Сколько чашек кофе в день не навредят здоровью? Почитайте этот материал

Человечество пьет кофе как минимум с IX века нашей эры, но кофеин из него получили лишь в середине XIX века. С тех пор человечество постоянно спорит: кофеин – это зло или ок? Пишут журналисты блога Talon.by.

Что такое кофеин?

Кофеин – это алкалоид (конкретнее, метилксантин), то есть растительное вещество кольцевидной химической структуры с атомами азота в составе. Кофеин содержится в кофейных зернах, чайных листьях, какао, гуаране, коке, орехах колы и других растениях.

Соединение впервые выделил немецкий исследователь Фердинанд Рунге. Сперва новое вещество именовали на немецкий манер – «каффеин» (kaffein), а позже стали использовать англоязычный вариант – «кофеин» (caffeine). В таком виде он и вошел в медицинский словарь 1823 года.

По мнению ученых, кофеин нужен растениям для защиты от вредителей и конкурентного подавления роста других растений. Теория химической защиты предполагает, что кофеин в молодых листьях, плодах и цветочных почках защищает мягкие ткани растения от жуков и личинок насекомых.

Сторонники аллелопатической (конкурентной) теории считают, что кофеин проникает в почву для подавления роста семян других растений.

Кофеин бесцветен при комнатной температуре, не имеет запаха и горький на вкус. Он хорошо растворяется в кипящей воде, а еще лучше – в хлороформе при комнатной температуре.

При обжарке кофе содержание кофеина в нем почти не меняется из-за термической стабильности данного вещества.

Сколько кофеина в разных сортах кофе?

Содержание кофеина в зернах кофе зависит от его генетики (сорта).

Диапазон содержания кофеина в свежей арабике (Coffea arabica) варьируется от 0,7 до 1,7 г в 100 г сухого вещества, в робусте (Coffea canephora) – от 1,4 до 3,3 г в 100 г сухого вещества. Это максимальные значения, а средние цифры такие:

• арабика – 1,0–1,2 г кофеина в 100 г сухого вещества;
• робуста – 1,7–2,1 г кофеина в 100 г сухого вещества.

Как видите, в зернах робусты на 40–70% больше кофеина, чем в арабике. Более низкое содержание кофеина делает арабику более уязвимой к патогенам, биологическому и механическому стрессу по сравнению с робустой. Зато различные варианты арабики более однородные по составу из-за их низкого генетического разнообразия. Проще говоря, где и как бы арабику ни вырастили, она вся примерно одинаковая. Напротив, варианты робусты значительно отличаются друг от друга из-за высокой генетической изменчивости.

После уборки зерна кофе подвергаются сухой, влажной или полусухой обработке для удаления мякоти плода. В нескольких исследованиях сравнивали содержание кофеина после различных вариантов обработки – существенной разницы не зафиксировано.

У зеленого кофе более горький вкус, он содержит немного больше хлорогеновой кислоты – полезного для здоровья антиоксиданта. Однако значительной разницы между зеленым и черным кофе нет.

Чем отличаются черный и зеленый кофе?

Весь кофе после его уборки с поля зеленый, а черным он становится после обжарки зерен. Зеленый кофе вообще не обжарен или обжарен очень слабо, в то время как черный кофе обжарен до глубокого коричневого цвета.

Обжарка зерен кофе влияет на их вкус и аромат, но почти не влияет на содержание кофеина. Кофеин крайне термостабильное соединение – температура его плавления составляет 234–239 °C. В процентном соотношении концентрация кофеина может даже вырасти после обжарки за счет потери распадающихся под влиянием тепла соединений. Напротив, при создании растворимого кофе (сублимации) возможны небольшие потери кофеина.

Зеленый кофе имеет более горький привкус, а у черного кофе вкус более глубокий и насыщенный. На этом принципиальная разница между ними заканчивается.

В зеленом кофе немного больше хлорогеновой кислоты – антиоксиданта, который может обладать некоторой пользой для здоровья. В остальном это такой же кофе, как и черный, со всеми плюсами и минусами.

Метаболизм кофеина

После глотка кофе около 20% содержащегося в нем кофеина всасывается в желудке, а остальные 80% – в тонком кишечнике. Он также может всасываться через слизистую полости рта и толстого кишечника.

После попадания в кровь кофеин быстро распределяется по большинству тканей и жидкостей организма: его можно обнаружить в моче, слюне, сперме, потовой жидкости, желчи и грудном молоке.

Несмотря на эффективное проникновение кофеина в ткани и жидкости тела, он не задерживается там надолго. Период полувыведения кофеина из плазмы крови у взрослых людей колеблется от 2,5 до 5 часов, иногда вплоть до 12 часов. У женщин он на 20–30% короче, чем у мужчин, а у курильщиков – на 30–50% короче по сравнению с некурящими людьми.

С другой стороны, период полураспада кофеина удваивается у женщин, принимающих оральные контрацептивы, а также сильно продлевается (до 15 часов) на последнем триместре беременности и у людей обоих полов с болезнями печени.

В конечном счете кофеин попадает в печень, где распадается на метилированные ксантины и метилуровые кислоты. Все они выводятся из организма с мочой через почки.

Ежедневное употребление трех чашек кофе и более увеличивает активность цитохромов. Поэтому чем больше кофе вы пьете, тем быстрее заканчивается его действие.

Почему кофе действует на нас по-разному?

На клеточном уровне за метаболизм кофеина несут ответственность ферменты, называемые цитохромами. Особенно сильно обмен кофеина зависит от генетического варианта цитохрома CYP1A2. Его активность может индивидуально варьироваться до 50 раз, ускоряя или замедляя переработку кофеина.

По этому критерию люди условно делятся на быстрых и медленных метаболизаторов кофеина. У быстрых метаболизаторов (версия цитохрома CYP1A2*1A) кофеин активно перерабатывается – он легко выводится и не оказывает значимых эффектов на настроение, давление, самочувствие. Такие люди, образно говоря, могут пить кофе ведрами.

У медленных метаболизаторов (версия цитохрома CYP1A2*1 °F) даже небольшие дозы кофеина могут серьезно повысить давление, спровоцировать эмоциональное возбуждение и дрожание мышц, причем эффект будет продолжительным. Такие люди часто сверхчувствительны к кофе и просто отказываются от него из-за негативных последствий для здоровья.

Поскольку разница между вариантами цитохромов и метаболизмом кофеина достигает 50 раз, между «пьющими кофе ведрами» и «не пьющими совсем» есть множество людей со средними показателями обмена кофеина. Число быстрых метаболизаторов выше среди мужчин по сравнению с женщинами, а также среди людей светлокожих рас по сравнению с темнокожими.

Обмен кофеина также ускоряется при курении сигарет. Ежедневное употребление 3 чашек кофе и более разгоняет активность цитохромов, поэтому чем больше кофе вы пьете, тем быстрее заканчивается его действие.

Кофе без кофеина

Декофеинизация кофе была разработана в Европе, но особой популярностью стала пользоваться в Америке 1950-х годов. Согласно международным правилам, декофеинизация должна снижать концентрацию кофеина на 97–99,9% в молотом кофе и на 97% – в растворимом, без существенного влияния на другие природные соединения.

С начала 1970-х спрос на кофе без кофеина начал постепенно расти во всем мире. Согласно исследованию Национальной кофейной ассоциации США, потребление декофеинизированного кофе в 2009 году достигло 16% от общего объема потребления кофе. В других странах мира кофе без кофеина в течение последних 20 лет составляет примерно 12% от общего объема кофе.

Положительные эффекты кофе

Прилив сил и бодрости

Эффекты кофе на настроение в основном связаны с блокированием аденозиновых рецепторов центральной нервной системы (ЦНС). Аденозин провоцирует сонливость, поэтому при его недостатке человек начинает чувствовать себя бодрее. Концентрация кофеина во внеклеточной жидкости (жидкости вокруг клеток) 10–50 микромоль считается достаточной для избирательного выключения аденозиновых рецепторов ЦНС и подавления действия аденозина.

Кофеин также стимулирует высвобождение «бодрящих» гормонов: норадреналина, дофамина и серотонина. Они улучшают настроение, придают сил, повышают концентрацию внимания, активность, реакции и скорость обработки информации.

Следует понимать, что энергия не берется «из ниоткуда»: если ваш организм утомлен, то дополнительная стимуляция может заставить его работать, но позже за это придется платить сильной усталостью.

Согласно данным Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), для достижения стимулирующих эффектов необходима доза в 75 мг кофеина. Низкой считается доза 50–250 мг кофеина за одно употребление, умеренной – 250–400 мг, высокой – более 400 мг. При этом у людей очень велик разброс индивидуальной чувствительности к кофеину: кому-то для бодрости хватает 50 мг, а кто-то и 300 мг не особо почувствует.

Улучшение физических показателей

Кофеин усиливает физическую выносливость и работоспособность, повышает координацию и уменьшает восприятие боли благодаря блокированию чувства усталости и улучшению поглощения кислорода мышцами. Данные эффекты одинаковы как у редких, так и у постоянных потребителей кофе и наблюдаются при достижении дозы в 3–6 мг кофеина на килограмм массы тела – для 70-килограммового человека это примерно 210–420 мг.

В 2003 году Всемирное антидопинговое агентство (ВАДА) включило кофеин в список стимуляторов, запрещенных к использованию на спортивных соревнованиях, при максимально допустимой концентрации в моче 12 мкг/мл. Однако было отмечено, что и при более низких дозах, сравнимых с обычной чашкой кофе, спортсмены также показывали улучшенные результаты.

Стало крайне сложно различать обычное употребление кофе от преднамеренной «накачки кофеином», поэтому уже в 2004 году ВАДА убрало кофеин из списка запрещенных веществ и добавило его в свою программу мониторинга. Получается, что кофе на соревнованиях вроде как не запрещен, но к нему относятся с повышенным вниманием.

Антиоксидантное действие

В организме под действием различных внешних и внутренних стрессов образуются свободные радикалы – молекулы с лишними электронами (отрицательными частицами) на орбите. Они хотят стабилизировать свои электроны через их присоединение к положительным частицам – протонам. Свободные радикалы начинают липнуть ко всему, что можно, хотя далеко не везде в организме их ждут. В итоге избыток свободных радикалов может повреждать ДНК клеток или сами клетки тела. Для борьбы с этим явлением используются антиоксиданты.

В некоторых исследованиях отмечена антиоксидантная активность кофе. Сообщалось, что кофеин является эффективным поглотителем гидроксильных радикалов. Причем его метаболиты также обладают антиоксидантным действием, эквивалентным аскорбиновой кислоте.

Защита от болезней Паркинсона и Альцгеймера

Болезнь Паркинсона характеризуется разрушением нейронов в среднем мозге с характерной клинической картиной в виде трясущихся рук или ног и снижением мыслительной деятельности.

Анализ 26 исследований показал, что у любителей кофе риск развития болезни Паркинсона на 25% ниже, чем у не пьющих кофе. Общий риск снижается как минимум на 24–32% при увеличении потребления кофеина на 300 мг в сутки (3 чашки по 100 мг кофеина).

Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой деменции, заболевания, при котором нарушаются когнитивные способности. Сперва человек испытывает трудности с формулированием новых идей, а затем постепенно теряет способность к выполнению простых действий вроде попить воды из чашки или аккуратно сходить в туалет.

Зафиксировано снижение риска болезни Альцгеймера на 27% в самой высокой категории потребления кофе по сравнению с самой низкой. Считается, что механизм защиты связан с противовоспалительным действием кофеина и с уменьшением отложений токсического бета-амилоида в головном мозге.

Побочные и нежелательные эффекты кофе

Если бы кофе обладал только положительными свойствами, мы жили бы в идеальном мире. Однако кофе и кофеин имеют свои «темные стороны».

После многократного употребления порог восприятия к кофеину растет, то есть чем больше вы пьете кофе, тем больше вам его нужно для достижения аналогичных эффектов.

Нервозность

Считается, что от 400 до 2000 мг кофеина в день (4–20 чашек по 100 мг) вызывает или усугубляет нервозность и бессонницу, особенно у редко пьющих кофе людей. У медленных метаболизаторов негативные эффекты ощущаются даже при низких дозах – 50 мг и менее.

Однако после многократного употребления порог восприятия к кофеину растет, то есть чем больше вы пьете кофе, тем больше вам его нужно для достижения аналогичных эффектов. Механизм этого не совсем понятен – отмечено лишь, что он сильно отличается среди населения.

Плохой сон

У взрослых людей одна чашка кофе с 100 мг кофеина при употреблении перед отходом ко сну сокращает его продолжительность и нарушает качество сна, провоцируя спонтанные телодвижения и частые пробуждения. Дозы ниже 100 мг, по-видимому, не оказывают такого влияния на сон у большинства людей.

«Но я могу выпить кофе и уснуть!» – скажете вы. Хронические потребители кофе действительно реже сообщают о нарушениях сна, что говорит о развитии толерантности к кофеину.

Повышение давления и аритмия

В исследованиях однократная доза 200–250 мг чистого кофеина (2–2,5 чашки по 100 мг) резко повышала артериальное давление и вызывала сердечные аритмии у здоровых людей. Возможные механизмы этого включают в себя подавление активности аденозиновых рецепторов, активацию симпатической нервной системы, стимуляцию коры надпочечников, усиление мочеиспускания. Вклад каждого из них до конца не установлен и может зависеть от источника кофеина, его дозы и базовой концентрации кофеина в крови.

У регулярных потребителей кофе давление если и повышается, то не настолько значительно, как у редко пьющих этот напиток людей. Толерантность наступает быстро – в течение 1–3 дней, но пропадает еще быстрее: достаточно воздержаться от кофе 12 часов, и склонность к гипертонии вернется. Все это сильно зависит от количества выпитого кофе, графика его потребления и генетической предрасположенности человека.

Влияние кофе на давление отличается в зависимости от генотипа цитохрома CYP1A2, то есть от того, является ли человек быстрым или медленным метаболизатором. У быстрых метаболизаторов (цитохром CYP1A2*1A) эффект кофеина на давление незначительный, а у медленных метаболизаторов (CYP1A2*1 °F) кофе может серьезно повысить давление.

Однако было замечено, что у даже быстрых метаболизаторов чрезмерное потребление колы (в которой есть кофеин) связано с гипертонией. Это объясняется отсутствием растительных полифенолов в коле и их наличием в кофе. Полифенолы слегка компенсируют «ударное действие» кофеина на сердце.

Вымывание кальция

Пожалуй, это наиболее обсуждаемый нежелательный эффект среди любителей кофе. Установлено, что кофе действительно повышает содержание кальция в моче, то есть постепенно вымывает его из костей и зубов.

Например, при потреблении кофеина более 544 мг в день отмечалась повышенная частота переломов шейки бедра по сравнению с людьми, которые практически не пили кофе. А ежедневное потребление более 330 мг кофеина связывают с умеренно повышенным риском остеопороза (недостатка кальция в костях), особенно у женщин с низким потреблением кальция или находящихся в менопаузе.

Учитывая все опубликованные данные, в 2003 году вышел глобальный обзор с заключением о том, что менее 400 мг кофеина в день не оказывает существенного влияния на состояние костей или баланс кальция у людей, потребляющих от 800 мг и более кальция в день. Никаких других рекомендаций после этого сделано не было.

Можно ли отравиться кофе?

Европейское агентство EFSA и американское FDA рассматривают умеренное потребление кофеина в качестве безопасной привычки. Но если с кофе переборщить, возможны неприятные последствия – обычно они проявляются в дозах от 2 до 10 г кофеина, или около 80 мг/кг массы тела. Такая интоксикация приводит к беспокойству, нервозности, тревоге, раздражительности, эмоциональному возбуждению, дрожанию мышц, бессоннице, головным болям, учащенному сердцебиению, нарушению ритма (аритмии), обильному мочеиспусканию, частому дыханию и желудочно-кишечным расстройствам – тошноте, рвоте, поносу.

Хроническое воздействие кофеина в дозах более 400–600 мг/день (4–6 чашек по 100 мг) может негативно сказываться на работе желудочно-кишечного тракта, печени, почек и мышц. В более тяжелых случаях наблюдается мышечная слабость, снижение уровня калия в крови (гипокалиемия), тошнота, рвота, понос и потеря веса.

У женщин на фоне употребления кофе может сформироваться гиперактивный мочевой пузырь – патологическое состояние, характеризующееся резкими, трудно сдерживаемыми позывами в туалет, учащенным мочеиспусканием и ночными позывами.

Что касается смерти от кофе, в настоящее время исследования с использованием потенциально летальных доз на людях не проводятся. Данные по смертельной дозировке основаны на экстраполяции исследований на животных или достаточно редких клинических случаях.

Так, на крысах была установлена летальная доза 50 (LD50) – введенное однократно количество кофеина, вызывающее гибель 50% животных. Полученные данные экстраполировали на людей: оказалось, что человека можно убить кофеином в дозировке 192 мг/кг массы тела – это почти 100 чашек растворимого кофе за раз.

Синдром отмены кофеина

Внезапное прекращение регулярного потребления кофе может спровоцировать неприятные симптомы: головную боль, вялость, сонливость, раздражительность, повышенную утомляемость, снижение мотивации к работе, нарушение концентрации внимания, общее ухудшение самочувствия и падение артериального давления (гипотонию). Это называется синдромом отмены кофеина, причем данный диагноз зафиксирован в Диагностическом и статистическом руководстве по психическим расстройствам Американской психиатрической ассоциации.

Синдром отмены (абстиненции) обычно начинается через 12–24 часа после отказа от кофеина и достигает пика через 20–48 часов. Однако у некоторых людей он начинается раньше – всего через 3–6 часов – и продолжается целую неделю. Поэтому пропуск утренней чашки кофе может приводить к выраженному дискомфорту, что нашло свое отражение во множестве картинок и мемов из интернета.

Синдром отмены возникает из-за прекращения употребления именно кофеина, а не кофе как напитка. Поэтому абстиненцию можно получить после резкого отказа от колы или энергетиков. Неприятных симптомов можно избежать при постепенном снижении потребления кофеина. Интересно, что медленные метаболизаторы почти не страдают от подобной абстиненции. Это связано с тем, что они в принципе пьют кофе намного меньше.

Сообщалось о синдроме отмены кофеина у новорожденных, матери которых во время беременности злоупотребляли кофе. Такие дети рождались крайне раздражительными, высокоэмоциональными и даже могли страдать от рвоты. Неприятные симптомы возникали сразу после рождения и спонтанно исчезали через несколько дней.

Так кофе – это наркотик?

«Если что-то выглядит как утка, плавает как утка и крякает как утка…» По многим признакам кофе очень напоминает наркотик: как минимум он обладает психоактивным действием, вызывает зависимость и провоцирует синдром отмены.

При этом кофеин не относится к категории «психоактивных веществ, вызывающих зависимость». Это связано с тем, что кофеин не влечет значительных психических изменений личности или деструктивного поведения, связанного с поиском новой дозы кофеина. Абстиненция легко устраняется новой порцией кофесодержащего напитка.

В общем, это все равно слегка звучит как наркотик, но по официальным данным кофеин к ним не относится.

Безопасные лимиты ежедневного употребления кофеина

В настоящее время не существует общепризнанной суточной нормы потребления кофеина. Ниже указаны лимиты его безопасного потребления по данным международных регулирующих органов.

• Взрослые люди обоих полов: Канада, Бельгия, Южная Корея, страны ЕС – 400 мг кофеина в день. Страны ЕС – до 200 мг кофеина разово.
• Взрослые женщины (отдельная рекомендация): Международный институт естественных наук (ILSI) – менее 5-6 мг/кг массы тела в день (250 мг для женщины массой 50 кг).
• Беременные и кормящие женщины: США, Новая Зеландия, Южная Корея, Бельгия – 300 мг/день. Англия, страны ЕС – 200 мг/день.
• Дети: США, Канада, Южная Корея, Бельгия – менее 2,5 мг/кг массы тела в день. Страны ЕС – менее 3 мг/кг массы тела в день.

Фото: Unsplash.com.