и поспать. Скука – одно из лучших снотворных, особенно если не на что отвлечься или нет ничего мало-мальски интересного, чем можно занять внимание.
Помимо этого, вялость и апатия могут быть признаком ослабленного иммунитета и плохого питания: если человеку не здоровится или в его диете не хватает витаминов и микроэлементов, это тоже может заметно снижать запас жизненных сил. В любом случае, если человек постоянно чувствует вялость без видимой причины, это тревожный признак и повод обратиться к врачу.
Каким же образом кофеин влияет на бодрость? Он не относится к числу важных микроэлементов и не особенно питателен – это не сахар, который обеспечивает организм энергией напрямую. Кофеин – небольшая и не очень сложная молекула, без которой мы прекрасно можем обойтись, но, чтобы взбодриться, нам достаточно 100–150 мг кофеина. Это химическая заглушка, действующая на наш внутренний индикатор бодрости в обход сна и отдыха, питания, иммунитета и эмоциональных стимулов.
Как устроен индикатор заряда нашей внутренней батареи
А что думает обо всем этом наука? Ученые тоже задумывались над тем, что такое бодрость и что на нее влияет. Почему по утрам мы просыпаемся бодрыми и отдохнувшими, а под вечер нас клонит в сон? В конце XIX века появилась гуморальная теория сна, предлагавшая объяснение этому явлению. Наверное, в организме есть фактор сна – какое-то вещество, вызывающее усталость и сонливость, которое тело вырабатывает в течение дня. Когда спим, тело постепенно разрушает или выводит фактор сна, поэтому с утра мы чувствуем себя бодрыми и отдохнувшими.
В начале XX века сразу две группы ученых во Франции и Японии смогли доказать существование такого вещества, накапливающегося в мозге [4]. Если собак лишить сна, а затем взять у них спинномозговую жидкость и ввести отдохнувшим животным, они засыпают. Усталость можно передавать от одного организма к другому! В то время было невозможно установить, что представляет собой фактор сна из спинномозговой жидкости, но у него определенно имелся материальный носитель. Неизвестное вещество назвали гипнотоксином. Потребовалось еще почти полвека, чтобы выяснить, что фактором сна выступает аденозин.
Школьный курс общей биологии рассказывает, что аденозин, как и кофеин, относится к пуриновым алкалоидам и участвует сразу в нескольких жизненно важных процессах. Во-первых, аденозин входит в состав ДНК – проще говоря, это одна из букв нашего генетического кода. Во-вторых, он составляет основу энергетической валюты клетки аденозинтрифосфата (АТФ). В-третьих, входит в состав циклической формы аденозинмонофосфата – цАМФ, который регулирует то, как протекают важные сигнальные каскады внутри клеток, влияющие на обмен веществ, включая расходование сахаров и жиров, и деление клеток. Аденозин – молекулярная основа для всех трех веществ – «генетического» аденинового остатка, «энергетической» АТФ и «сигнальной» цАМФ. Неудивительно, что уровень аденозина и его производных так важно контролировать.
Для нейронов энергия критически важна. Как известно, мозг – самый энергозатратный орган нашего организма.
Нейроны постоянно активны, и их переговоры друг с другом требуют уймы энергии. Логично предположить, что нервная система постоянно следит, все ли в порядке и каким запасом энергии она сейчас располагает. Вслед за напряженной работой обязательно должен следовать период покоя, чтобы восстановить ресурсы и работоспособность. Как мозг определяет, что пора отдыхать? По тому, сколько потрачено энергии – точнее, молекул АТФ.
АТФ – универсальная энергетическая валюта для всех живых существ. Любой процесс, требующий энергии, можно выразить в числе молекул АТФ, необходимых для его протекания. Например, чтобы выкачать из клетки три иона натрия и закачать внутрь два иона калия, необходимо расщепить одну молекулу АТФ. При этом нейроны непрерывно расходуют АТФ – перекачивают ионы, чтобы восстановить заряд на мембране после каждого нервного импульса; можно сказать, что на этом процессе вырабатывается все электричество в мозге. С другой стороны, любое питательное вещество можно оценить по тому, сколько АТФ из него можно получить: например, одну молекулу глюкозы можно расщепить до углекислого газа и воды, получив таким образом около 36 молекул АТФ (и перекачать с ее помощью 108 ионов натрия и 72 иона калия).
Как следует из названия, АТФ – АденозинТриФосфат – состоит из аденозина и трех фосфатов: они «пришиты» к аденозину один за другим. Связи между фосфатами называют макроэргическими: это означает, что каждая из них позволяет запасти довольно много энергии. Когда такая связь разрывается, энергия высвобождается и может быть использована для нужд клетки.
Можно сказать, что АТФ – это что-то вроде платежной карты с тремя фосфатами на счету. Большинство транзакций внутри клетки «стоят» один фосфат, он отщепляется от АТФ с образованием АденозинДиФосфата – АДФ. Некоторые процессы очень дорогие: они стоят два фосфата, которые отщепляются от АТФ с образованием аденозинмонофосфата – АМФ.
Если АТФ – это энергетическая валюта, то сам аденозин представляет собой что-то вроде пустой платежной карты, которую необходимо пополнить, перед тем как использовать для оплаты нужных клетке транзакций. Когда аденозин накапливается в клетках и межклеточном пространстве, это сигнализирует о том, что организм заметно потратился, и ему нужно восполнить запасы энергии – как следует отдохнуть. Уровень аденозина в нервной системе и есть тот самый индикатор энергии (точнее, ее дефицита), который мы субъективно воспринимаем как заряд бодрости.
Как аденозин склоняет мозг ко сну
Хотя гипнотический эффект аденозина был открыт в середине XX века, ученые до сих пор не до конца разобрались во всех нюансах работы системы, отвечающей за сон, бодрствование и субъективное восприятие бодрости.
На сегодняшний день открыто четыре различных аденозиновых рецептора – A1, A2A, A2B и A3. Их функции отчасти перекрываются. Например, рецепторы A1, A2A влияют на работу сердца, потребление кислорода и кровоток, успокаивая пульс и расслабляя сосуды. Эти же рецепторы есть в различных отделах мозга. Рецепторы A2B и A3 в основном расположены на периферии организма и участвуют в работе иммунитета – вероятно, из-за этого болезни меняют наше самочувствие, и пока иммунитет борется с инфекцией [5], людям лучше всего отсыпаться.
Аденозиновые рецепторы первого типа можно встретить в мозге практически повсеместно, а второй тип рецепторов (A2A) встречается в основном в полосатом теле – этот отдел играет важную роль в принятии решений, планировании действий и обработке эмоций[55]. Оказалось, что внутри полосатого тела оба типа аденозиновых рецепторов тесно соседствуют с рецепторами к дофамину и влияют на то, как эти нейроны проводят сигналы от системы подкрепления. Связываясь со своими рецепторами, аденозин мешает работе других нейромедиаторов. Под действием аденозина пузырьки с нейромедиаторами не высвобождаются в синаптической щели и не могут активировать следующий нейрон. Можно сказать, что аденозиновые рецепторы не дают дофамину активировать нейроны, а дофамин мешает работать аденозиновым рецепторам [6]. Этим и объясняется влияние сна (аденозина) и эмоций (дофамина) друг на друга: если вы хотите спать, вряд ли сможете живо реагировать на происходящее вокруг; с другой стороны, если вас переполняют эмоции, заснуть будет не так-то просто.
В нашей нервной системе есть свой индикатор бодрости – это уровень аденозина. Чем его больше – тем более вялыми мы себя чувствуем.
Кроме того, связываясь с А2А рецепторами в гипоталамусе, аденозин активирует центры сна, которые в свою очередь тормозят активность отделов мозга, отвечающих за состояние бодрствования. Таким образом, аденозин как бы переключает тумблер из одного состояния в другое, в результате чего мы чувствуем неодолимое желание лечь поспать.
Как работает кофеин
Что происходит, когда вы выпиваете кофе? Примерно через 30–60 минут концентрация кофеина в плазме крови достигает пика [3]. Он легко проникает в мозг через гематоэнцефалический барьер и связывается там с аденозиновыми рецепторами. Постепенно содержание кофеина в крови снижается – его разрушает фермент цитохром P450 в клетках печени, однако скорость зависит от множества факторов, а время полувыведения[56] варьирует от двух до 12 часов.
Кофеин очень похож на аденозин, но, связываясь с аденозиновыми рецепторами, он не способен их активировать и запустить передачу сигнала. Кофеин просто занимает место, предназначенное для аденозина, и не дает тому проводить сигнал. Получается, что в присутствии кофеина организм перестает видеть и адекватно оценивать уровень аденозина, по которому он проверяет, сколько энергии есть в распоряжении.
Пока в организме плещется достаточное количество кофеина, аденозин не может проявить свои эффекты: баланс смещается от центров сна к центрам бодрствования, человек чувствует бодрость и прилив энергии. Аденозин перестает блокировать выброс других нейромедиаторов, активирующих работу мозга, включая дофамин. Если аденозин притормаживает работу системы подкрепления, то кофеин отжимает тормоз: человек чувствует прилив энергии и приятных эмоций. Люди редко указывают приподнятое настроение среди причин, почему они пьют кофе, тем не менее ученые считают, что именно этим можно объяснить их пристрастие к этому напитку: они получают удовольствие от кофе в самом буквальном смысле этого слова.
Кофеин блокирует рецептор, не давая аденозину связаться с ним и отправить в мозг «сигнал усталости»
Воздействие кофеина на человека многогранно и не ограничивается только удовольствием и чувством бодрости. Вполне возможно, что не все эффекты связаны с воздействием кофеина на мозг: он может непосредственно влиять на мышцы и обмен веществ, по крайней мере в высоких дозах. Однако то, насколько проявятся те или иные эффекты, зависит от индивидуальных особенностей, включая природную предрасположенность, образ жизни и привычки. Нужно помнить и о том, что не все эффекты кофеина благоприятны для человека – много крепкого кофе может ухудшить самочувствие, а некоторые люди в силу своих особенностей могут столкнуться с неприятными последствиями даже после одной-двух чашек кофе.
Итак, на что влияет кофе? Вот список эффектов кофеина, которые можно найти в научных журналах [3, 6, 7].
1. Активирует симпатическую нервную систему – она воздействует на органы и ткани человека, подготавливая к реакции типа «бей и беги», усиливая кровоток к скелетным мышцам и сердцу и снабжая их кислородом и питанием. Если вам предстоит биться или бежать (или, скажем, просто тащить тяжеленный чемодан без ручки на другой конец города), чашка кофе – как раз то, что нужно.
2. Ускоряет обмен веществ и усиливает окисление жиров. Обычно в покое организм расходует гликоген, то есть пополняет запасы АТФ в основном за счет углеводов. Кофеин способен изменять баланс сил и переключать клетки на жиры, ускоряя сжигание липидов и снижая расщепление гликогена. По-видимому, этот эффект может проявляться и в покое (в исследованиях он длился около четырех часов и увеличивал уровень потребления энергии примерно на 6 %), и при физических нагрузках. Так что кофеин может быть полезен, если хочется похудеть, – правда, одним только кофеином дело вряд ли обойдется.
3. Повышает выносливость и усиливает работоспособность, позволяя отложить момент, когда человек почувствует утомление. Более того, после кофеина участники исследований склонны приуменьшать усилия, затраченные на упражнения, по сравнению с теми, кому пришлось работать без него.
4. Ускоряет восстановление после физической нагрузки. Уставшим после работы мышцам требуется время, чтобы восстановиться и накопить израсходованный гликоген. В виде гликогена в тканях запасаются углеводы, из которых мышцы получают энергию во время работы. Если выпить крепкий кофе с сахаром, процесс образования гликогена в мышцах после физической нагрузки идет быстрее, чем если выпить просто подсахаренную воду с тем же количеством сахара.
5. Снижает восприятие боли. Во время тяжелых физических нагрузок в мышцах накапливается аденозин: связываясь с A1-рецепторами, он способен вызывать ощущения боли в мышцах. Кофеин помогает не только при мышечной, но и при других видах боли, включая головную, особенно на фоне приема традиционных анальгетиков. Однако тут, похоже, работают тонкие и сложные механизмы: при боли кофеин помогает далеко не всем и не во всех дозировках, причем и слишком маленькие, и слишком большие его дозы могут оказаться неэффективными.
Кофеин увеличивает уровень потребления энергии на 6 %, а значит, может быть полезен для похудения.
6. Не только улучшает физическую работоспособность, но и помогает лучше справляться с умственными задачами. После чашки крепкого кофе кровь приливает не только к мышцам, но и к голове. В итоге люди лучше справляются с задачами, требующими внимания и сосредоточенности. В то же время результаты исследований расходятся в том, влияет ли кофеин на память. По-видимому, все ограничивается тем, что после кофе легче не отвлекаться на всякую постороннюю ерунду. Не стоит особо полагаться на кофе, если нужно запомнить много новой информации, особенно если ничто не отвлекает.
7. Ускоряет время реакции: люди быстрее и точнее реагируют в задачах, где важны скорость и точность выполнения, делают меньше ошибок и быстрее справляются с заданиями. Кофе помогал сильнее всего, когда участники экспериментов не высыпались или были утомлены; если добровольцам давали хорошенько выспаться, кофе почти не влиял на то, как они справлялись с задачами.
8. Заряжает бодростью. Люди не только говорят о том, что чувствуют себя бодрее, но и лучше справляются с долгими монотонными задачами, реже ошибаются, меньше отвлекаются и вообще легче переносят скуку и однообразие. Одно из исследований проверяло способность студентов высидеть на 75-минутной университетской лекции: по утверждениям студентов, после кофеина они были не такими сонными, легче сосредотачивались и лучше соображали.
9. Способен улучшать координацию движений. Например, после кофе водители лучше контролируют положение автомобиля на дороге и реже заезжают колесом на разделительную полосу, то есть лучше контролируют траекторию движения.
10. Помогает бороться со сном, когда люди лишены возможности поспать и им необходимо продолжать свою деятельность. Тем не менее некоторые исследователи считают, что все же лучше поспать полчаса, а не просто выпить кофе: хоть кофеин и блокирует аденозиновые сигналы, серьезное утомление плохо сказывается на самочувствии и способности принимать решения. Короткий сон помогает устранить проблему, связанную с перегрузкой и усталостью, тогда как кофе скорее позволяет игнорировать ее.
11. Улучшает настроение. Как я писала выше, аденозиновые рецепторы в системе подкрепления находятся рядом с дофаминовыми: аденозин, связываясь со своими рецепторами внутри прилежащего ядра, не дает дофамину развернуться на полную катушку. Кофеин, наоборот, отпускает аденозиновые тормоза, и это дарит нам заряд не только энергии, но и позитива.
1. Усиливает диурез – иными словами, мочевой пузырь наполняется быстрее, даже если чашка кофе по объему была совсем небольшой. Об этом эффекте стоит помнить, если вы собираетесь в долгое путешествие и хотите взбодриться с помощью кофе, но при этом частые технические остановки не запланированы.
2. Усиливает сердцебиение и может провоцировать тахикардию и аритмию, особенно если выпить кофе в больших дозах. Иногда с этим сталкиваются даже молодые и здоровые люди. Считается, что случаи смертельного отравления большими дозами кофеина связаны именно с воздействием кофеина на сердце.
3. Может вызывать нервозность и провоцировать тревожность. Кофеин способен усиливать возбудимость в нервной системе: в умеренных дозах это помогает бороться с вялостью и сосредотачиваться, но слишком большая доза может вызывать тремор рук и тревогу. В таком перевозбужденном состоянии сложно успокоиться и сосредоточиться: если человек нервничает перед собеседованием или сложным тестом и боится не справиться, кофеин может только усугубить ситуацию.
4. Иногда кофеин может вызывать дрожание рук и усиливать уже имеющийся тремор [8] – это нечастое, но неприятное явление, особенно в ситуациях, когда требуются точные и тонкие манипуляции. Чаще всего такое встречается у людей, страдающих от болезни Паркинсона и эссенциального тремора[57], но иногда проявляется и у здоровых людей.
5. Кофеин может вызывать проблемы со сном [9]. Люди, пьющие кофе, чаще страдают от бессонницы и нарушений сна, особенно если в принципе плохо спят, тяжело засыпают и подвержены бессоннице. Даже если человек обычно не имеет проблем со сном, кофе на ночь может существенно ухудшить его качество. После кофе людям требуется больше времени, чтобы уснуть, продолжительность сна укорачивается, как и длительность медленноволнового сна и фазы быстрых движений глаз. Эти эффекты сильнее проявляются у тех, кто пьет кофе нерегулярно, хоть и заядлые любители кофе время от времени сталкиваются с такими проблемами.
Кофеин – волшебная таблетка с энергией?
Неужели кофе так хорош? Если это так, то люди, пьющие кофе, должны быть практически супергероями или, во всяком случае, намного продуктивнее тех, кто кофе не пьет. Однако это не очень-то похоже на то, как обстоят дела в обычной жизни: если регулярно пить кофе, он действительно помогает сосредоточиться и побороть вялость и сонливость, но общая работоспособность не так уж сильно отличается у тех, кто пьет кофе, и тех, кто не пьет или пьет крайне редко. Как же так?
Проблемы со сном могут быть вызваны чрезмерным употреблением кофеина. Так что лучше не пить кофе на ночь.
Дело в том, что регулярное употребление кофе вызывает привыкание. Наш мозг стремится нормализовать свое состояние с учетом всех внешних факторов, с которыми регулярно сталкивается. Не чувствовать усталость ненормально, и если по каким-то причинам сигналы утомления перестали поступать, нужно увеличить восприимчивость к ним. Если на протяжении нескольких недель кофеин постоянно поступает в нервную систему и блокирует сигналы усталости от аденозина, в мозге постепенно увеличивается число аденозиновых рецепторов, чтобы вернуть прежнюю восприимчивость. В некоторых исследованиях участникам было достаточно двух-трех недель, чтобы кофе почти перестал действовать – его остаточное влияние на энергичность участников было едва заметно.
Привыкание к кофеину проявляется не только в том, что кофе перестает бодрить как раньше, но еще и в том, что людям тяжело обходиться без кофе – они постоянно чувствуют вялость и сонливость, которую не удается побороть без кофеина. Для возврата к нормальному состоянию нужно, чтобы кофеин занимал часть рецепторов к аденозину – система перестраивается именно на такой режим работы.
Регулярное употребление кофе вызывает самую настоящую физическую зависимость. Тем не менее специалисты по химическим зависимостям не относят кофе к опасным для здоровья психоактивным веществам. Люди, привыкшие к кофе, обычно в состоянии отказаться от него, несмотря на неприятные последствия в виде вялости и несобранности.
Любители кофе вполне владеют собой и не срываются на компульсивное потребление, когда совершенно теряют самоконтроль и словно подчиняются посторонним силам, которые заставляют их действовать вопреки своим решениям. С другими веществами – алкоголем, никотином и наркотиками – такое случается часто, особенно когда человек решает завязать.
Сколько времен должно пройти, чтобы почувствовать упадок сил, связанный с дефицитом кофеина в организме? Кофеиновая ломка (или, по-научному, абстиненция) наступает примерно через полдня после последней дозы кофеина (в одних исследованиях фигурирует период 8–12 часов, в других – 22–24 часа). Как бы то ни было, кофеин постепенно разрушается и перестает оккупировать рецепторы к аденозину, которых у кофеманов намного больше, чем нужно. Пока кофеин есть, работают только немногочисленные свободные рецепторы, но когда он долго не поступает, все рецепторы включаются в проведение сигналов усталости от аденозина, и это совершенно не то, что помогает кофеману нормально себя чувствовать. Кофеин настолько плотно встраивается в работу нервной системы, что без него она перестает нормально функционировать.
В итоге за регулярное употребление кофе приходится расплачиваться: фактически все, что улучшается под действием кофеина, на фоне его отмены становится заметно хуже. В отсутствие кофеина аденозин, который никуда не девался, получает возможность связаться со всеми своими рецепторами, прежде занятыми кофеином. Сигналы, которые кофеин помогал игнорировать до поры до времени, внезапно обрушиваются на не подготовленную к такому напору систему. Все сигнализирует о том, что усталость зашкаливает и человеку необходимо срочно отдохнуть, отложив все дела. Нужно немало времени, чтобы перестроиться и вернуть к исходному состоянию настройки работы мозга, сбитые под действием кофеина. Фактически для этого необходимо убрать все лишние рецепторы, которые постепенно появлялись на множестве нейронов по всему мозгу.
Симптомы кофеиновой абстиненции практически повторяют положительные эффекты от кофеина, только с обратным знаком. Вместо приподнятого состояния (которое давно уже не особенно и приподнятое, скорее просто нормальное) человек скатывается в энергетическую яму.
Без привычной дозы кофеина накатывают вялость, усталость, слабость, заторможенность, сонливость, рассеянность, появляются сложности с концентрацией внимания, ощущение неудовлетворенности, раздражительность, подавленное настроение, неспособность ясно мыслить, головная боль. Как будто человека отключают от розетки, и нервная система переходит на режим экономии энергии – на самом деле мозг в полной мере получает аденозиновые сигналы усталости, которые научился игнорировать благодаря кофеину.
Чтобы почувствовать ломку без привычной дозы кофеина, требуется не так уж много времени – примерно столько, сколько мы тратим на вечерние дела и ночной сон. Получается, что ночью человек вроде бы проспал положенные шесть-восемь часов, но проснулся невыспавшимся, вялым и разбитым, просто потому, что утром в крови почти не осталось кофеина.
Похоже, что утреннее вялое состояние, в котором обычно просыпаются любители кофе, – не совсем норма. Люди, не привыкшие пить кофе, чувствуют себя по утрам гораздо лучше, чем кофеманы. Волшебное действие утреннего кофе, который буквально преображает нас и позволяет проснуться, взбодриться и посмотреть на мир веселее, связано не с тем, насколько хорошо нам с кофе, а с тем, насколько плохо без него.
Кофе настолько распространен, что в исследованиях очень сложно отделить одни эффекты (положительные от кофеина) от вторых (отрицательных от абстиненции). Что, если кофе не так уж и заряжает энергией, а просто снимает дискомфорт от того, что мозг изголодался по кофеину и физически страдает без него? Чтобы проверить это, необходимо сравнить людей, которые не представляют своей жизни без кофеина, с теми, кто его вообще не употребляет, включая шоколад и колу. Проблема в том, что найти человека, совершенно не употребляющего кофеин, в современном мире очень сложно. А уж утверждать, что он такой же, как и все, и нелюбовь к кофе – это его свободный выбор, а не особенности обмена веществ и невосприимчивость к кофеину, и вовсе невозможно.
В итоге почти все исследования эффектов кофеина, о которых мы говорили выше, проводятся на людях, пьющих кофе практически каждый день. Как чаще всего выглядит такое исследование? Участников просят приехать в лабораторию, воздержавшись от утреннего кофе и чая, чтобы оценить, насколько хорошо человек справляется с тестами до того, как ученые дадут ему определенную дозу кофеина, и спустя полчаса-час после того, как участник его получит. Такой подход совершенно не учитывает, что без кофе по утрам участники могут страдать от кофеиновой ломки, которая в той или иной степени есть у всех людей, регулярно пьющих кофе. Выходит, многочисленные исследования могут измерять не то, насколько эффективен кофе, скажем, для концентрации внимания, а то, насколько людям сложно собрать себя в кучу и сконцентрироваться, когда они страдают от абстиненции без привычного кофе.
При приеме кофе мы становимся бодрее, но он же делает нас более вялыми по утрам.
Чтобы разделить эффекты от ломки без кофеина и от кофе, нужны более сложные и дорогие исследования: не просто набрать участников на полдня тестирования, а поселить добровольцев на несколько недель туда, где можно контролировать количество кофеина в пище, дождаться момента, когда полностью исчезнут симптомы кофеиновой абстиненции (обычно на это требуется примерно неделя), и затем сравнить, влияет ли кофеин на участников, если они привыкли обходиться без кофе [10].
Такие эксперименты были выполнены. Участники одного из исследований четыре недели жили под наблюдением ученых, которые контролировали содержание кофеина в диете волонтеров. Каждую неделю участники либо три раза в день получали кофеин в дозе, эквивалентной чашке кофе, либо с той же периодичностью пили напитки без кофеина. На седьмой день исследователи тестировали участников до и после получения дозы кофеина. Как и ожидалось, в таких условиях почти весь эффект от кофеина оказался связан с кофеиновой ломкой. Шести дней без кофеина вполне достаточно, чтобы снять синдром отмены кофе. На седьмой день выпитый кофеин мало влиял на участников испытаний – наиболее заметным было его влияние на настроение. Если же участники всю неделю пили кофеин, на седьмой день без него они гораздо хуже справлялись с тестами, а кофеин просто возвращал их результат к безкофеиновой норме.
Так что же, весь эффект от кофе – это только облегчение кофеиновой ломки? Видимо, да, если речь идет об условиях, когда кофе исчезает из рациона на шесть-семь дней. Судя по всему, этого времени хватает, чтобы пропали симптомы отмены кофе, но недостаточно для того, чтобы вернуть режим работы мозга к исходному состоянию до привыкания.
Несколько исследований, в которых людей лишали кофеина на более длительное время – три-шесть недель, – показали, что в этом случае кофе влияет на работоспособность сильнее: возможно, нашей внутренней аденозиновой системе нужно больше времени, чтобы не просто компенсировать отсутствующий кофе, а по-настоящему восстановиться и перестроиться на режим работы без кофеина.
Кофе – вредная привычка?
Итак, если кофе не слишком-то увеличивает нашу продуктивность, а скорее делает ее зависимой от того, получили ли мы привычную дозу кофеина, стоит ли вообще начинать его пить? На этот вопрос нет универсального ответа, но если вы пьете кофе только ради его бодрящих качеств, возможно, причин продолжать в том же духе у вас поубавилось.
Тем не менее многолетнее употребление кофе не проходит бесследно. Несмотря на то что особого бодрящего эффекта от кофе ждать не приходится, напиток все же благотворно влияет на здоровье. Многолетние наблюдения за здоровьем тысяч людей в западных странах говорят о том, что кофе снижает риск смерти от множества заболеваний – сердечно-сосудистых, онкологических и нейродегенеративных [11]. Кофеин снижает риск смерти от инфаркта миокарда, болезней Паркинсона и Альцгеймера. Одно из немногих состояний, когда стоит ограничить объемы потребляемого кофеина, – беременность: высокие дозировки кофе связаны с риском выкидышей, раннего родоразрешения и низкого веса рожденных младенцев.
Для освобождения от «зависимости» достаточно всего шести дней без кофе.
Согласно данным исследований, безопасная дозировка кофеина составляет 300–400 мг в сутки, что соответствует трем-четырем чашкам кофе в день. Если у вас нет проблем со сном и тревожностью, возможно, снижение риска заболеваний – достаточная плата за то, чтобы просыпаться вялым и разбитым – до первой чашки ароматного кофе.
Когда речь идет об улучшении здоровья, говорят именно о кофе, а не о кофеине. Более того, многие из этих эффектов почти не отличаются для обычного кофе и кофе без кофеина. Действительно, помимо кофеина, в кофе содержится множество органических соединений, способных влиять на здоровье, – как и во многих других продуктах растительного происхождения.
Что же в кофе улучшает здоровье? Первоначально считалось, что дело в содержащихся в нем антиоксидантах: многие болезни приводят к накоплению свободных радикалов – очень агрессивных соединений, которые могут разрушать клетки и ткани или же повреждать важные для жизни клетки соединения. Однако антиоксидантов в кофе совсем немного – на порядки меньше, чем емкость естественных антиоксидантных систем организма, которые противостоят окислительному стрессу и нейтрализуют свободные радикалы.
Тем не менее компоненты кофе могут активировать наши антиоксидантные ферменты и обладают слабым противовоспалительным эффектом.
Похоже, самые ценные для нашего здоровья компоненты кофе – это фенольные соединения, прежде всего полифенолы и фенольные кислоты. Кофе особенно богат ими: по некоторым оценкам, до 40 % полифенолов и 70 % фенольных кислот, способных благотворно влиять на здоровье, поступают с кофе [12]. Эти соединения могут менять активность многих генов, связанных с антиоксидантной защитой, удалением токсинов и восстановлением клеток после повреждений.
Кроме того, многие компоненты, содержащиеся в кофе, благотворно влияют на состояние кишечной микрофлоры, которая играет важную роль во многих важных процессах, связанных с хорошим самочувствием и долголетием. Так что для жителей северных широт кофе – действенная биологически активная пищевая добавка, способная компенсировать недостаток овощей и фруктов в рационе; при этом кофе без кофеина почти не отличается от обычного кофе по своим полезным качествам.