Кофе, кофеин, бессонница

Взято отсюда:  https://systemity.wordpress.com/2020/09/29/insomnia/

Я хорошо помню те времена, когда в средствах массовой информации можно было встретить намёки на чрезвычайную опасность активного потребления кофе. Выпил вторую, третью чашку за день и… глядишь коварный рак ползёт в направлении твоего тела. Потом пошли мелкие лениво раскачивающиеся волны “хорошо-плохо, хорошо-плохо”, потом то ли по заданию производителей кофе, то ли по бескорыстному почину тружеников научно-популярной науки пошла большая волна одобрения кофепития. Правда, до сих пор никто толком не знает, чем кофе полезен, однако ныне в полезности этого волшебного напитка никто не сомневается. Разве что кроме людей с непереносимостью кофеина.

Но факт налицо: про кофе никто больше не говорит плохо, в полезных свойствах кофе никто больше не сомневается. Вот выдержка из опубликованной в интернете статьи: “Больные раком толстой кишки, которые выпивают несколько чашек кофе в день, переносят своё заболевание лучше и менее вероятно, что умрут они раньше не пьющих кофе. Кофе может понизить риск диабета, болезни Паркинсона и рака. Оно может помочь пациентам скорее выздороветь, и этот результат, полученный учеными, должен стать желанной новостью для больных раком толстой кишки, которые волнуются, могут ли они безопасно наслаждаться кофе”

Однажды мы долго обсуждали какую-то не упомню уже тему с товарищем из соседнего института. Я при этом постоянно пил кофе, а он отказывался. Через несколько часов непрерывного наблюдения за тем, как я завариваю кофе, выпиваю и снова завариваю, товарищ мой сломался и почему-то полушопотом (мы были одни в моём кабинете) попросил меня “сделать” для него очень разбавленный кофе. Когда я спросил его, что он понимает под словом “разбавленный”, он сказал, чтобы я приготовил кофейный напиток слабосоломенного цвета. Я исполнил просьбу товарища и, пока он медленно потягивал это надсмехательство над божьим даром, старался смотреть только себе под ноги, не поднимая глаз. Это была неперносимая картина издевательства над напитком, который я начал потреблять через короткое время после того, как меня оторвали от материнской груди. (С тех пор я возмужал, мышцы мои налились сталью и оторвать меня от кофейных машин теперь никому уже не удастся). На следующее утро мы должны были встретиться вновь, но товарищ позвонил мне и сказал, что не может встретиться со мной, поскольку из-за кофе всю ночь не мог заснуть.

Есть намёки на то, что непереносимость кофе связана не только с кофеином. У некоторых людей декофеинизированный кофе также вызывает сильное возбуждение. На заре развития газовой капиллярной хроматографии была опубликована статья по анализу летучих компонентов кофе. Через ёмкость со свежеизжаренным кофе продувался инертный газ и летучие продукты вымораживали жидким азотом. Авторы статьи обнаружили в конденсате около полутора тысяч химических веществ. При таком многообразии микропримесей в жареном кофе можно, конечно, ожидать наличия множества веществ, влияющих на самочувствие потребителей кофе. Так или иначе, люди делятся на тех, на кого кофе не действует (я могу выпить за день ведро эспрессо и заснуть после этого богатырским сном) и на тех, на кого оно сильно действует возбуждающе. Нельзя отбрасывать и плацебо-эффект. Человек, который когда-то не смог заснуть от выпитого кофе, может получить бессонницу от одного вида кофе.

Когда меня спрашивают о чём-то, в чем я совершенно не разбираюсь, мой мозг механически рулит моим речевым аппаратом, который механически же выдаёт добровольное признание в том, что в данном вопросе я не копенгаген. Эта привычка ко мне прилипла смолоду, поскольку я всегда был независимым учёным, что в принципе весьма непросто. Но, поскольку зависимых учёных в мильон раз больше, чем независимых, то, говоря о полезности кофе, они не могут заставить себя сказать, что они ни хрена в этом не понимают. На одном из медико-имитационных сайтов я, например, прочёл объяснение полезности кофе: “Как продукт растительного происхождения, кофе содержит большое количество антиоксидантов. Также в нем много калия и магния.” Нетрудно, пошарив по интернету, обнаружить, что антиоксиданты с калием и магнием ответственны за всё хорошее в этом мире. Иногда для подкрепления этой аксиомы указывается, что в полезном продукте есть ещё витамин С, кальций и фолиевая кислота. Когда я не знаю, чем мне заняться, я обычно иду спать даже тогда, когда проснулся пол часа назад. Видимо на свете много людей, которые, когда им нечем заняться, пишут статьи на темы, о которых не имеют понятия. А дезоксиданты, калий, витамин С и ещё дюжина слов используется, когда “специалисту” нечего сказать.

Долгое время считалось, что позыв ко сну вызывается гормоном мелатонином, который выделяется в основном структурой мозга под названием “эпифиз”. В последнее время было установлена способность других тканей синтезировать мелатонин. Гормон мелатонин был открыт в 1958 году. Изменения концентрации мелатонина имеют заметный суточный ритм, как правило, высокий уровень гормона в течение ночи и низкий уровень в течение дня. По этой причине, которую я здесь детально не рассматриваю, мелатонин десятилетиями прописывается врачами в качестве средства от бессонницы, однако к сонливости он в реальности отношения не имеет. А реальные функции эпифиза и предназначение мелатонина до сих пор покрыты мраком. За исключением, правда людей, которые внушили себе, что мелатонин им помогает. Я ещё вернусь к мелатонину, а сейчас – о том, что в реальности вызывает в нас сонливость.

Дело в том, что мозг наш нуждается в высоком уровне синтеза АТФ. Существенная часть АТФ превращается в мозге в цикло-аденозинмонофосфат (цАМФ) и пирофосфат. цАМФ является веществом, необходимым для реализации действия гормонов на клетки. При этом на одну действующую молекулу гормона затрачивается сотня молекул цАМФ. Таким образом, для того, чтобы наш мозг не цепенел в отсутствие эмоций и руководящих указаний нашему организму, ему нужен постоянный приток цАМФ или АТФ, из которого цАМФ образуется. Когда по ряду обстоятельств синтез АТФ замедляется, то человека и животное клонит ко сну. Во сне отключается мышечная активность, замедляется большинство процессов обмена веществ, что содействует восстановлению активного синтеза АТФ в мозге.

Одним из обстоятельств, требующих переноса центра синтеза АТФ в мозг, является перегрузка промежуточной памяти, необходимость рациональной сортировки того, что человек насмотрелся, наслушался, нанюхался, натрогался, требуется удаление из памяти мусорной информации и т.п. Для всего этого требуется много АТФ. Для того, чтобы мозг получил столько АТФ, сколько потребуется для сна, организм во сне отключает многие функции, сопряженные с бодрствованием. Это – затрачиваемая человеком эмоциональная и ментальная энергия, энергия взгляда и многое другое, на что затрачивается АТФ при бодрствовании. По этой причине спать хочется приблизительно через сутки, а длительное невысыпание грозит многими нехорошими последствиями. В этом состоит упрощённая, но недалёкая от реальности схема возникновения сонливости.

Сигналом к тому, что надо было бы уже поспать, является аденозин. Аденозин (А) – это вещество, из которого синтезируется АТФ путём последовательного присоединения трёх фосфатных групп. Сначала образуется аденозинмонофосфат (АМФ), затем аденозиндифосфат (АДФ), а после присоединения третьей фосфатной группы образуется аденозинтрифосфат (АТФ). Между продуктами этой консекутивной реакции существует, если не химическое, то своеобразное биохимическое равновесие. Если количество А в мозге начинает возрастать, то это означает, что количество АТФ падает. До этой простейшей мысли наука дошла не так уж давно и теперь принято в серьёзной науке считать, что “усыпляющим фактором” является аденозин. В Техасском Университете в 1998 году методом обратной фармакологии, когда ищут не гормоны, а рецепторы гормонов, были открыты два белка, названные орексинами, которые предположительно вызывают бодрствование. Ряд фармацевтических фирм включился в гонку за синтезами агонистов (для лечения сонливости) и антагонистов (для лечения бессоницы) – орексинов. Я не буду вдаваться в дебри биохимии и фармакологии. Я говорю о естественных процессах, связанных со сном и бессонницей.

Полученные в последние десятилетия данные убедительно подтверждают гипотезу о том, что аденозин может играть ключевую роль в качестве эндогенного модулятора бодрствования и сна. Научных исследований, подтверждающих тот факт, что рецепторы аденозина стимулируют засыпание, опубликовано множество. Аденозин ответственнен за характер протекания различных стадий сна, но в первую очередь за его медленные стадии. В мозге человека и животных функционируют различные рецепторы аденозина: A1, A2a, A2b, A3. Часть этих рецепторов отвечает за возникновение синдрома сонливости. Не исключено, что различие восприятия кофеина связано у разных людей с соотношением рецептора кофеина. Аденозин реализует и множество иных жизненно важных эффектов посредством этих четырех аденозиновых рецепторов. Они контролируют сигнальные пути, вовлеченные в регуляцию многих функций организма, сопряженных с закономерностями синтеза АТФ в различных органах тела. Особенно это касается сердечно-сосудистой системы. Например, активация A1-рецепторов защищает сердце от дефицита кислорода и снижает частоту сердечных сокращений, в то время как активация A2-рецепторов может улучшать кровоток в сердце и снижать артериальное давление. За счет этих механизмов сигнальный путь с участием аденозиновых рецепторов также играет важную роль в патологических изменениях в сердце.

Возбуждающее действие кофеина много лет объяснялось тем, что он очень похож на аденозин. Аденозиновые рецепторы принимают его за своего, он блокирует эти рецепторы и сонливости не возникает. Этот эффект на протяжении многих лет было принято объяснять тем, что, поскольку создаётся ситуация, имитирующая наличие большой концентрации свободного аденозина, а следовательно необходимости усиленного синтеза АТФ. Отсюда, как гласит шаблонное объяснение, возникает лихорадочное состояние, возбуждение и невозможность заснуть. Известно, что люди с непереносимостью к кофеину в лучшем случае не могут пить чай и кофе во второй половине дня, а у многих людей непереносимость кофеина такова, что, выпив кофе утром, они не могут заснуть ночью, поскольку кофеин почему-то “не слезает” с аденозиновых рецепторов, а аденозина, который мог бы “спихнуть” с рецепторов кофеин, попросту нет. Он весь уходит в синтез избыточного количества АТФ.

Это общепринятое объяснение доводило меня до белого каления. Я не мог понять логику людей, придерживавшихся этой с позволения сказать “гипотезы”. Ведь если похожий на аденозин кофеин блокирует аденозиновые рецепторы, то говорит как раз о том, что аденозина в мозге много и это соответствует сигналу о том, что синтез АТФ в мозге критически низкий, а следовательно организм должен не возбуждаться, а – напротив – переходить к нормальной физиолого-биохимической реакции в виде засыпания с подавлением всех некритических для жизни источников потребления АТФ, в чём и заключается весь смысл сна. Вообще-то я не очень высокого мнения о коллективном уме учёных. В научном мире только отдельные немногочисленные герои способны послать на три заветные буквы установившееся мнение научной общественности, которое, как правило, является эрзацем мнения аксакала, которого принято считать очень умным. По этой причине я как-то давно сжился с тем, что объяснение действия кофеина – голая, извините, брехня.

И вот вдруг вчера совершенно случайно мне встретилась статья под названием “Почему бодрит кофеин?” с описанием опытов немецких учёных.  В статье повторяется та же глупость, о которой я говорил: “Если же молекулы кофеина, обладающие значительным структурным сходством с молекулами аденозина, оттесняют последние от рецепторов на мембранах нейронов и сами занимают их место, то тем самым препятствуют наступлению сна, – так ученые представляли себе механизм бодрящего действия кофе”. Ну, подумайте сами! Рецепторы предназначены для того, чтобы давать сигнал организму о наличии тех или иных веществ. Они связываются только с определенными, конкретными веществами. Если “молекулы кофеина, обладающие значительным структурным сходством с молекулами аденозина” покрывают аденозиновые рецепторы, то организм должен получить информацию о том, что аденозина предельно много и не возбуждаться, а срочно стремиться заснуть.

Но оказалось, что германские учёные получили прекрасные доказательства того, что они и их предшественники думали и думают неверно. Оказалось, что ученые получили результат, за который я им невероятно благодарен. Они пишут: “Мы все же исходим из того, что кофеин взаимодействует с аденозиновым рецептором по стандартному механизму, то есть эта маленькая молекула кофеина связывается с огромным белком, выполняющим функцию клеточного рецептора, именно по принципу “ключ-замок”. Но этот короткий импульс высокой концентрации кофеина, судя по всему, вызывает изменение структуры рецептора, причем измененная структура сохраняется и тогда, когда кофеина уже нет”. То есть, говоря простыми словами, получается, что кофеин в итоге временно портит аденозиновые рецепторы, которые говорят организму о том, что в мозге нет аденозина, а следовательно, полным полно АТФ, и можно не качать глюкозу в мозг, а использовать её для самых разнообразных местных функций с неограниченной тратой энергии АТФ телом.

Возвращаясь к вопросу о мелатонине. Шестьдесят лет тому назад “на пальцах” (потому что до сих пор ничего не ясно) учёные сделали вывод о том, что мелатонин определяет позывы ко сну. Формула мелатонина – производного сератонина – очень проста. Промышленный синтез мелатонина был налажен в весьма короткие сроки. С тех пор все аптеки забиты пузырьками с мелатонином, в научно-популярной литературе об аденозине можно прочитать с очень большим трудом. Зато можно встретить множество научных исследований с жалкими попытками пристроить мелатонин в качестве лекарства от всего на свете. Не исключено, что мелатонин не исчезнет с прилавков аптечных магазинов и в двадцать втором веке. Те, кто популяризировал поедание витамина и заработал на продаже этого копеечного вещества большие деньги, с удовольствием потратят небольшую часть заработка на гранты и заплатят Википедии и аналогичным сайтам за расписывание жизненной силы, которую сопровождается глотание этого индольного производного. Все знают, как работает плацебо. А аденозин в таблетках принимать бессмысленно. Аденозин действует в мозге, как результат естественных процессов…