Химия, применение и действие кофеина (инфографика)

Кофеин – это слово заставило говорить и спорить о себе многих. Некоторые кричат о его вреде. Другие доказывают обратное. Так как же кофеин на самом деле влияет на нас?

Считаете ли вы себя наркоманом? Вполне вероятно, что вы им и являетесь. Существует психоактивный наркотик, который употребляют миллиарды людей, и это – кофеин! Кофе, чай, шоколад и энергетические напитки сделали нас зависимыми. Но знаем ли мы какое влияние оказывает действие кофеина на организм, и какие последствия могут нас ожидать?

ХИМИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ И ДЕЙСТВИЕ КОФЕИНА (ИНФОГРАФИКА)

 

ИСТОРИИ ОТКРЫТИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ КОФЕИНА

Задолго до того, как люди открыли его пробуждающий и бодрящий эффект, растения во всю синтезировали кофеин как оружие против нападения насекомых (доза кофеина в листьях растений ядовита для них). А когда эти листья увядают и падают на землю, кофеин распространяется в почве и препятствует росту растений поблизости. В дополнение к защитной функции ученые обнаружили, что растения выделяют немного кофеина в нектар чтобы привлечь пчел (еще один пример: применение кофеина в природе).

Люди же на себе ощутили его действие кофеина около пяти тысяч лет назад. В Китае легендарный правитель по имени Шень-нун, отец китайской медицины, по общепринятому мнению, открыл чай, который освежал и придавал сил.

Люди во всем мире открывали для себя кофеин в составе их местной растительности. Так, различные культуры придумывали различные напитки с содержанием кофеина либо же просто жевали листья растений, в состав которых он входил дабы испытать на себе его «бодрящий» эффект. Т.е. нашли применение кофеина в качестве в качестве стимулирующего вещества.

Применение кофеинаСегодня кофеин – это глобальный бизнес. Применение кофеина распространяется на в невероятное количество продуктов. Его добавляют в энергетические напитки, таблетки и гели, жвачки и конфеты и т.д. Диапазон концентраций (доза кофеина) в этих продуктах широк –  начиная от нескольких миллиграммов до более ста на унцию (29,56 мл).

90% населения мира употребляет кофеин ежедневно и в каждом из нас он быстро распространиться по организму, устремляясь к головному могу.

 

ДЕЙСТВИЕ КОФЕИНА

Так как же кофеин влияет на нас?

Давайте представим, что делаем глоток горячего и ароматного кофе. Через 15-45 минут кофеин преодолеет желудок и начнет всасываться в тонком кишечнике. В зависимости от формы, в которой мы потребляем его, кофеин всасывается с разной скоростью и силой (быстрее всего именно в жидком виде – чай, кофе, энергетические напитки). Далее поступает в кровь и равномерно распределяется по всему телу (сердце, легкие, головной мозг, грудное молоко, и даже сперма). Такое быстрое распределение объясняется его растворимостью в жирах и воде.

 

Как долго кофеин остается в нашем организме?

Действие кофеина на организмЧашка кофе уже пуста, а кофеин только начинает разрушаться печенью и вскоре мы уже ощущаем действие кофеина. Из организма среднестатистического взрослого человека он выводится в среднем за 5-6 часов. Беременным
, женщинам, кормящих грудью и любого, в чьем организме есть алкоголь на это требуется большее количество времени. Интересно, что у регулярного курильщика кофеин распадается всего за 4-5 часов!

Все это значит, что, если ваша последняя чашка кофе была выпита в 20:00 вечера – вы конечно же сможете уснуть в 22:00, но действие кофеина на Вашу нервную систему все равно будет продолжаться. В результате сон будет не глубоким, а «поверхностным», отдохнувшим и выспавшимся после которого вы чувствовать себя не будете.

Знакомая ситуация? За окном начинает светать, на часах 4:15, глаза закрываются, а ваша курсовая еще не завершена. С надеждой взбодрится вы снова наливаете себе чашечку крепкого кофе. Нужно ли беспокоится о своем здоровье, если эта чашка – пятая за день?

 

Допустимая, токсичная и смертельная доза кофеина

В среднем:

  • в чашке кофе содержится 65-120 мг кофеина (хотя в растворимом кофе его количество гораздо больше);
  • в чашке чая – от 20 до 90 мг;
  • в стакане газированного напитка – 30-60 мг.

Согласно FDA (Foodand Drug Administration – Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств):

  • суточная доза кофеина – 400 мг (4 чашки кофе) является безопасной.
  • 1 грамм кофеина (эквивалент 10 чашек кофе) является токсичным для человеческого организма.
  • 10 граммов (2 чайные ложки) или 100 чашек кофе – смертельным!

Для сравнения, летальная доза кокаина равна 1 грамм.

Это значит, что кокаин всего в 10 раз более мощный, чем кофеин.

 

Химия кофеина или как Вещество кофеин распадается в организме

доза кофеинаЧистое вещество кофеин – горький белый порошок, который является частью большой группы природных соединений, называемых алкалоидами. К этой группе также относятся и такие сильные наркотики: псилоцибин (грибы) и диэтиламид лизергин
овой кислоты (ЛСД). Многие алкалоиды, такие как атропин и хинин, используются в медицинских целях.

Химическое название кофеина1,3,7-триметил-ксантин. Когда печень усваивает кофеин, она либо отщепляет одну из трех оборванных метильных групп (атом углерода в окружении трех атомов водорода), создавая один из трех новых стимуляторов: теофиллин, теобромин, или параксантина, или окисляет кофеин до мочевой кислоты. Точный путь превращения и условия, при которых оно происходит пока не выяснены.

 

КОФЕИН – СТИМУЛИРУЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО

Вещество кофеин с легкостью преодолевает барьер, защищающий мозг, а также гематоэнцефалический барьер (физиологический барьер между кровеносной системой и ЦНС, защищает нервную ткань от циркулирующих в крови микроорганизмов, токсинов), как будто его вовсе не было. Кофеин по своей структуре очень напоминает аденозин – химическое вещество, которое вырабатывается в нашем организме, когда наш мозг устал. Аденозин поступает в рецепторные клетки и нейтрализует вещества, которые стимулируют работу мозга. Кофеин, словно мошенник, имитирует это вещество, занимает его место на нервных путях, не позволяя непосредственно аденозину добраться до них.

Другими словами, сам кофеин не бодрит наш организм, «не жмет на газ, а просто блокирует тормоз»! Мозг понимает, что нашему телу все же нужен отдых и начинает синтезировать аденозин еще более интенсивно.

ДЕЙСТВИЕ КОФЕИНА

 

Кофеин наркотик?

Если кофеин так влияет на мозг во многих отношениях, почему порошок кофеина не стоит наряду с кокаином либо героином? Кофеин действительно вызывает зависимость. Когда вы решаете отказаться от кофе, вы чувствуете сонливость, потому что дополнительный аденозин продолжает проявлять свое влияние на клетки. Кофеин выводится, вызывая головные боли, усталость, раздражительность.

Для того, чтобы считаться наркотиком, кофеин также нуждается, чтобы вызвать клиническую зависимость. Хотя кофеин стимулирует устойчивое привыкание и вызывает положительные субъективные эффекты, такие как эйфория и повышение энергии, они менее выражены, чем, например, у таких наркотиков, как героин.

Еще одним свойством кофеина является повышение выработки дофамина (гормон радости, удовольствия и эйфории), адреналина и серотонина (гормон счастья).

Кофеин также отличаются от тяжелых наркотиков на молекулярном уровне, потому что он вызывает высвобождение дофамина в меньших количествах чем необходимы для тяжелой зависимости.

Допустимая, токсичная и смертельная доза кофеина


Теперь у вас сложилось некоторое понимание того, как кофеин действует на наш организм. Наш организм любит его, но лишь в малых количествах и в первой половине дня, когда нужно устранить вялость и сонливость. Не стоит злоупотреблять им, ведь кофеин, как и каждый продукт, полезен в меру!

Кафедра органического синтеза и нанотехнологий НТУ “ХПИ”: Химические технологии органических веществ; Химические технологии пищевых добавок и косметических средств. Дневная и заочная форма обучения. #БольшеЧемПростоХимия