Огромное количество людей начинают свой день с чашки горячего кофе, чая или какао. И в этом нет совершенно ничего удивительного, ведь несмотря на некоторые различия между собой, все три этих напитка содержат вещества из группы метил-ксантинов, которые обладают психостимулирующим эффектом.

Легенды гласят, что впервые тонизирующие свойства кофе открыл один пастух из Эфиопии, который заметил, что его козы после того, как днем ели плотные листья и плоды кофейного дерева, перестали спать ночью. Он поделился своим наблюдением с настоятелем ближайшего монастыря, а уже тот решил испробовать эффект от необычных зерен на себе. Стоит ли говорить, что в то время люди не знали о научном подходе, а потому человечество потеряло огромное количество исследователей, которым просто-напросто не повезло попробовать что-то такое, что пробовать явно не следовало. Но в данном случае настоятелю повезло, более того, он был сильно поражен силой действием напитка из плодов кофейного дерева! А потому решил использовать такой напиток для поддержания бодрости монахов во время ночных молебнов, когда у многих из них глаза закрывались сами собой. Всё это происходило в IX веке н.э., а до настоящего всемирного признания кофе было ещё очень и очень далеко.

В России об этом прекрасном напитке узнали благодаря царю Петру I. который вместе с другими европейскими новинками (вроде картошки и табака) завез в нашу страну и кофейные зерна. Историки утверждают, будто он даже насильно поил своих подчиненных "горьким пойлом", чтобы привить им любовь к кофе.

Ну а в 1819 году немецкий химик Фердинанд Рунде смог выделить из кофейных зерен активное вещество и дал ему привычное для нашего слуха название "кофеин". Ещё почти через 10 лет, в 1828 году, двум французским ученым (Пеллетье и Каванту) удалось получить это вещество в чистом виде. В лабораторных же условиях синтезировать кофеин получилось только несколько десятилетий спустя, и именно за эту работу Герман Эмиль Фишер получил Нобелевскую премию по химии в 1902 году.

И если вам кажется, что история открытия кофе является довольно туманной, то это вы ещё не заглядывали в состояние дел современной науки по данному вопросу! Потому что до сих пор не существует окончательных и устоявшихся представлений ни о механизме действия кофеина, ни о его влиянии на организм!

Несмотря на то, что количество исследований кофе и кофеина постоянно растет (например, в 1970 году было опубликовано менее ста статей, а в 2013-м — уже 800), но большинство из них не имеет значительной научной ценности, а связано в первую очередь с тем, что кофе стал невероятно популярным пищевым продуктом. Именно поэтому производители и продавцы кофе крайне заинтересованы в создании позитивного имиджа у этого продукта. Именно они выступают спонсорами огромного количества исследований самого разного качества (зачастую более чем сомнительного) создавая видимость того, что этот продукт хорошо исследован со всех сторон и его безопасность научно подтверждена. И найти в этом потоке информации действительно достоверную очень и очень сложно. Стоит ли говорить о том, что результаты первого действительно независимого и крупномасштабного изучения влияния кофе на здоровье человека были опубликованы лишь в мае 2012 года. На любые сведения о негативном влиянии кофе на здоровье отыщется десяток опровержений. Читатели не будут вникать в нюансы, разбираться в источниках финансирования и методологических ошибках исследователей, поэтому найти по-настоящему достоверную информацию в этом потоке очень и очень сложно. Но можно.

Начнем с самого главного — механизма действия. Кофеин по своей природе очень напоминает нейромедиатор аденозин — в обоих случаях в основе соединения лежит пуриновое основание аденин, одно из составляющих ДНК. Это означает, что кофеин может связываться с теми же рецепторами, что и аденозин, успешно конкурируя с ним. На сегодняшний день известны четыре подтипа аденозиновых рецепторов: A1, A2A, A2B, и A3, но большинство эффектов реализуется через А1. Аденозин оказывает на ЦНС тормозящее действие, он работает как своеобразный защитник при ранениях или стрессах, предотвращая «перегрев» головного мозга.

С этим подтипом рецепторов связывается и кофеин, причем установить конкретный механизм удалось лишь сравнительно недавно — в конце 2012 года. Немецкие исследователи из Института нейрофизиологии и медицины использовали одно из последних достижений визуализационной диагностики — позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ). В исследовании приняли участие 15 добровольцев-мужчин. На протяжении 36 часов они воздерживались от потребления кофе, после чего им была проведена ПЭТ с изотопом фтор-18 (F-18-CPFPX), который непрочно связывается с А1-рецепторами. Затем участникам ввели кофеин в виде коротких внутривенных инъекций, постепенно увеличивая вводимый объем. Кофеин связался с А1-рецепторами, вытеснив F-18-CPFPX. После этого повторили ПЭТ. Результаты показали, что при концентрации кофеина 13 мг/л (эквивалентно 4−5 стандартным порциям эспрессо) занятыми оказываются 50% процентов А1-аденозиновых рецепторов. Таким образом, кофеин не оказывает непосредственного возбуждающего эффекта на ЦНС, а лишь временно предотвращает связывание аденозина с его рецепторами и развитие тормозящего эффекта этого нейромедиатора.

Статус кофеина как наркотика сомнителен, хотя ученые и сходятся в том, что привыкание к кофе все-таки происходит. Но, как подчеркивают во всех руководствах, аддиктивный потенциал кофеина чрезвычайно низок. То есть человек вполне может прожить и без кофе, и никакой серьезной «ломки» на фоне отказа от бодрящего напитка не возникает. При интенсивном потреблении кофе (более 300 мг кофеина в сутки) увеличивается число А1-аденозиновых рецепторов. Если кофе из рациона исчезает, некоторое время может ярко проявляться тормозящий эффект аденозина, которому теперь не с кем конкурировать. Но ситуация довольно быстро приходит в норму. Тем не менее передозировка кофеина возможна, с последствиями вплоть до летального исхода (теоретически). Токсикологи подсчитали, что смертельным количеством может оказаться чашка эспрессо на 1 кг массы тела, причем эта доза должна быть выпита за относительно короткий интервал времени (около получаса).

Потребление кофе в разумных пределах не вредит сердцу. По крайней мере, в настоящий момент нет ни одного утверждения о негативном влиянии кофеина на «пламенный мотор», которое не было бы неоднократно опровергнуто. Мало того, мета-анализ исследований, проведенный в 2014 году китайскими учеными и включавший данные по 228 465 участникам, показал, что у людей, пьющих кофе, мерцательная аритмия развивается на 6% реже, чем у тех, кто его не пьет.

Стойкая гипертония у кофеманов не возникает, за очень редким исключением — при длительном употреблении более 1 л напитка в сутки возможно повышение систолического давления на «целых» 10 мм рт. ст.

Канцерогенность напитка находится под большим вопросом, хотя он и включен Международным агентством по исследованию рака (МАИР) в 3-ю группу канцерогенов (теоретически опасные для человека, но отсутствие или нехватка достоверных исследований не позволяет окончательно сделать вывод об их канцерогенности). В этой же группе, к слову, находятся мобильные телефоны, тальк и еще почти 500 наименований. Между тем выяснилось, что любители бодрящего напитка реже страдают агрессивным раком простаты и молочной железы. И многие исследовательские группы сегодня присматриваются к кофеину как к универсальному транспортному средству, которое облегчает поступление противоопухолевых препаратов, например, в головной мозг.

Но некоторые опасения все же подтвердились. Например, беременным не рекомендуется превышать суточную дозу в 200 мг кофеина, так как он негативно влияет на плод — в частности, увеличивает риск рождения ребенка с «заячьей губой» и пороками развития сердца.

Теобромин — основной биологически активный ингредиент какао и шоколада и ближайший родственник кофеина. В какао этого алкалоида может быть от 2 до 10%, в десятки раз больше, чем кофеина. Чуть меньше (1−2%) — в орехах колы, ягодах гуараны, чайном листе. В кофе, кстати, теобромина нет совсем. Теобромин был впервые выделен выдающимся российским химиком А.А. Воскресенским в 1841 году из какао-бобов, а синтетический аналог получил в 1882 году уже упоминавшийся нобелевский лауреат Герман Эмиль Фишер.

И если в случае кофе все позитивные и негативные эффекты связаны с основным веществом, кофеином, то в случае шоколада теобромин ничего хорошего не делает. Являясь, по сути, более слабым антагонистом аденозина, нежели кофеин, он почти не оказывает влияния на центральную нервную систему. А потому, его добавочный потенциал стремится к нулю. Главный эффект от теобромина — это расслабление гладкой мускулатуры, достигаемое за счет угнетения фермента фосфодиэстеразы (ФДЭ) и уменьшения поступления кальция через клеточные мембраны. Именно из--за этого эффекта теобромин получил широкое распространение в медицине, став лекарственным средством, применяемым для расширения бронхов, снижения периферического сосудистого сопротивления и снижения давления в малом круге кровообращения. Кроме того он помогает нарастить кровоток в коронарных артериях, повысить сократительную способность миокарда и участить сердцебиение.

Но не нужно забывать и о том, что теобромин обладает более высоким уровнем токсичности по сравнению с кофеином, более того, в научных исследованиях описаны случаи отравления шоколадом людей с мутацией в гене, отвечающем за синтез печеночного фермента цитохрома Р450 CYP3A4.

Во-первых, нужно сказать, что вне зависимости от того, о каком чае мы говорим (черный, зеленый, белый, красный или ещё какой), они все делаются из одного и того же чайного листа, и отличаются только способом обработки. Именно поэтому любой чай содержит в себе сразу три метилксантина, главным действующим веществом из которых является теофиллин. Он был открыт в конце XIX века немецким учены Альбрехтом Косселем, а в лабораторных условиях его первым смог синтезировать Герман Эмиль Фишер (да, тот самый, о котором мы писали несколькими абзацами ранее).

Теофиллин по своему действию очень похож на теобромин (расслабление гладкой мускулатуры, расширение периферических сосудов и усиление сократительной способности миокарда) с той лишь разницей, что теофиллин обладает ярко выраженным мочегонным действием. Более того это вещество является признанным лекарственным средством, что обязательно нужно учитывать, если вдруг возникнет желание запить какие-либо медикаменты чаем. Например, в сочетании с фуросемидом усиливается мочегонный эффект, а вот работа "сердечных" бета-блокаторов будет значительно снижена. В инструкции к теофиллину раздел «Лекарственное взаимодействие» занимает целую страницу.

Интересный эксперимент для иллюстрации того, насколько опасны кофе и чай придумал шведский король Густав III, которй был ярым противником и того, и другого. Он заменил двум преступникам-близнецам казнь на пожизненное заключение в тюрьме с особым условием. Один из них должен был выпивать каждый день по три чашки кофе, а другой — по три чашки чая. При этом за состоянием здоровья каждого из заключенных следил специально приставленный врач. Результаты эксперимента оказались очень интересными! Вначале умер первый доктор, затем второй, спустя несколько лет убили и самого короля Густава, в то время как оба заключенных продолжали жить и на здоровье не жаловались. Доподлинно неизвестно, что стало с тем, который пил каждый день кофе, а вот близнец, вынужденный пить чай, дожил до возраста в 83 года.

Самой плохой идеей будет попытка сочетать кофе и алкоголь, поскольку кофеин хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер и "захватывает" вместе с собой этанол, ускоряя опьянение. При этом эффекты, которые кофеин и алкоголь оказывают на организм, в течение какого-то времени, взаимно аннигилируются, в результате чего человек не чувствует опьянения и считает, что может выпить еще, хотя его организм мог уже давно превысить свою дозу. Помимо этого, продукты метаболизма алкоголя способствуют повышению «аритмической готовности» сердца, в результате чего даже небольшая доза кофеина может привести к сбою в его работе. Употребление так называемых "энергетиков" содержащих одновременно и кофеин, и алкоголь, стали причиной как минимум нескольких зарегистрированных смертей в США, причем у молодых людей в возрасте всего 20-25 лет, после чего целый ряд американских штатов принял законы о запрете подобных напитков.