Теобромин и кофеин в кофе: Вся правда о кофе. О чём молчат производители?

В СОТЫЙ РАЗ ПРО КОФЕ …: znatok_ne — LiveJournal

Ниже изложенный материал, есть кусковая компиляция нескольких статей:
— » Все популярные мифы о кофе, чае и какао» за авторством Алексея Водовозова, и
— » Злой критик: кофейная пауза» 2015 (с) uncle_doc (Алексей Водовозов)
—  и еще ряда материалов, что будет отражено по тексту.

PS:Ну и для буквоедов туториал по кофеину на examine.com: Caffeine

КОФЕИН: 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.

То есть кофеин на некоторое время сдерживает процессы торможения в мозгу, занимая рецепторы, предназначенные для нейромедиатора аденозина. Рано или поздно кофеину все равно придется освободить занимаемые места, потому как у аденозина на них абонемент. И вот когда море аденозина, которое никуда не девалось, а смиренно ждало своего часа, выплеснется на соответствующие рецепторы, вас начнет «рубить» даже после литра самого крепкого кофе. То есть кофе за счет кофеина не бодрит, а скорее откладывает «отключение». (теобромин, тут вообще не при делах, а те кто обвиняет, во всех смертных грехах кофе и содержащийся в адовых дозах в нем теобромин — сознательно перегибают палку ( чтобы не быть голословным, вот тут, например, господин Заболотный К.Б., говорит о том, что снаружи в кофейном зерне кофеин, внутри — теобромин, и в зерновом кофе есть и то, и другое, а в растворимом только теобромин и с него люди спят. Вот! Вас же клонит в сон после растворимого кофе? Это теобромин! В растворимом кофе только он[фейспалм ))) ]).

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.

НЕМНОГО ПРО ТЕОБРОМИН

Основной алкалоид, накапливающийся в плодах (ягодах) и зернах (которые внутри ягод) кофе — кофеин. Теобромин для кофе — следовой алкалоид, его может быть, а может и вообще не быть. Даже в сырых зернах, не говоря уже об обжаренных. Теобромин — основной алкалоид другого «вкусного» растения — какао (и соответственно в шоколаде). 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. Также теобромин содержится в небольших кол-вах в чае, а вот в чашке кофе, теобромина практически нет, или если и проскальзывает, то в таких количествах, которыми можно смело пренебречь.

А все потому, что он почти весь превращается в кофеин в процессе созревания плодов. Кому интересно, тут есть нудные химические подробности. Родственники они. Причем очень близкие. В том числе и по некоторым оказываемым физиологическим эффектам. Например, и теобромин, и кофеин обладают диуретическим эффектом. Но не особо выраженным (точнее так: от слабого до умеренного, в зависимости от). Но в любом случае большого количества мочи, прозрачной как вода, ожидать не приходится. И никакой выраженной дегидратации, которую необходимо срочно компенсировать стаканом воды, не развивается.

———————

Недавние эксперименты Grandjean et al (40) ставят под сомнение часто упоминаемое мочегонное действие кофеинсодержащих напитков, за исключением, возможно, людей, не принимающих кофеин в течение недели (60, 84). Grandjean et al, исследовали возможное влияние равных объёмов различных сочетаний напитков на состояние гидратации, которую оценивали по изменениям массы тела, а также стандартным переменным мочи и плазмы, например, осмоляльность, концентрация электролитов и креатинина. Испытуемые, 18 взрослых мужчин в возрасте 24 – 39 лет, пили только воду, напитки с содержанием кофеина и без него, калорийные и некалорийные. (Влияние алкоголя в исследованиях Grandjean не изучали.) Не обнаружено существенного влияния какой-либо переменной при оценке гидратации.
…
Тщательные эксперименты, прошедшие экспертную оценку Grandjean et al показали, что кофеинсодержащие напитки (кофе, чай и безалкогольные напитки) также необходимо учитывать как повседневно потребляемую жидкость для подавляющего большинства лиц (40). А рекомендация для людей игнорировать напитки с кофеином как часть ежедневного приёма жидкости не подтверждаются результатами исследования (40).

40. Grandjean AC, Reimers KJ, Bannick KE, Haven MC. (2000) The effect of caffeinated, non-caffeinated, caloric and non-caloric beverages on hydration.J Am Coll Nutr19:591–600.
60. Neuhäuser-Berthold M, Beine S, Verwied S, Lührmann PM. (1997) Coffee consumption and total body water homeostasis as measured by fluid balance and bioelectrical impedance analysis.Ann Nutr Metab41:29–36.
84. Stookey JD. (1999) The diuretic effects of alcohol and caffeine and total water intake misclassification.Eur J Epidemiol15:181–188.

“Drink at least eight glasses of water a day.” Really? Is there scientific evidence for “8 Х 8”?
HeinzValtin (при технической поддержке SheilaA. Gorman)
ПереводС. Струкова

———————

О ВОЗМОЖНЫХ ПРИЧИНАХ ПОБУЖДЕНИЯ МОЧЕИСПУСКАНИЯ ПОСЛЕ ПРИНЯТИЯ КОФЕ/ КОФЕИНА

Caffeine and Dehydration: What the Research Says

Во-первых, если в вашем организме уже есть определенное кол-во выпитой жидкости, то любое дополнительное кол-во жидкости (речь про чай/ кофе в виде напитка), то это вызовет дополнительное производство мочи.

Во-вторых, если потребление кофе или кофеина в вашей жизни не является обычным делом, то прием больших доз кофеина действительно могут иметь некий мочегонный эффект или дегидратацию.

В-третьих, кофеин может вызвать недержание мочи у некоторых мужчин и женщин, что приводит к позывам к мочеиспусканию, даже при не наполненном мочевом пузыре.

Davis, N. J., Vaughan, C. P., Johnson, T. M., Goode, P. S., Burgio, K. L., Redden, D. T., & Markland, A. D. (2013). Caffeine intake and its association with urinary incontinence in United States men: results from National Health and Nutrition Examination Surveys 2005–2006 and 2007–2008. The Journal of urology, 189(6), 2170-2174. study

Gleason, J. L., Richter, H. E., Redden, D. T., Goode, P. S., Burgio, K. L., & Markland, A. D. (2013). Caffeine and urinary incontinence in US women. International urogynecology journal, 24(2), 295-302. study

———————

Теперь по поводу повышения-понижения артериального давления. Да, теобромин его слегка понижает, оказывая расслабляющий эффект на гладкую мускулатуру. Но и кофеин его не то, чтобы прям повышает! Сюрприз, да. Более популярно объяснено на сайте Гарвардской школы общественного здоровья ( в ответе на вопрос 7), более научно — в систематическом обзоре и мета-анализе в приличном журнале по клинической диетологии. Парадоксально, но факт. Хотя, если в любом фарм.справочникеоткрыть статью про кофеин, парадокс испарится. Там русским или английским по белому написано, что кофеин РАСШИРЯЕТ кровеносные сосуды скелетных мышц, сердца, почек, суживает — органов брюшной полости (особенно при их исходной дилатации, то есть расширении). Давление, если оно и подскакивает, связано с влиянием кофеина на сердечную мышцу: увеличивается сила и частота сердечных сокращений. А вот на сосуды что кофеин, что теобромин влияют с очень небольшой разницей. Так что тут дяденька лектор опять неправ.

Пик концентрации для обычных доз кофеина приходится на 45-60 минут после приема ( маленькое исследование, но эта же цифра есть во всех фарм. справочниках). При более существенных дозах пик может наблюдаться аж через 3 часа. Период полувыведения -5-10 часов в зависимости от еще одной кучи разнообразных факторов. Самое занятное, что в печени примерно 12-15% кофеина превращается обратно в теобромин. То есть всегда, когда мы пьем кофе, мы еще и какаву с чаем себе организуем, всё в точном соответствии с советской киноклассикой. А у собственно теобромина разве что, период полувыведения побольшеза счет более медленного удаления из организма. То есть, опять же, нет ситуации, когда кофеин быстренько подействовал в течение 20 минут, а потом включается «медленный» теобромин.

Теобромин более токсичен, чем кофеин. Описаны отравления шоколадом людей с мутацией в гене, отвечающем за синтез печеночного фермента цитохрома Р450 CYP3A4. Чрезвычайно чувствительны к этому веществу лошади, собаки и кошки — им категорически противопоказан шоколад. Летальная доза LD50 для собак — 300 мг/кг, для кошек — 200 мг/кг.

Но положительное влияние какао или шоколада на организм связывают с чем угодно, но не с теобромином. Дело в том, что теобромин — более слабый антагонист аденозина, чем кофеин, он почти не оказывает влияния на ЦНС. И аддиктивный потенциал у него стремится к нулю. Основное действие теобромина — расслабление гладкой мускулатуры. Достигается оно двумя путями — ингибированием фермента фосфодиэстеразы (ФДЭ) и уменьшением поступления кальция через клеточные мембраны. Этот эффект широко используется в медицине, теобромин — лекарственное средство, применяемое для расширения бронхов, снижения периферического сосудистого сопротивления и снижения давления в малом круге кровообращения. Он также увеличивает кровоток в коронарных артериях, сократительную способность миокарда и учащает сердцебиение. Правда, это приводит к увеличению потребности сердца в кислороде, так что «сердечникам» нужно быть осторожными с продуктами, содержащими большое количество какао.

ЧАЙ

Чай (любой) содержит сразу все три метилксантина (кофеин, теофиллин, теобромин). Но основное действующее вещество здесь — это теофиллин. Он был открыт в 1888 году немецким биологом Альбрехтом Косселем, а первый способ синтетического получения предложил его соотечественник Герман Эмиль Фишер (да, тот самый). Правда, в промышленности прижился другой метод синтеза, предложенный в 1900 году Вильгельмом Траубе.

Теофиллин очень похож на теобромин, и эффекты он вызывает схожие. Единственная разница — у теофиллина выражено мочегонное действие. Остальное похоже: расслабление гладкой мускулатуры, расширение периферических сосудов и усиление сократительной способности миокарда.

Как и в случае с какао, основные положительные эффекты чая связывают с полифенолами и прочими антиоксидантами, но не с теофиллином. Который, кстати, тоже является лекарственным средством. И это надо учитывать при попытках запить какие-либо медикаменты чаем. Так, эффект мочегонного фуросемида усилится, а «сердечные» бета-блокаторы будут работать существенно хуже. В инструкции к теофиллину раздел «Лекарственное взаимодействие» занимает целую страницу.

Но в отношении всех трех перечисленных метилксантинов лучше руководствоваться золотым правилом: «Главное — без фанатизма».

КОФЕ И АЛКОГОЛЬ

Самое опасное сочетание — кофе и алкоголь. Кофеин хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер и «тянет» за собой этанол, ускоряя опьянение. Но при этом «противотормозной» эффект кофеина некоторое время уравновешивает депрессивный эффект алкоголя, в результате чего развивается «трезвое опьянение»: человек считает, что может выпить еще, хотя он уже давно превысил свою дозу. Кроме того, продукты метаболизма алкоголя существенно повышают «аритмическую готовность» сердца, и в этом случае даже небольшая доза кофеина может спровоцировать сбой. В США были зарегистрированы летальные случаи после употребления алкоголь-содержащих «энергетиков» у молодых людей 20−25 лет, причиной смерти были мерцательная аритмия или инфаркт. После этого ряд штатов запретил подобные напитки.

Бодрящая молекула.

Пуговицы Наполеона [Семнадцать молекул, которые изменили мир]

Бодрящая молекула

Третий алкалоид, имеющий отношение к Опиумным войнам, кофеин, также является психотропным веществом, однако он широкодоступен практически во всем мире и его потребление почти никак не регулируется, так что напитки, содержащие большое количество кофеина, повсеместно продаются и рекламируются. Ниже изображена структура кофеина, а также структура родственных ему алкалоидов теофиллина и теобромина.

Кофеин

Теофиллин

Теобромин

Теофиллин, содержащийся в чае, и теобромин, содержащийся в какао, отличаются от кофеина лишь количеством CH₃-групп, присоединенных к кольцевой структуре. В молекуле кофеина таких групп три, а в молекулах теофиллина и теобромина — две, но в разных местах. Столь незначительные различия в структуре отвечают за серьезные различия в физиологическом действии этих молекул. В природе кофеин встречается в кофейных зернах и чайных листьях, в меньшей степени в какао-бобах, орехах кола и других растениях, происходящих из Южной Америки (листьях мате, семенах гуараны и коре лианы йоко).

Кофеин — мощный стимулятор центральной нервной системы и одно из наиболее хорошо изученных лекарств. В соответствии с одной из последних теорий, объясняющих влияние кофеина на физиологию человека, кофеин блокирует действие аденозина в головном мозге и других участках тела. Аденозин — нейромодулятор, который снижает частоту спонтанных нервных возбуждений и тем самым замедляет высвобождение других нейромодуляторов. По этой причине аденозин может вызывать сонливость. Нельзя сказать, что кофеин не дает нам спать, хотя кажется, что именно так он и действует. Действие кофеина заключается в нарушении действия аденозина, который пытается нас усыпить. Когда кофеин связывается с рецепторами аденозина в других частях тела, мы испытываем “кофеиновый кайф”: сердце бьется чаще, некоторые кровеносные сосуды сжимаются, другие, напротив, расслабляются, мышцы легче сокращаются.

В медицинской практике кофеин используют для смягчения и предотвращения приступов астмы и мигрени, для повышения кровяного давления, в качестве мочегонного средства и во многих других целях. Он содержится как в препаратах, находящихся в свободной продаже, так и в тех, что отпускаются только по рецепту. Множество исследований было посвящено изучению возможного побочного действия кофеина, в том числе его связи с возникновением различных типов рака, болезней сердца, остеопороза, язвы, болезней печени и почек, предменструального синдрома, с подвижностью спермы и фертильностью, развитием плода, гиперактивностью, спортивной активностью и психическими нарушениями. До настоящего времени не получено очевидных доказательств того, что какие-либо из этих физиологических функций или нарушений могут быть связаны с потреблением кофеина в умеренных дозах.

И все же кофеин токсичен. Считается, что смертельная пероральная доза кофеина для взрослого человека составляет около десяти граммов. Поскольку в каждой чашке кофе содержится от 8о до ?8? мг кофеина (в зависимости от способа приготовления), для получения летальной дозы нужно сразу выпить от 55 до 125 чашек. Понятно, что такой способ отравления кофеином маловероятен, если вообще возможен. Сухие чайные листья содержат вдвое больше кофеина, чем кофейные зерна. Но поскольку для заваривания чая используется меньше листьев, чем кофейных зерен для приготовления кофе, а при обычном способе заваривания чая кофеина экстрагируется меньше, в чашке чая обычно содержится вдвое меньше кофеина, чем в такой же чашке кофе.

В чае также содержится небольшое количество теофиллина, действие которого напоминает действие кофеина. Теофиллин сегодня широко используют для лечения астмы. Он расширяет бронхи лучше, чем кофеин, но при этом оказывает менее выраженное действие на центральную нервную систему. В какао-бобах, из которых получают какао и шоколад, содержится от 1 до 2 % теобромина. Этот алкалоид стимулирует центральную нервную систему еще слабее, чем теофиллин, но поскольку концентрация теобромина в какао и шоколаде в семь или восемь раз выше, чем кофеина, его действие все же ощутимо. Подобно морфину и никотину, кофеин (а также теофиллин и теобромин) вызывает привыкание. Симптомы отмены включают в себя головные боли, усталость, подавленность и даже (если употребление кофеина было чрезмерным) тошноту и рвоту. Хорошая новость состоит в том, что кофеин выводится из организма достаточно быстро — меньше чем за неделю, хотя мало кто из нас стремится избавиться от этой привязанности.

Скорее всего, растения, содержащие кофеин, были знакомы людям с доисторических времен. Они точно использовались в древности, но мы не можем установить, что люди начали употреблять раньше: чай, кофе или какао. По преданию, Шэнь-нун, китайский покровитель земледелия медицины, ввел в обычай кипятить воду, чтобы защититься от инфекций. Однажды он заметил, что в кипяток упали листья с ближнего куста. Возможно, эта была первая выпитая чашка чая из триллионов, выпитых за пять тысяч лет, прошедших с тех пор. Хотя легенды рассказывают об употреблении чая в древнейшие времена, в китайской литературе чай и его способность “помогать думать” впервые описаны только во II веке до н. э. Другие традиционные китайские тексты утверждают, что в Китай чай попал из северных районов Индии или из Юго-Восточной Азии. Но вне зависимости от того, откуда он появился, чай был важной частью жизни людей. Во многих азиатских странах, в том числе в Японии, чай стал неотъемлемым элементом национальной культуры.

Португальцы, основавшие в Макао факторию, были первыми европейцами, установившими торговый контакт с Китаем, и они же первыми из европейцев начали пить чай. Однако первую партию чая в Европу привезли голландцы, и произошло это в начале XVII века. Сначала чай был очень дорогим продуктом, который могли себе позволить только самые состоятельные люди. По мере увеличения объема торговли и снижения пошлин цены снижались. В начале XVIII века чай начал постепенно заменять эль в качестве национального напитка англичан. Это объясняет ту роль, которую чай (с его кофеином) сыграл в Опиумных войнах и в установлении торговых отношений с Китаем.

Налог на чай иногда называют одной из причин образования США, хотя роль его была скорее символической. К 1763 году британцы, практически вытеснив французов из Северной Америки, вели переговоры с местным населением, контролировали расширение колоний и регулировали торговлю. Недовольство колонистов тем, что британский парламент по-своему решал местные проблемы, постепенно переросло в восстание. Особое раздражение у колонистов вызывали высокие пошлины как на внутреннюю, так и на внешнюю торговлю. Хотя Акт о гербовом сборе (1764–1765), облагавший налогом все коммерческие сделки и документацию, был отменен, а пошлины на сахар, бумагу, краску и стекло были упразднены, торговля чаем по-прежнему облагалась очень высоким налогом. Шестнадцатого декабря 1773 года разгневанные жители Бостона выбросили в море партию чая. Хотя речь шла о “налогах без представительства”, а не собственно о чае, “Бостонское чаепитие“ иногда считают началом революции.

Археологические находки показывают, что первым источником кофеина для населения Нового Света было какао. В Мексике его употребляли уже в 1500-х годах до н. э. Майя и тольтеки также культивировали какао. Колумб, вернувшийся из четвертого путешествия в Америку в 1502 году, показал какао-бобы королю Испании Фердинанду. Однако по-настоящему европейцы оценили стимулирующее действие алкалоидов какао только в 1528 году, после того как Эрнан Кортес попробовал этот горький черный напиток в гостях у правителя ацтеков Монтесумы II. Кортес называл какао так, как называли его ацтеки, — “напиток богов”. Отсюда произошло название алкалоида теобромина, содержащегося в семенах продолговатых стручков тропического дерева Theobroma cacao (по-гречески theosозначает бог, broma — пища).

В XVI веке употребление шоколада, как стали называть этот напиток, могли позволить себе только состоятельные испанцы. Из Испании шоколад проник в Италию, Францию и Голландию, а после распространился по всей Европе. Таким образом, первым источником кофеина для европейцев стало какао.

В шоколаде содержится еще один интересный алкалоид, анандамид, который в головном мозге связывается с тем же рецептором, что и активный компонент марихуаны тетрагидроканнабинол (ТГК), хотя структура анандамина совсем не похожа на структуру ТГК. Если именно анандамид является причиной удовольствия, которое приносит шоколад, можно задать провокационный вопрос: что мы считаем незаконным — саму молекулу ТГК или ее способность изменять настроение? Если нам не нравится второе, то не является ли незаконным также и употребление шоколада?

Анандамид из шоколада (слева) и ТГК из марихуаны (справа) сильно различаются по структуре

Итак, кофеин проник в Европу в виде шоколада. Примерно через сто лет здесь появился более насыщенный алкалоидом напиток — кофе. Впрочем, жители Ближнего и Среднего Востока к тому времени пили кофе уже несколько столетий. Самое раннее свидетельство об употреблении кофе на Востоке оставил персидский врач и ученый X века ар-Рази. Но, безо всякого сомнения, кофе на Востоке пили задолго до этого, как следует из легенды об эфиопском пастухе по имени Кальди. Его козы объели ягоды и листья с куста, который ему прежде не попадался, и развеселились настолько, что начали танцевать на задних ногах. Кальди решил сам попробовать яркие красные ягоды и взбодрился не меньше коз. Он собрал горстку ягод и отнес их к местному священнику, который их не одобрил и бросил в огонь. Вокруг разнесся изумительный аромат. Поджаренные зерна достали из углей и сварили из них первую чашку кофе. Красивая история, однако маловероятно, что первооткрывателями кофеина из Coffeaarabica были козы. Впрочем, вполне возможно, что кофейное дерево действительно происходит из высокогорных районов Эфиопии, а после оно распространилось на северо-востоке Африки и в Аравии. Употребление кофеина в виде кофе не всегда воспринималось с одобрением и временами находилось под запретом. Тем не менее к концу XV века паломники разнесли кофе по всему арабскому миру.

Какао-бобы — плоды тропического дерева Theobroma cacao. Фото Питера Лекутера

Примерно так же происходило распространение кофе в Европе в XVII веке. Кофеин в итоге преодолел недоверчивое отношение священников, правительств и врачей. Кофе стал продаваться на улицах итальянских городов, в кафе в Венеции и Вене, в Париже и Амстердаме, в Германии и Скандинавии. Считалось, что употребление кофе способствует воздержанию от алкоголя. В некоторой степени кофе действительно заместил вино на юге Европы и пиво на севере. Рабочий люд перестал пить на завтрак эль. В начале 1700-х годов в Лондоне насчитывалось около двух тысяч кофеен. Кофейнями управляли исключительно мужчины, и этот вид деятельности стал особой профессией или даже своего рода религией. Собиравшиеся в кофейне Эдварда Ллойда моряки, судовладельцы и купцы обменивались новостями и изучали бумаги. Позднее из этого вырос знаменитый страховой рынок “Ллойд”. В лондонских кофейнях родились многие банки, газеты, журналы, а также фондовая биржа.

Выращивание кофе оказало самое серьезное влияние на развитие целых регионов Нового Света, особенно Бразилии и стран Центральной Америки. Первые кофейные деревья были посажены на Гаити в 1734 году. Спустя пятьдесят лет здесь собирали половину мирового урожая кофе. Причины современной политической и экономической ситуации на Гаити часто связывают с кровавым восстанием рабов (1791–1803), вызванным ужасными условиями существования людей, принужденных работать на плантациях кофе и сахарного тростника. Когда торговля кофе в Вест-Индии начала угасать, такие страны, как Бразилия, Колумбия, страны Центральной Америки, Индия, Цейлон, Ява и Суматра, стали поставлять на растущий мировой рынок свой товар.

В Бразилии выращивание кофе стало основной отраслью сельского хозяйства. Огромные участки земли, которые сначала предполагалось отвести под плантации сахарного тростника, засадили кофейными деревьями, поскольку от продажи кофе можно было ожидать гораздо большей прибыли. В Бразилии рабство было отменено позднее, чем в других странах, так как производители кофе нуждались в дешевой рабочей силе. Ввоз рабов в Бразилию был запрещен только в 1850 году. В 1871 года дети, рожденные в семьях рабов, официально были признаны свободными. Так было положено начало планомерному, хотя и медленному, освобождению страны от рабства. Только в 1888 году, многими годами позже, чем в других западных странах, рабство в Бразилии было совершенно упразднено.

Производство кофе способствовало развитию экономики Бразилии в целом. Именно благодаря кофе в стране были проложены железные дороги, связавшие плантации с основными портами. После отмены рабства для работы на плантациях сюда прибыли бедные иммигранты из разных мест, в том числе из Италии, что повлияло на этнический состав и культурный облик страны.

Выращивание кофе изменило и природу. Огромные участки были расчищены, леса сведены, дикие животные лишились мест обитания. Когда кофе выращивают в качестве монокультуры, земля быстро истощается, и приходится искать новые места для плантаций. Для регенерации тропических лесов требуются сотни лет. Без подходящего растительного покрова происходит быстрая эрозия тонкого слоя почвы, и надежды на восстановление лесов не остается. В условиях монокультурного земледелия население зависит от капризов мирового рынка. Кроме того, оно способствует распространению болезней растений, таких как кофейная ржавчина, которые могут уничтожить целую плантацию всего за несколько дней.

Такая же эксплуатация людей и земли имела место в большинстве стран Центральной Америки, где выращивают кофе. Начиная с последнего десятилетия XIX века, индейцев майя, проживавших на территории Гватемалы, Никарагуа, Сальвадора и Мексики, стали вытеснять с их исконных земель, чтобы освободить место для посадок кофейного дерева. И этих же людей, лишенных привычных условий обитания, принуждали работать на плантациях. Мужчины, женщины и дети трудились много часов, получали за это ничтожно мало и практически не имели никаких прав. Владельцы плантаций в погоне за наживой оказывали влияние на политику этих стран, что усиливало социальное неравенство. Политические беспорядки и кровавые революции в этих странах в значительной мере обусловлены пристрастием людей к кофе.

Ценное лекарственное растение — опийный мак — постепенно распространилось из восточной части Средиземноморья по Европе и Азии. Доходы от незаконной торговли опиумом идут на финансирование организованной преступности и международного терроризма. Алкалоиды из опийного мака прямо или косвенно разрушили здоровье миллионов одних людей, но при этом смогли облегчить страдания миллионов других.

В свое время и опиум, и никотин рекламировали… потом запрещали. Когда-то считалось, что табак полезен для здоровья, и им лечили многие заболевания, а после курение стали считать опасной привычкой. В первой половине XX века к курению относились более чем терпимо. Сигарета была неотъемлемым атрибутом эмансипированных женщин и искушенных мужчин. К началу XXI века маятник качнулся в другую сторону, и во многих местах к никотину стали относиться так же, как к алкалоидам опиума: контролировать его оборот, облагать налогами и запрещать.

Напротив, кофеин, который когда-то вызывал недоверие властей и церкви, в настоящее время повсеместно распространен. Нет законов, которые регулировали бы употребление этого алкалоида детьми и подростками. Во многих странах родители покупают детям напитки, содержащие кофеин. Правительства большинства стран ограничивают использование алкалоидов опиума определенным спектром медицинских нужд, но они получают значительную выгоду от торговли кофеином и никотином, и кажется маловероятным, что они захотят отказаться от надежного источника дохода.

Погоня человека за тремя молекулами — морфином, никотином и кофеином — привела к Опиумным войнам. Эти конфликты стали началом перемен в Китае. Но роль этих молекул в истории гораздо значительнее. Опийный мак, табак, чай и кофе, которые выращивали вдали от мест исходного произрастания, оказали большое влияние на жизнь местного населения и на жизнь тех людей, которые вынуждены были эти растения выращивать. Во многих случаях экология этих мест изменилась чрезвычайно, поскольку для обустройства плантаций мака, табака, чайных кустов и кофейных деревьев приходилось сводить местную растительность. Алкалоиды из этих растений стимулировали торговлю, приносили невероятную прибыль, становились причиной войн, революций и переворотов, порабощали миллионы людей — и все это из-за вечного стремления человека быстро получить удовольствие.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Теобромин и кофеин — Справочник химика 21

    Некоторые растения культивируют ради содержащихся в них пуринов. Так, например, стимулирующее действие чая, какао и кофе вызывается тремя родственными метилированными пуринами — теофиллином, теобромином и кофеином. [c.472]

    Как можпо при помощи спектроскопии идентифицировать немеченые образцы теофиллина, теобромина и кофеина  [c. 495]

    Метилирование ксантина является важной реакцией при синтезе теобромина и кофеина. Хорошо известно, что ксантин 2 алкилируется в щелочной среде в последовательности N-3, N-7, N-1 [25]. [c.205]

    Укажите центры кислотности и центры основности в теофиллине, теобромине и кофеине. [c.382]

    Огромное значение в медицине имеют метилированные ксантины — теофиллин, теобромин и кофеин  [c.407]

    К алкалоидам часто относят метилированные производные ксантина, например теобромин и кофеин (производные пурина). Эту группу алкалоидов называют алкалоидами группы пурина. [c.416]

    Разделяют теобромин и кофеин подкислением небольшим количеством серной кислоты. При этом теобромин дает хорошо кристаллизующуюся соль и полностью выпадает в осадок, а кофеин остается в растворе  [c.623]

    Появляется белый с розоватым оттенком осадок (в отличие от теобромина и кофеина) [c. 157]

    Менее сильное действие проявляет теофиллин и совсем слабое теобромин. Теофиллин сильнее стимулирует сердечную деятельность и диурез это действие ослабевает при переходе к теобромину и кофеину. В соответствии с этим кофеин используется как стимулятор нервной системы, а теобромин и теофиллин — в качестве сердечно-сосудистых средств. [c.64]

    В технике применяется для синтеза алкалоидов теобромина и кофеина. Получается гидролизом нуклеиновых кислот, выделяемых из дрожжей, а также синтетически. [c.528]

    На основании продуктов окисления теобромина и кофеина определяется положение метильных групп в их молекулах. [c.362]

    Сходство в строении мочевой кислоты, с одной стороны, и ксантина, теобромина и кофеина, с другой, очевидно  [c.362]

    Применяют К. для полусинтетич. получения пуриновых алкалоидов, гл. обр. теобромина и кофеина. К. обладает сильным диуретич. действием.  [c.547]

    Одна из стадий получения лекарственных препаратов — теобромина и кофеина заключается в формилировании 3-метил-4,5-диаминоурацнла (III) и 1,3-диметил-4,5-диаминоурацил а (IV), образующихся при восстановлении соответственно 3-ме-тил-4-амино-5-нитрозоурацила (I) и 1,3-диметил-4-амино-5-ннт-розоурацила (II). Реакции электрохимического восстановления и формилирования могут быть проведены в одну стадию [146]  [c.102]

    В живых организмах встречаются также и другие пуриновые и пиримидиновые основания, которые, однако, не входят в состав нуклеиновых кислот. К ним относятся оротовая кислота, играющая роль промежуточного продукта при биосинтезе пиримидинов (см. стр. 467), а также гиноксаптин ксантин и мочевая кислота — продукты катаболизма пуринов. С другой стороны, нуклеотиды этих соединений — инозиновая и ксантиловая кислоты — являются ключевыми промен уточными продуктами в биосинтезе пуринов (см. стр. 461). Замещенные окисленные пурины теофиллин, теобромин и кофеин входят в состав важных соединений растительного происхождения.  [c.123]

    Из метилированных мочевых кислот можно аналогично получить метилированные хлорксантины, а из последних восстановлением синтезировать метилированные ксантины, в том числе и алкалоиды теобромин и кофеин. [c.637]

    К. применяют для синтетич. получепия пуриновых алкалоидов теобромина и кофеина. В природе К. в свободном состоянии встречается в небольших количествах во многих животных и растительных тканях и у микроорганизмов. К. — важное звено в процессе обмена пуриновых соединений образуясь в результате окислительного дезаминирования гуанина под действием гуаназы, а также в результате окисления гипоксантина, К. окисляется далее с помощью ксан-тиноксидазы в конечный продукт пуринового обмена — моч( пую к-ту. К. обладает сильным диуретич. действием. [c.437]

    Ксантин вместе со своими производными алкамидами (теофилли-ном, теобромином и кофеином) содержится во многих растениях, особенно в чае, бобах, кофе, какао, а также содержится в крови печени и моче животных.  [c.528]

---

Почему от растворимого кофе порою хочется спать?

Кофейное зерно состоит из двух частей: оболочки и ядра. Когда зерно растет, в нем накапливаются два алкалоида (вещества, которые влияют на нервную систему человека). В оболочке находится кофеин, а в ядре — теобромин. Если мы варим кофе из цельного, необработанного зерна, в нем оказываются оба алкалоида.

Попадая в организм, кофеин начинает действовать сразу. Он сужает сосуды всех органов, кроме почек. Из-за суженных сосудов давление повышается, и мы чувствуем себя бодрее.

Через 20-25 минут эффект кофеина проходит.

Действие теобромина противоположно. Этот алкалоид вступает в дело спустя 25 минут после попадания в организм и расширяет все сосуды, кроме почечных. Давление падает, мы расслабляемся и начинаем клевать носом.

Все бы ничего, но суженные сосуды почек мешают им работать правильно, нарушают водный обмен. Поэтому в хороших кофейнях вместе с чашкой кофе приносят стакан воды. Она нужна, чтобы не дать нарушить кровоток.

Что же происходит с теми беднягами, кто пьет растворимый кофе? Во время обработки от зерна отделяют оболочку — кофеиновую составляющую. Эта часть уходит на медицинские препараты, которые содержат кофеин (цитрамон или аскофен). А в производство растворимого кофе попадает только ядро.

Американцы уже 10 лет добиваются, чтобы производители гранулированного кофе указывали, что он не содержит кофеина. Пока безуспешно.
В любом обработанном кофе всего 5-10% оболочки, потому он и не особо бодрит.

Что, если я пью только цельнозерновой кофе?
Я теоретически готов к эффекту теобромина. У некоторых сортов он наступает чуть позже: через 30-35 минут, но наступает обязательно и длится около часа. Если выпить воды, эта стадия укоротится. А если пить чай до и после кофе, то особо и не заметишь.

Теоброминовый эффект еще называют эффектом 30-го километра. Люди, не зная о действии этого алкалоида, попадают в неприятные и порой опасные ситуации.
У американцев с 30-го по 50-й километр от городской черты отмечается максимальное количество аварий с участием грузовых авто. И виной этому, казалось бы, безобидный «бодрящий» напиток.

Так что, собираясь в поездку, лучше выпить зеленого или черного чая.

Энергетик или снотворное: почему от кофе хочется спать?

Для многих кофе — синоним бодрости, но все же есть немало людей, которые пьют его, чтобы… заснуть! Причем, сонливость после чашки кофе — вполне естественная реакция здорового организма. Но почему для одних кофе — эффективный энергетик, а для других — лучшее снотворное? Искали ответ вместе с нашими экспертами и будем рады конструктивному обсуждению с вами в комментариях.

После кофе хочется спать всем

В кофе содержатся два природных органических вещества — алкалоиды кофеин и теобромин, которые по-разному оказывают влияние на центральную нервную систему. Если кофеин, который находится в верхней оболочке зерна, расширяет почечные сосуды и сужает все остальные, то теобромин из внутренней оболочки воздействует кардинально противоположно: снижает давление, расширяет кровеносные сосуды и т. д.

Первым, после того как вы выпиваете чашку кофе, начинает действовать кофеин, оказывая яркий и бодрящий эффект на организм. Кофеин — антагонист аденозина, отвечающего в нашем организме за накопление сонливости во время бодрствования. Кофеин на время подавляет накопление аденозина, вызывая прилив сил и бодрости.

Но это действие длится не так долго, как вам может показаться. Уже через 20-25 минут после кофеина на сцену выходит теобромин, тоже по-своему полезный алкалоид, который расслабляет организм, положительно влияет на когнитивные способности и даже повышает настроение. Но! Только если ваш организм не истощен бесконечными бессонными ночами и не нуждается в качественном отдыхе. В противном случае вы с большой долей вероятности захотите спать. Некоторые эксперты уверены, что если именно в это время (через 20 минут после чашки кофе) выпить стакан воды, то можно нивелировать этот эффект путем восстановления водно-солевого баланса.

Именно поэтому кстати так кардинально противоположно действуют на человека зерновой и растворимый кофе, несмотря на то, что и тот и другой изготавливают из одного и того же зерна. Дело в том, что растворимый делают из внутренней оболочки зерна и теобромина в нем гораздо больше, чем кофеина.

Эффект 30-го километра

Грустная статистика. Большинство аварий на трассах зафиксировано на расстоянии 30-50 километров от населенного пункта или придорожного кафе. У такого феномена даже есть название: эффект дальнобойщика или 30-го километра. По сути, это следствие воздействия теобромина — когда спустя полчаса после чашечки бодрящего напитка резко хочется спать.

Многие считают это не более, чем мифом, но доля правды здесь определённо есть. При сильной усталости не спасёт даже литр кофе — здесь поможет только качественный отдых. Ведь сам по себе кофе не даёт энергии, он просто помогает на время взбодрить организм. А когда центральная нервная система сильно перегружена, то добавление в организм кофеина вызывает обратный эффект — по сути, срабатывает инстинкт самосохранения и ЦНС просто выключает вас.

Так что же, совсем не пить кофе?

Вовсе нет. Кофе — одно из самых эффективных средств, чтобы взбодриться. Кофе правда работает. Особенно тогда, когда вам нужно быстро разбудить мозг перед важной встречей или совещанием. Или тогда, когда вы пьете кофе исключительно для удовольствия, а не в функциональных целях. Чтобы насладиться вкусом этого ароматного напитка. Имеет кофе богатый химический состав и огромный список полезных свойств, которые сделали его незаменимым напитком, любимчиком миллионов людей по всему миру.

Но, например, если вы водитель, в длительном путешествии отдайте предпочтение чаю. Кофеина в нем (особенно в зеленом) содержится больше и воздействует на организм он гораздо дольше, чем чашка эспрессо.

Если у вас тяжелая неделя с чередой бесконечных дедлайнов, с бессонными ночами и нервными переговорами, кофе тоже может стать для вас плохим помощником. Вы и не заметите, как будете потреблять все больше и больше чашек, не испытывая при этом бодрости и прилива сил, чем окончательно истощите свой организм. В качестве интересной альтернативы попробуйте заварить шу пуэр. В тандеме с кусочком темного шоколада этот чай поможет сосредоточиться и улучшит настроение.

Как не уснуть после кофе

По сути, у всех людей одни и те же рецепторы, поэтому эффект от кофе более или менее одинаковый. Но не стоит забывать, что на реакцию каждого конкретного организма влияет множество факторов:

• арабику вы пьете или робусту;
• заказали вы эспрессо или латте;
• выпили 100 мл или сразу 300;
• низкое или высокое у вас давление.

Важно также то, в какое время суток вы пьёте кофе. Усредненную инфографику в зависимости от пиков кортизола мы публиковали чуть ранее, дублируем еще раз:

Свою индивидуальную реакцию на кофе можно узнать только опытным путём. Но все же есть ряд факторов, которые могут сыграть свою роль:

1. Молоко или сливки сильно ослабляют эффект кофеина — поэтому после капучино или латте уставший человек заснёт быстрее.
2. Если чашке кофе предшествовал плотный обед или сытный полдник, прилива сил тоже может не случиться.
3. Вода, выпитая после кофе, уменьшает концентрацию кофеина. Но при этом сильного скачка между приливом бодрости и сонливостью тоже не будет.
4. Усилить эффект от кофе можно, например, свежевыжатым грейпфрутовым соком — некоторые его вещества блокируют печеночные ферменты, поэтому в итоге кофеин действует дольше.

Ещё многие кофеманы в определенный момент замечают так называемую толерантность к кофеину. Когда обычная порция энергии не дает, а после дополнительной чашечки хочется спать ещё сильнее. В этом случае хорошо работает временный отказ от любимого напитка.

Врач рассказал, каким напитком лучше заменить кофе

https://rsport.ria.ru/20210713/kofe-1741012636.html

Врач рассказал, каким напитком лучше заменить кофе

Врач рассказал, каким напитком лучше заменить кофе — РИА Новости Спорт, 13.07.2021

Врач рассказал, каким напитком лучше заменить кофе

Врач и специалист по снижению веса Павел Исанбаев предложил напиток, который поможет взбодриться не хуже кофе. РИА Новости Спорт, 13.07.2021

2021-07-13T03:45

2021-07-13T03:45

2021-07-13T03:45

зож

здоровье

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/07/06/1740147213_0:240:2560:1680_1920x0_80_0_0_b7c507c80eaec16915b2986416e5afaf.jpg

МОСКВА, 13 июл — РИА Новости. Врач и специалист по снижению веса Павел Исанбаев предложил напиток, который поможет взбодриться не хуже кофе.»Тонизировать организм можно при помощи какао. В нем содержится вещество теобромин — это стимулятор, как и кофеин, однако его эффект гораздо мягче: он не оказывает влияния на центральную нервную систему, не вызывает тревожности, повышает концентрацию, а кроме того, действует на организм дольше, чем кофеин (период полураспада теобромина составляет около семи часов — прим.ред.). Однако эффект будет выраженным от натурального, а не растворимого напитка», — сказал специалист клиники «Борменталь». По словам специалиста, какао тоже содержит кофеин, но в небольших количествах (0,1-0,2%). Кроме того, кофеин в малых дозах есть в зеленом чае, газировке, горячем шоколаде — все эти напитки можно выбирать, чтобы тонизировать состояние организма.

https://rsport.ria.ru/20210630/limon-1739124610.html

РИА Новости Спорт

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости Спорт

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://rsport.ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости Спорт

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/07/06/1740147213_0:0:2560:1920_1920x0_80_0_0_023ff2af91edc5d771b494744ba3f3dd.jpg

РИА Новости Спорт

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости Спорт

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

здоровье

МОСКВА, 13 июл — РИА Новости. Врач и специалист по снижению веса Павел Исанбаев предложил напиток, который поможет взбодриться не хуже кофе.

«Тонизировать организм можно при помощи какао. В нем содержится вещество теобромин — это стимулятор, как и кофеин, однако его эффект гораздо мягче: он не оказывает влияния на центральную нервную систему, не вызывает тревожности, повышает концентрацию, а кроме того, действует на организм дольше, чем кофеин (период полураспада теобромина составляет около семи часов — прим.ред.). Однако эффект будет выраженным от натурального, а не растворимого напитка», — сказал специалист клиники «Борменталь».

По словам специалиста, какао тоже содержит кофеин, но в небольших количествах (0,1-0,2%). Кроме того, кофеин в малых дозах есть в зеленом чае, газировке, горячем шоколаде — все эти напитки можно выбирать, чтобы тонизировать состояние организма.

Врач рассказал, кому нельзя пить воду с лимоном натощак

Все о том, сколько на самом деле содержится кофеина в привычных для нас продуктах

Кофеин в шоколаде

Что же касается содержания кофеина, то при приблизительных подсчетах, в 100 г 43% шоколада содержится 77 мг кофеина, а 100% шоколада – 198 мг кофеина [8].

Или проще: в 1 порции (30 г) в зависимости от сорта шоколада содержится от 10 до 60 мг кофеина. При этом чем дороже сорт шоколада, чем больше в нем процентное содержание какао и чем меньше в нем сахара – тем больше в нем кофеина и пользы для здоровья!

Сладкая газировка: кофеина больше, чем вы думаете

Что касается энергетических напитков, нужно учитывать, что кофеин в них содержится в большом количестве (75–300 мг в упаковке). Также в их состав (кроме чистого кофеина) часто входит гуарана, мате или экстракт орехов кола, которые содержат кофеин и другие алкалоиды, с кофеиноподобным действием.

Таким образом, энергетические напитки часто содержат больше кофеина, чем указано на упаковке [10].

В каком чае больше кофеина: в черном или зеленом?

Черный и зеленый чай — это продукты одного и того же растения, чайного куста. Их отличие состоит в том, что листья будущего зеленого чая подвергаются минимальной обработке, а листья будущего черного чая проходят длительный процесс ферментации (окисления).

Чайные листья богаты полезными полифенолами, обладающими антиоксидантным действием. Их содержание в черном и зеленом чае одинаково [5, 6].

Как заваривать чай, чтобы получить максимум кофеина

Важно! Черный чай необходимо заваривать не более 3–5 мин. В противном случае в нем начинаются химические процессы, в ходе которых полезные вещества превращаются в опасные для здоровья.

И самое главное — нельзя пить черный чай, на котором образовалась пленка! Регулярное употребление такого чая может привести к развитию воспалительных и даже язвенных заболеваний желудочно-кишечного тракта [7].

Кроме способа заваривания на содержание кофеина в напитке также влияет сорт, способ обработки и технология хранения продукта.

Как заваривать кофе, чтобы получить максимум кофеина

Оптимальной температурой заваривания кофе считается 93–96 °С. Оптимальная пропорция при заваривании кофе: 1–2 чайные ложки (10–12 г) кофе на 180 мл воды.

Время максимального перехода кофеина в напиток зависит от способа приготовления кофе и степени помола кофейных зерен. Чем крупнее частицы, тем дольше необходимо заваривать кофе.

Кофеин в готовых продуктах: все сложно

Поделиться с друзьями

Подписка

Подпишитесь на полезные статьи

Каждую неделю мы рассказываем о новых сравнительных тестах продуктов
питания и бытовой техники. Коротко и по
делу.

границ | Значимость теобромина для благотворного воздействия потребления какао

Введение

Кофеин, содержащийся в кофе и напитках с колой, широко потребляется во всем мире. Причина такого высокого потребления связана с его полезными свойствами для повседневной жизни. Воздействие кофеина на центральную нервную систему (ЦНС) является фундаментальным для понимания интереса потребления напитков, содержащих кофеин. Полезные действия варьируются от настороженности до снижения риска нейродегенеративных заболеваний.Хотя самая высокая концентрация кофеина присутствует в кофе, какао также содержит этот метилксантин (рис. 1), но в дозах, которые, вероятно, недостаточны для активации нервных механизмов. Однако какао имеет повышенные концентрации структурно аналогичного компонента теобромина. Эффекты теобромина менее изучены, чем эффекты кофеина, но известно, что эта молекула оказывает некоторые положительные эффекты при различных патологиях человека. Комбинация кофеина и теобромина в какао может иметь ожидаемые преимущества, полученные на основе метилксантина, без побочных эффектов, описанных для кофеина.Интересно, что основной механизм действия кофеина и теобромина состоит в блокировании аденозиновых рецепторов и ингибировании фосфодиэстераз. В данной статье используются данные новых исследований, указывающих на альтернативные способы действия теобромина. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять пользу для здоровья от употребления какао.

Рис. 1. Химическая структура ксантина, кофеина, теобромина и аденозина .

Содержание теобромина и кофеина в какао

Физиологические эффекты компонентов какао и теобромина, в частности, заслуживают тщательного изучения, чтобы лучше понять свойства потребления какао.Различия между кофе и какао, воспринимаемые потребителями, в основном связаны с их наиболее распространенными молекулами: кофеином в кофе и теобромином в какао. Более того, высокое содержание углеводов в какао-продуктах может быть еще одним фактором, который следует учитывать.

Помимо доказанного психоактивного потенциала какао, кофеин и теобромин полностью или частично определяют вкус этого продукта питания. Людям-добровольцам, потреблявшим напиток и капсулу, содержащую два соединения, в количествах, эквивалентных тем, которые содержатся в 50 г темного шоколада (19 мг кофеина и 250 мг теобромина), напиток понравился больше, чем когда в паре использовалась капсула, содержащая плацебо ( Смит и Блэкберн, 2005).Эти результаты, вероятно, опосредованные аденозиновыми рецепторами, свидетельствуют об усилении действия метилксантинов в дозах и пропорциях, обнаруженных в какао. Важно отметить, что ни кофеин, ни теобромин не вызывают привыкания (см. Национальный институт злоупотребления наркотиками, 2014 г.), а также их нет в списке допинговых веществ, предоставленном Всемирным антидопинговым агентством (см. Всемирное антидопинговое агентство. (ВАДА), 2014).

Исследования теобромина на млекопитающих: безопасность и токсичность

In vivo эффекты ксенобиотиков или синтетических препаратов требуют использования моделей на животных.Однако теобромин, по-видимому, токсичен для некоторых млекопитающих, в том числе домашних животных (Smit, 2011). Токсичность лабораторных животных — это фактор, который следует учитывать при экстраполяции данных на людей. Причины этой токсичности не установлены, но однозначно предполагают, что механизмы действия теобромина у людей могут отличаться от механизмов, наблюдаемых у других млекопитающих. В связи с этим необходимо пересмотреть молекулярную фармакологию теобромина, в частности его влияние на аденозиновые рецепторы, с использованием образцов тканей и клеток человека или гетерологичных систем, экспрессирующих человеческие белки.Знание о побочных эффектах у некоторых животных, вероятно, привело к относительно большому количеству клинических испытаний, которые доказывают, что теобромин не токсичен для человека (Pendleton et al., 2012, 2013; Baggott et al., 2013), но имеет ряд преимуществ. условий (см. ниже). Следует отметить, что связь между потреблением какао и риском преэклампсии у беременных, описанная ранее, не доказана. Однако недавние систематические обзоры показывают преимущества употребления какао в профилактике гестационной гипертензии (Klebanoff et al., 2009; Моголлон и др., 2013).

Рецепторы кофеина, теобромина и аденозина

Основные фармакологические эффекты кофеина, в основном из-за его структурного сходства с молекулой аденозина (рис. 1), включают ингибирование фосфодиэстераз (ферментов, разрушающих вторичный мессенджер, цАМФ), регуляцию внутриклеточных уровней кальция и антагонизм аденозиновых рецепторов. (Choi et al., 1988; McPherson et al., 1991; Chen, Chern, 2011; Johnson et al., 2012; Tazzeo et al., 2012). Эти первичные действия приводят к хорошо описанным физиологическим эффектам кофеина как стимулятора ЦНС (Smit et al., 2004; Ciruela et al., 2006). Более того, этот метилксантин может также выполнять другие периферические процессы, такие как расслабление гладких мышц или стимулирование диуреза и сокращения сердечной мышцы (Tazzeo et al., 2012). Кофеин в основном метаболизируется в печени и, что интересно, одним из его метаболитов является теобромин (Becker et al., 1984).

Как метилксантины, кофеин и теобромин (рис. 1) являются блокаторами аденозиновых рецепторов, которые представляют собой рецепторы, связанные с G-белком, которые обнаруживают присутствие внеклеточного аденозина.Аденозин является как промежуточным метаболитом, так и молекулой-посредником, которая оказывает гормоноподобное действие на периферии и действует как мощный нейрорегулятор в ЦНС. Были идентифицированы четыре подтипа рецепторов для соединения: A ₁ , A _2A , A _2B и A ₃ , широко распространенных в организме человека, хотя и с различной экспрессией клеток / тканей. Физиология мозга зависит от изменений концентрации аденозина, который влияет на аденозиновые рецепторы в нейронах.В этом смысле быстрый способ начать повседневную деятельность — это нарушить действие аденозина в головном мозге с помощью блокаторов его специфических рецепторов. Технически такие блокаторы называют «антагонистами», и поэтому кофеин и теобромин являются антагонистами аденозиновых рецепторов. Растущее количество данных за последнее десятилетие указывает на то, что теобромин оказывает психоактивное действие на людей, качественно отличающееся от такового кофеина (Mitchell et al., 2011; Baggott et al., 2013). Влияние теобромина на артериальное давление (van den Bogaard et al., 2010) также качественно отличается от кофеина (Mitchell et al., 2011), но причины этих различий не установлены.

Одним из возможных объяснений различий в эффектах кофеина и теобромина может быть их разный период полураспада. Период полувыведения теобромина выше, чем у кофеина, даже у грызунов, у которых метаболизм в печени более быстрый. Таким образом, половина теобромина, вводимого крысам, выводится в неизмененном виде (Bonati et al., 1984). Средний период полувыведения из плазмы здоровых добровольцев составляет примерно 10 часов, а процент немодифицированного соединения, присутствующего в моче, собранной в течение 48 часов после однократной дозы 10 мг / кг, относительно высок (16-18% в зависимости от метода выделения. и количественный анализ; Tarka et al., 1983). Важность этого факта подтверждается использованием метилксантинов в качестве бронходилататоров при лечении пациентов с астмой, в сыворотке которых период полувыведения теобромина также выше, чем для кофеина (Becker et al., 1984). Когда один из основных ферментов метаболизма ксенобиотиков, цитохром P450 1A2 (YP1A2), экспрессируется в гетерологичных клетках, скорость трансформации для теобромина (5%) намного ниже, чем для кофеина (81%; Gu et al., 1992), что подтверждает что кофеин более подвижен с точки зрения разложения, чем теобромин.Эффекты введения in vivo кофеина частично связаны с продуктами его метаболизма. Как относительно стабильное соединение, теобромин может играть решающую роль в некоторых полезных эффектах, приписываемых кофеину.

Теобромин полезен при астме и других проблемах дыхательных путей, таких как кашель, для которых не было разработано окончательного лекарства. Кодеин очень эффективен, но его метаболизм в соединения, действующие на опиоидные рецепторы, ограничивает его использование (Prieto-Lastra et al., 2006).Безопасной и естественной альтернативой может быть теобромин, поскольку он способен предотвратить кашель, спровоцированный лимонной кислотой у морских свинок и капсаицином (раздражающий компонент перца чили) у людей. Это двойное слепое плацебо-контролируемое исследование было дополнено исследованиями in vitro с использованием препаратов человеческого нерва vagus , в которых теобромин ингибировал эффект деполяризации капсаицина (Usmani et al., 2005). Принимая во внимание эти результаты, кажется, что теобромин подавляет кашель, подавляя активацию афферентных нервов.Завершены два клинических испытания противокашлевого действия теобромина, но результатов пока нет. В одном из них (идентификатор NCT01416480 на Clinicaltrials.org) 300 мг капсул теобромина использовались для противокашлевого действия при остром бронхите. Во втором исследовании (идентификатор NCT01656668 на Clinicaltrials.org) капсулы 300 мг теобромина оценивались при частом длительном кашле. Еще предстоит определить, может ли потребление какао помочь предотвратить кашель или уменьшить его интенсивность.

Примечательно, van Zyl et al. (2008) сообщили, что диффузия теобромина в субструктурах легких выше, чем у других препаратов, используемых в терапии респираторных заболеваний. Авторы предполагают, что не только липофильность, но и положение алкильных групп в пуриновом кольце влияют на способность кофеина и теобромина проникать через биологические мембраны. Различная способность проникновения в ткани и накопления может объяснить, почему теобромин может оказывать более сильное действие, чем кофеин.Хотя теобромин может иметь меньшее сродство к рецепторам, чем кофеин, эффективность теобромина может возрасти, если он легко проникает через мембраны и достигает высоких концентраций внутри клеток.

Преимущества теобромина при кашле, по-видимому, связаны с его противовоспалительным потенциалом, а также с модуляцией реактивности дыхательных путей (Mokry et al., 2009). Неселективные ингибиторы фосфодиэстеразы уже эффективны в подавлении гиперреактивности дыхательных путей. Из десятка существующих ферментов, расщепляющих циклические мононуклеотиды (цАМФ / цГМФ), фосфодиэстераза 4 является хорошим выбором в качестве терапевтической мишени для подавления кашля (Mokry, Nosalova, 2011).Cortijo et al. (1993) показали обогащение фосфодиэстеразой 4 в ткани бронхов человека и хорошую корреляцию между ингибированием ферментов и эффективностью бронхорелаксации. Недавно Sugimoto et al. (1994, 2014) продемонстрировали, что противоопухолевый потенциальный эффект теобромина на пролиферацию злокачественной глиобластомы является результатом регуляции фосфодиэстеразы 4, протеинкиназы B, регулируемой внеклеточным сигналом митоген-активируемой протеинкиназы p38 и ядерного фактора-каппа B. Действуя как ингибиторы фосфодиэстеразы , метилксантины способны подавлять провоспалительные цитокины, такие как гамма-интерферон или альфа-фактор некроза опухоли (Harris et al., 2010). Помимо прямого действия теобромина на фосфодиэстеразы, результаты согласуются с блокадой аденозиновых рецепторов, отрицательно влияющих на активность аденилатциклазы, то есть тех, которые связаны с белками G _и (рецепторы A ₁ и A ₃ ).

Аденозиновые рецепторы-независимые эффекты теобромина

Несмотря на то, что в основном действует как антагонист аденозина, теобромин может оказывать действие, не опосредованное блокадой этих рецепторов. Теобромин и другие основные компоненты водно-спиртового экстракта гуараны способны снизить клеточную токсичность, вызванную образованием оксида азота (Bittencourt et al., 2013). Маловероятно, что уменьшение окислительного стресса, повреждения ДНК и перекисного окисления липидов в клетках экстрактом гуараны опосредовано блокированием аденозиновых рецепторов.

В последние годы теобромин начинает широко изучаться с целью поиска общих и дифференциальных механизмов с кофеином. Теобромин и кофеин представляют собой метилксантины, которые могут образовывать нековалентные комплексы с АТФ (Gattuso et al., 2011) и влиять на клеточный метаболизм и / или структуру ДНК и РНК (Johnson et al., 2012). Фактически, теобромин и кофеин способны связываться с ДНК в миллимолярных концентрациях (Johnson et al., 2012), а теобромин также может взаимодействовать с РНК (Johnson et al., 2003). Однако полные физиологические последствия этих открытий еще не известны. Одна из гипотез предполагает, что длительное взаимодействие с ДНК и РНК после потребления метилксантинов в какао может привести к индукции или подавлению экспрессии генов. Oleaga et al. (2012) показали, что полифенольный экстракт какао изменяет экспрессию генов в клетках рака груди человека.Соответственно, одна привлекательная возможность — это влияние на экспрессию генов, потенциально способных снизить риск нейродегенеративных заболеваний. Недавние отчеты показали, что хроническое употребление кофе снижает риск болезни Альцгеймера и Паркинсона (Maia and de Mendonça, 2002; Costa et al., 2010; Eskelinen et al., 2011; Messerli, 2012). Этот положительный эффект полностью связан с постоянным потреблением в среднем возрасте, то есть потребление продуктов, содержащих метилксантин, снижает нейродегенерацию в более позднем возрасте (Pelligrino et al., 2010; Клаассен и др., 2013; Haller et al., 2014).

Действие теобромина при респираторных заболеваниях не связано с ингибированием медиаторов воспаления при астме, гистамина или медленно реагирующих веществ анафилаксии (Hillyard et al., 1984). Новой дифференциальной мишенью метилксантинов является поли (АДФ-рибоза) полимераза-1, ядерный фермент, который плохо ингибируется кофеином, но значительно ингибируется теобромином (Geraets et al., 2006). В этом смысле Ахмад и др. (2015) недавно показали, что ингибирование поли (АДФ-рибозы) полимеразы-1 значительно снижает воспаление легких, вызванное гамма-каррагинаном.Недавние данные демонстрируют неоваскуляризацию на животной модели астмы (Wagner et al., 2015). Интересно, что теобромин может уменьшать неоваскуляризацию, сопровождающую рост и метастазирование опухоли (Gil et al., 1993), и, следовательно, он может уменьшать как острые симптомы, так и ангиогенез при астме.

Воздействие азотного иприта вызывает воспаление легких и активацию белков окислительного стресса в макрофагах. Аналог теобромина, пентоксифиллин, эффективен в уменьшении воспаления и увеличении количества макрофагов с противовоспалительными свойствами заживления ран (Sunil et al., 2014). Примечательна концентрация аденозина в очагах воспаления (Cronstein et al., 1999), и, следовательно, он может активировать аденозиновые рецепторы, присутствующие в клетках легких и в макрофагах. Блокада аденозиновых рецепторов и / или ингибирование фосфодиэстераз может лежать в основе фенотипических изменений, вызванных метилксантином в макрофагах, активированных после ингаляции иприта.

Было проведено пилотное исследование, чтобы проверить, способен ли теобромин защищать поверхность эмали коренных зубов человека.Результаты этого исследования in vitro показали, что две различные концентрации теобромина были способны сохранить структуру зубов, обработанных в течение трех дней кислой гидроксилэтилцеллюлозой для деминерализации (Kargul et al., 2012). Этот защитный эффект может быть вызван не аденозиновыми рецепторами, поскольку они не присутствуют на эмалевых поверхностях. Преимущества теобромина на этом уровне были достигнуты при относительно высоких концентрациях. На самом деле какао содержит углеводы, которые могут метаболизироваться бактериями во рту и вызывать кариес, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы рассматривать потребление какао как средство защиты зубов.Альтернатива какао без сахара может помочь снизить потребление калорий и предотвратить кариес.

Другой независимый от аденозиновых рецепторов эффект теобромина проявляется в защите сердечно-сосудистой системы за счет значительного увеличения уровней холестерина ЛПВП в плазме и снижения уровней холестерина ЛПНП. Клинические испытания были проведены на добровольцах, принимающих какао, для оценки влияния этого вещества на уровни липопротеинов в плазме (Kris-Etherton et al., 1994; Mursu et al., 2004; Wang-Polagruto et al., 2006; Баба и др., 2007; Mellor et al., 2010; Хан и др., 2012). Результаты клинического исследования NCT01481389 (Clinicaltrials.org) предполагают, что теобромин, а не флавоноиды, ответственен за повышение уровня ЛПВП у лиц, принимающих какао-продукты (Neufingerl et al., 2013). Механизм эффекта увеличения HDL, вероятно, многофакторный и необязательно связан с блокадой аденозиновых рецепторов. Вероятно, благодаря мочегонному эффекту у собак (Macnider, 1917), теобромин считается полезным для похудания, и его добавляют в препараты травяного чая (Khazan et al., 2014). Однако нет ни достаточно данных, чтобы подтвердить потенциал потери веса у людей, ни предполагаемого основного механизма.

Заключение

За последние десятилетия значительный прогресс позволил понять некоторые молекулярные механизмы, лежащие в основе доказанной пользы для здоровья от потребления какао человеком. Помимо высокого содержания антиоксидантов, убедительные доказательства указывают на то, что метилксантины играют ключевую роль в благотворном воздействии. Считается, что кофеин обладает более высоким потенциалом, чем другие метилксантины.Недавние исследования выявили потенциал теобромина, который может действовать как противоопухолевый, противовоспалительный или сердечно-сосудистый протектор без нежелательных побочных эффектов, описанных для кофеина. Основными механизмами действия теобромина являются ингибирование фосфодиэстераз и блокада аденозиновых рецепторов, но, что интересно, он проявляет другие важные независимые от аденозиновых рецепторов эффекты, такие как снижение клеточного окислительного стресса или регуляция экспрессии генов. В этом смысле теобромин можно считать безопасной и естественной альтернативой при лечении некоторых заболеваний человека и может служить ведущим соединением для разработки новых лекарств

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Ахмад, С. Ф., Зохейр, К. М., Ансари, М. А., Кораши, Х. М., Бакхит, С. А., Ашур, А. Э. и др. (2015). Роль ингибитора поли (АДФ-рибозы) полимеразы-1 в вызванном каррагенаном воспалении легких у мышей. Мол. Иммунол. 63, 394–405. DOI: 10.1016 / j.molimm.2014.09.009

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баба С., Осакабе Н., Като Ю., Нацуме М., Ясуда А., Кидо Т. и др.(2007). Постоянный прием полифенольных соединений, содержащих какао-порошок, снижает окислительную восприимчивость ЛПНП и благотворно влияет на концентрацию холестерина ЛПВП в плазме у людей. Am. J. Clin. Nutr. 85, 709–717.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | Google Scholar

Бэгготт, М. Дж., Чайлдс, Э., Харт, А. Б., Де Брюин, Э., Палмер, А. А., Уилкинсон, Дж. Э. и др. (2013). Психофармакология теобромина у здоровых добровольцев. Психофармакология ( Berl ) 228, 109–118.DOI: 10.1007 / s00213-013-3021-0

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Биттенкур, Л. С., Мачадо, Д. К., Мачадо, М. М., Дос Сантос, Г. Ф. Ф., Алгарве, Т. Д., Маринович, Д. Р. и др. (2013). Защитные эффекты экстракта гуараны ( Paullinia cupana ) на клетки фибробластов NIH-3T3, подвергшиеся воздействию нитропруссида натрия. Food Chem. Toxicol. 53, 119–125. DOI: 10.1016 / j.fct.2012.11.041

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бонати, М., Латини, Р., Садурска, Б., Рива, Э., Галлетти, Ф., Борзеллека, Дж. Ф. и др. (1984). Кинетика и метаболизм теобромина у самцов крыс. Токсикология 30, 327–341. DOI: 10.1016 / 0300-483X (84)

-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чой, О. Х., Шамим, М. Т., Пэджетт, В. Л., и Дейли, Дж. У. (1988). Аналоги кофеина и теофиллина: корреляция поведенческих эффектов с активностью антагонистов аденозиновых рецепторов и ингибиторов фосфодиэстеразы. Life Sci. 43, 387–398. DOI: 10.1016 / 0024-3205 (88)

-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сируэла, Ф., Касадо, В., Родригес, Р. Дж., Лухан, Р., Бургеньо, Дж., Каналс, М., и др. (2006). Пресинаптический контроль глутаматергической нейротрансмиссии в полосатом теле с помощью гетеромеров аденозинового рецептора A1-A2A. J. Neurosci. 26, 2080–2087. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.3574-05.2006

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cortijo, J., Bou, J., Beleta, J., Cardelús, I., Llenas, J., Morcillo, E., et al. (1993). Изучение роли фосфодиэстеразы IV в бронхорелаксации, включая исследования бронхов человека. руб. J. Pharmacol. 108, 562–568. DOI: 10.1111 / j.1476-5381.1993.tb12841.x

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коста, Дж., Лунет, Н., Сантос, К., Сантос, Дж., И Ваз-Карнейро, А. (2010). Воздействие кофеина и риск болезни Паркинсона: систематический обзор и метаанализ обсервационных исследований. J. Alzheimers. Дис. 20 (Дополнение 1), S221 – S238. DOI: 10.3233 / JAD-2010-091525

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кронштейн Б. Н., Монтесинос М. К. и Вайсманн Г. (1999). Салицилаты и сульфасалазин, но не глюкокортикоиды, ингибируют накопление лейкоцитов по аденозин-зависимому механизму, который не зависит от ингибирования синтеза простагландина и p105 NFkappaB. Proc. Natl. Акад. Sci. США 96, 6377–6381.DOI: 10.1073 / pnas.96.11.6377

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эскелинен М. Х., Нганду Т., Туомилехто Дж., Сойнинен Х. и Кивипелто М. (2011). Индекс здорового питания среднего возраста и деменция позднего возраста и болезнь Альцгеймера. Демент. Гериатр. Cogn. Дис. Экстра 1, 103–112. DOI: 10.1159 / 000327518

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гаттузо Г., Манфредиб Г., и Саммартаноб, С. (2011). Количественное исследование нековалентных взаимодействий между АТФ и кофеином, теофиллином и теобромином в водном растворе. Равновесия жидкой фазы. 308, 47–54. DOI: 10.1016 / j.fluid.2011.06.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гераетс, Л., Мунен, Х. Дж., Воутерс, Э. Ф., Баст, А., и Хагеман, Г. Дж. (2006). Роль ингибитора поли (АДФ-рибозы) полимеразы-1 в вызванном каррагенаном воспалении легких у мышей. Метаболиты кофеина являются ингибиторами ядерного фермента поли (АДФ-рибоза) полимеразы-1 в физиологических концентрациях. Biochem. Pharmacol. 72, 902–910. DOI: 10.1016 / j.bcp.2006.06.023

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гиль, М., Скопиньска-Рожевска, Э., Радомска, Д., Демков, У., Скуржак, Х., Роховска, М. и др. (1993). Влияние антагонистов пуринергических рецепторов сурамина и теобромина на индуцированный опухолью ангиогенез у мышей BALB / c. Folia Biol. ( Praha ) 39, 63–68

Google Scholar

Гу, Л., Гонсалес, Ф. Дж., Калоу, В., и Танг, Б. К. (1992). Биотрансформация кофеина, параксантина, теобромина и теофиллина с помощью кДНК-экспрессированных человеческих CYP1A2 и CYP2E1. Фармакогенетика 2, 73–77. DOI: 10.1097 / 00008571-199204000-00004

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Haller, S., Montandon, M. L., Rodriguez, C., Moser, D., Toma, S., Hofmeister, J., et al. (2014). Острый эффект приема кофеина на паттерны активации мозга при легких когнитивных нарушениях. J. Alzheimers. Дис. 41, 101–112. DOI: 10.3233 / JAD-132360

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хиллард, П. А., Ниалс, А. Т., Скидмор, И. Ф., и Варди, К. Дж. (1984). Характеристика аденозинового рецептора, ответственного за ингибирование высвобождения гистамина и SRS-A из фрагментов легких человека. руб. J. Pharmacol. 83, 337–345. DOI: 10.1111 / j.1476-5381.1984.tb16493.x

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джонсон, И.М., Пракаш, Х., Пратиба, Дж., Рагхунатан, Р., и Малати, Р. (2012). Спектральный анализ связывания природных метилксантинов (теофиллин, теобромин и кофеин) с ДНК. PLoS ONE 7: e50019 – e50019. DOI: 10.1371 / journal.pone.0050019

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каргул, Б., Озджан, М., Пекер, С., Накамото, Т., Симмонс, В. Б., и Фальстер, А. У. (2012). Оценка поверхностей эмали человека, обработанных теобромином: пилотное исследование. Здоровье полости рта Пред. Вмятина. 10, 275–282. DOI: 10.3290 / j.ohpd.a28524

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, Н., Монагас, М., Андрес-Лакуева, К., Касас, Р., Урпи-Сарда, М., Ламуэла-Равентос, Р. М. и др. (2012). Регулярное употребление какао-порошка с молоком повышает уровень холестерина ЛПВП и снижает уровни окисленных ЛПНП у лиц с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний. Nutr. Метаб. Кардиоваск. Дис. 22, 1046–1053.DOI: 10.1016 / j.numecd.2011.02.001

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хазан, М., Хедаяти, М., Кобарфард, Ф., Аскари, С., и Азизи, Ф. (2014). Идентификация и определение синтетических фармацевтических препаратов в качестве примесей в восьми распространенных травяных добавках для похудания. Иран. Красный Полумесяц Мед. J. 16: e15344. DOI: 10.5812 / ircmj.15344

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клаассен, Э. Б., Де Гроот, Р.H., Evers, E.A., Snel, J., Veerman, E.C., Ligtenberg, A.J., et al. (2013). Влияние кофеина на активацию мозга, связанную с нагрузкой на рабочую память, у мужчин среднего возраста. Нейрофармакология 64, 160–167. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2012.06.026

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крис-Этертон, П. М., Дерр, Дж. А., Мустад, В. А., Селигсон, Ф. Х. и Пирсон, Т. А. (1994). Эффект от плитки молочного шоколада в день вместо перекуса с высоким содержанием углеводов у молодых мужчин, соблюдающих диету NCEP / AHA Step 1. Am. J. Clin. Nutr. 60, 1037S – 1042S.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | Google Scholar

Macnider, W. D. (1917). Эффективность различных диуретиков при острой нефропатии почек, защищенных и незащищенных карбонатом натрия. II. J. Exp. Med. 26, 19–35. DOI: 10.1084 / jem.26.1.19

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макферсон, П.С., Ким, Ю.К., Вальдивия, Х., Кнудсон, К.М., Такекура, Х., Францини-Армстронг, К., и другие. (1991). Рецептор рианодина в мозге: канал высвобождения кальция, чувствительный к кофеину. Neuron 7, 17–25. DOI: 10.1016 / 0896-6273 (91)

-G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Меллор, Д. Д., Сатьяпалан, Т., Килпатрик, Э. С., Беккет, С., Аткин, С. Л. (2010). Шоколад с высоким содержанием полифенолов какао улучшает уровень холестерина ЛПВП у пациентов с диабетом 2 типа. Диабет. Med. 27, 1318–1321. DOI: 10.1111 / j.1464-5491.2010.03108.x

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Митчелл, Э.S., Slettenaar, M., Vd Meer, N., Transler, C., Jans, L., Quadt, F., et al. (2011). Различное влияние теобромина и кофеина на настроение, психомоторные функции и артериальное давление. Physiol. Behav. 104, 816–822. DOI: 10.1016 / j.physbeh.2011.07.027

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мокрый Дж., Носалова Г. (2011). Влияние ингибиторов ФДЭ на кашлевой рефлекс у морских свинок. Братисл. Лек. Листи 112, 131–135.

Google Scholar

Mogollon, J. A., Boivin, C., Philippe, K., Turcotte, S., Lemieux, S., Blanchet, C., et al. (2013). Потребление шоколада беременными женщинами и риск преэклампсии: систематический обзор. Syst. Ред. 2, 114. DOI: 10.1186 / 2046-4053-2-114

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mursu, J., Voutilainen, S., Nurmi, T., Rissanen, T.H., Virtanen, J.K., Kaikkonen, J., et al. (2004).Потребление темного шоколада увеличивает концентрацию холестерина ЛПВП, а жирные кислоты шоколада могут ингибировать перекисное окисление липидов у здоровых людей. Free Radic. Биол. Med. 37, 1351–1359. DOI: 10.1016 / j.freeradbiomed.2004.06.002

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нойфингерл Н., Зебрегс Ю. Э., Шуринг Э. А. и Траутвейн Э. А. (2013). Влияние потребления какао и теобромина на концентрацию холестерина ЛПВП в сыворотке: рандомизированное контролируемое исследование. Am. J. Clin. Nutr. 97, 1201–1209. DOI: 10.3945 / ajcn.112.047373

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оляга, К., Гарсия, М., Соле, А., Сьюдад, К. Дж., Искьердо-Пулидо, М., и Ноэ, В. (2012). CYP1A1 сверхэкспрессируется при инкубации клеток рака груди с полифенольным экстрактом какао. Eur. J. Nutr. 51, 465–476. DOI: 10.1007 / s00394-011-0231-2

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прието-Ластра, Л., Иглесиас-Кадарсо, А., Реаньо-Мартос, М. М., Перес-Пимиенто, А., Родригес-Кабрерос, М. И., и Гарсиа-Куберо, А. (2006). Фармакологические раздражители при астме / крапивнице. Аллергол. Immunopathol. ( Madr ) 34, 224–227. DOI: 10.1157 / 13094030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сугимото К., Симард Дж., Хаагенсен Д. Э. и Лабри Ф. (1994). Обратные отношения между пролиферацией клеток и базальной или андроген-стимулированной секрецией аполипопротеина D в клетках рака простаты человека LNCaP. J. Steroid Biochem. Мол. Биол. 51, 167–174. DOI: 10.1016 / 0960-0760 (94) -6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сугимото, Н., Мива, С., Хитоми, Ю., Накамура, Х., Цучия, Х., и Ячи, А. (2014). Теобромин, первичный метилксантин, содержащийся в Theobroma cacao, предотвращает пролиферацию злокачественной глиобластомы за счет негативной регуляции фосфодиэстеразы-4, внеклеточной сигнальной киназы, мишени рапамициназы Akt / млекопитающих и ядерного фактора-каппа B. Nutr. Рак 66, 419–423. DOI: 10.1080 / 01635581.2013.877497

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сунил, В. Р., Ваяс, К. Н., Червелли, Дж. А., Малавия, Р., Холл, Л., Масса, К. Б. и др. (2014). Пентоксифиллин ослабляет острое повреждение легких, вызванное азотом ипритом, окислительный стресс и воспаление. Exp. Мол. Патол. 97, 89–98. DOI: 10.1016 / j.yexmp.2014.05.009

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Таззео, Т., Бейтс, Г., Роман, Х. Н., Лаузон, А. М., Хаснис, М. Д., Это, М. и др. (2012). Кофеин расслабляет гладкие мышцы за счет деполимеризации актина. Am. J. Physiol. Легкое. Cell Mol. Physiol. 303, L334 – L342. DOI: 10.1152 / ajplung.00103.2012

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Усмани О.С., Белвиси М.Г., Патель Х.Дж., Криспино Н., Биррелл М.А., Корбониц М. и др. (2005). Теобромин подавляет активацию чувствительных нервов и кашель. FASEB J. 19, 231–233. DOI: 10.1096 / fj.04-1990fje

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ван ден Богард, Б., Драйджер, Р., Вестерхоф, Б. Э., Ван ден Мейракер, А. Х., Ван Монфранс, Г. А., и Ван ден Борн, Б. Дж. (2010). Влияние какао на периферическое и центральное артериальное давление с натуральным или высокими дозами теобромина: рандомизированное двойное слепое перекрестное исследование. Гипертония 56, 839–846. DOI: 10.1161 / HYPERTENSIONAHA.110.158139

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вагнер Э. М., Дженкинс Дж., Шмидер А., Элдридж Л., Чжан К., Молдобаева А. и др. (2015). Ангиогенез и реактивность дыхательных путей у астматических крыс Brown Norway. Ангиогенез 18, 1–11. DOI: 10.1007 / s10456-014-9441-6

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван-Полагруто, Дж. Ф., Виллабланка, А. К., Полагруто, Дж.А., Ли, Л., Холт, Р. Р., Шредер, Х. Р. и др. (2006). Хроническое употребление какао, богатого флаванолами, улучшает функцию эндотелия и снижает молекулу адгезии сосудистых клеток у женщин с гиперхолестеринемией в постменопаузе. J. Cardiovasc. Pharmacol. 47 (Приложение 2), S177 – S186; обсуждение S206 – S179. DOI: 10.1097 / 00005344-200606001-00013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

фактов о содержании кофеина в шоколаде

Ежегодно во всем мире люди съедают около трех миллионов тонн какао-бобов в виде шоколада.Многие люди никогда не считали, что содержание кофеина в шоколаде играет значительную роль в их жизни.

Шоколад изготавливается из какао-бобов (также называемых какао-бобами), которые содержатся в стручках, растущих на стволе и нижних ветвях дерева какао, латинское название которого «Theobroma Cacao» буквально означает «пища богов». Деревья какао — тропические деревья. растения, произрастающие в Африке, Центральной и Южной Америке и некоторых частях Азии с жаркой погодой (в пределах 20 градусов широты от экватора).

Шоколад, полученный из какао-бобов, является слабым стимулятором.Он содержит два стимулирующих метилксантина (класс молекул алкалоидов), значительное количество теобромина (и теофиллина) и небольшое количество кофеина. Легкий стимулирующий эффект шоколада, кажется, в большей степени связан с комбинацией теобромина и теофиллина, чем с кофеином.

Как правило, кофеин и теобромин по-разному действуют на разных людей. Теобромин относительно мягкий и помогает поднять уровень серотонина, вызывая действительно приятный побочный эффект — хорошее самочувствие в течение длительного периода времени.Кофеин является более сильным стимулятором и относительно быстро действует как средство для пробуждения. По сравнению с кофеином теобромин обладает примерно четвертью стимулирующей силы.

Однако шоколад содержит слишком мало этих соединений, чтобы создать эффект, подобный порции, равной кофе. Типичные какао-бобы содержат менее 1/20 кофеина, присутствующего в кофе (от нуля до 1000 частей на миллион кофеина в зерне).

Содержание кофеина в какао-бобах зависит от типа бобов и степени ферментации.

Кофеин в стручках какао содержится в основном в оболочке или мембране, которые покрывают какао-бобы. Какао-бобы, с которых была удалена окружающая мембрана перед обработкой, почти не содержат кофеина. Как правило, шоколад, приготовленный из более дорогих зерен, будет более высокого качества и практически не будет содержать кофеина. Кроме того, из шоколада можно удалить кофеин.

Так почему мы должны беспокоиться о наличии кофеина в шоколаде?

Кофеин может вызывать привыкание, но в шоколаде недостаточно кофеина, чтобы назвать его «вызывающим привыкание».

Нам не нужно беспокоиться о содержании кофеина в шоколаде, если только кофеин сам по себе не является для нас проблемой. По сравнению с обычными источниками кофеина, количество кофеина, содержащегося в шоколаде, не оказывает большого влияния на большинство людей.

Молочный шоколад содержит от 3,5 до 6 мг кофеина на унцию. Это примерно от 12 до 21 мг кофеина на 3,5 унции или 100 г шоколада (от 155 до 200 теобромина).

Плитка молочного шоколада 30 г содержит примерно столько же кофеина, сколько чашка кофе без кофеина.

Темный шоколад может содержать от 5 до 20 мг кофеина на унцию шоколада. Это примерно от 17,5 до 70 мг на 100 г шоколада. Но некоторые темные конфеты могут содержать до 160 мг на 100 г.

Нам все еще нужно съесть батончик полусладкого на восемь унций, чтобы приблизиться к содержанию кофеина в чашке настоящего кофе.

Средняя чашка молочного шоколада на 8 унций содержит около 4 мг кофеина.

Средний стакан шоколадного молока на 8 унций содержит такое же количество кофеина, как и чашка кофе без кофеина.

Чашка горячего какао на 8 унций содержит от 3 до 13 мг кофеина.

Белый шоколад не содержит кофеина, так как не содержит твердых веществ какао. Его можно есть людям, которые не могут употреблять кофеин по медицинским показаниям.

Для сравнения: (для средней чашки на 8 унций)

Чашка обычного кофе содержит от 65 до 150 мг кофеина.

Чашка чая может содержать от 15 до 100 мг кофеина.

Чашка какао-напитка может содержать от нуля до 25 мг кофеина.

Примечание. Все цифры являются приблизительными, на этом сайте не предоставляются медицинские консультации, диагностика или лечение.

Факты о продуктах питания и мелочи: Кофеин

Основными источниками кофеина являются чай, кофе, кола (кола), какао (шоколад), гуарана, мате и их родственники. Все они были открыты и использованы первобытным человеком.
* информацию о других растительных источниках кофеина см. Ниже.

Чрезмерное потребление кофеина может привести к повышению артериального давления, учащенному дыханию и учащенному сердцебиению, диарее и бессоннице.

Ученый-молекулярник из Северной Каролины Роберт Боханнон разработал «Buzz Donuts» и «Buzzed Bagels» — пончики и рогалики с кофеином. Они содержат кофеин, эквивалентный 2 чашкам кофе. (январь 2007 г.)

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КОФЕИНА — Напитки

Кофе (чашка 5 унций)
Капельный метод — 110-150 мг
Перколированный — 65-125 мг
Растворимый — 40- 110 мг

Чай (чашка на 5 унций)
Заварка за 1 минуту — 10-35 мг
Заварка за 3 минуты — 20-45 мг
Чай растворимый — 12-30 мг

Безалкогольные напитки (12 унций.банка)
Coca Cola — 45 мг
Pepsi Cola — 39 мг
Dr Pepper — 40 мг
Mountain Dew — 54 мг

СОДЕРЖАНИЕ КОФЕИНА — ШОКОЛАД

Белый шоколад Плитка на 3 унции или 1 чашка чипсов
Кофеин 0,0 мг
Теобромин 0,0 мг

Шоколад для выпечки, несладкий 1 унция
Кофеин 57,120 мг
Теобромин 346,360 мг

Полусладкий шоколад 1 унция (шоколадная стружка)
Кофеин 17.577 мг
Теобромин 137,781 мг

Молочный шоколад Батончик 1,55 унции
Кофеин 11,440 мг
Теобромин 74,360 мг

Смесь какао 1 конверт / 3 ч.л. 1 столовая ложка
Кофеин 12,420 мг
Теобромин 111,078 мг

Содержит ли рожковое дерево кофеин?
Рожковое дерево само по себе не содержит кофеина.Тем не менее, он содержит следы теобромина, и теобромин иногда добавляют в рожковое дерево.

Теобромин относится к кофеину, но является более мягким стимулятором. Это стимулятор, содержащийся в шоколаде.

(Сто граммов рожкового дерева не содержат кофеина и содержат только три миллиграмма теобромина; 100 граммов шоколада содержат 180 миллиграммов кофеина и 2320 миллиграммов теобромина.)

Из-за небольшого количества теобромина, связанного с кофеином, и Поскольку рожковое дерево иногда используется в сочетании с шоколадом, большинство источников на всякий случай называют рожковое дерево альтернативой с низким содержанием кофеина.

* 13 октября 2006 г. Электронное письмо от Джона Кинга
Привет! Просто поправка на ваш комментарий относительно кофеина. Кофеин также содержится во многих членах ботанического семейства Rhamnaceae. Особенно это касается листьев, ветвей и стеблей родов Ceanothus и Rhamnus.

Единственный вид Ceanothus, встречающийся в естественных условиях на Восточном побережье, исторически известен как чай Нью-Джерси. Это был заменитель чая после Бостонского чаепития. Другие виды очень многочисленны в западных штатах; как и представители близкородственного рода Rhamnus.Последние часто называют кофейными ягодами. Плоды и семена действительно напоминают кофе по внешнему виду; и содержат кофеин. Я знал, что олени пристрастились к поеданию растения. И да, все они широко использовались коренными американцами в качестве стимулирующего чая; хотя некоторые виды рамнусов были слабительными или слабительными (каскара).

Виды Ledum из семейства вересковых или вересковых, Ericaceae, давно не зря называют лабрадорским чаем. Наконец, Paullinia cupana, Sapindaceae, является источником гуараны и активным ингредиентом коммерческого продукта Zoom.Он содержит столько же кофеина, сколько кофе, и теобромина, как какао. Его по-прежнему собирают в дикой природе Амазонки, поскольку никто не разработал эффективных средств для его выращивания за пределами его естественного ареала. В Бразилии люди часто добавляют ложку этого кофе или больше в утренний эспрессо; и танец начинается ….
Джон Кинг

БЕСПЛАТНЫЕ журналы
и другие публикации
Обширный выбор бесплатных журналов и других публикаций

FOOD TRIVIA и FOOD FACTS

Пожалуйста, не стесняйтесь ссылаться на любые страницы FoodReference.com с вашего сайта.
Для получения разрешения на использование любого из этих материалов, пожалуйста, адрес электронной почты: [адрес электронной почты защищен]
Все содержимое защищено авторским правом © Джеймс Т. Элер, 1990 — 2020 гг., И www.FoodReference.com, если не указано иное.
Все права защищены. Вы можете копировать и использовать части этого веб-сайта только в некоммерческих личных целях.
Любое другое использование этих материалов без предварительного письменного разрешения неуместно и нарушает авторские права.
Найдите время, чтобы запросить разрешение.

КУЛИНАРНЫЕ ШКОЛЫ
И КУХНИЧЕСКИЕ КЛАССЫ
От любительских и базовых кулинарных мастерских до профессиональных поваров и степеней

FoodReference.com (с 1999 г.)

FOOD TRIVIA и FACT FACTS РАЗДЕЛ

Воздействие на здоровье и риски кофеина, теобромина и теофиллина

Функциональные пищевые продукты (продукты с известными биологически активными свойствами) показали потенциал для профилактического и терапевтического лечения. Однако этот потенциал должен быть определен с осторожностью, прежде чем они выйдут на коммерческий рынок. В то же время исследования в области питания трансформируются в область, основанную на данных, со ссылкой на идентификацию и разработку функциональных пищевых продуктов из-за большого количества переменных, влияющих на биохимию пищевых продуктов в организме человека.В этом томе представлены обзоры последних достижений в области пищевой химии, пищевых технологий и исследований в области нутрицевтики (для диетотерапии и косметики).

Главы этого тома охватывают широкий спектр тем:
— открытие и разработка лекарств в современной индустрии нутрицевтиков,
— последние разработки в области экстракции, идентификации и количественного определения биоактивных пептидов в пищевых продуктах,
— концепции биодоступности, биодоступности, биологической активности, биоэффективности и биоконверсии биологически активных пищевых продуктов,
— синтетические пути получения биоактивных соединений,
— роль нутригеномики в идентификации ключевых клеточных функций посредством конкретных генетических и эпигенетических взаимодействий с питательным веществом,
— противораковые свойства важных биологически активных компонентов лекарственных растений,
— влияние диеты, основанной на различных биологически активных продуктах, на профилактику и лечение диабета,
— антиоксидантное действие на сердечно-сосудистые заболевания,
— благотворное влияние биоактивных продуктов на метаболический синдром,
— потенциал тауроурсодезоксихолевой кислоты в профилактике и лечении нейродегенеративных заболеваний,
— влияние натуральных фитохимических веществ на рак простаты,
— влияние метилксантинов (кофеина и др.) и кулинарных методов на физиологические и токсикологические эффекты биологически активных компонентов пищи.Этот сборник является идеальным справочником для студентов-фармацевтов, диетологов, медицинских работников и специалистов по исследованиям и разработкам в области нутрицевтики, интересующихся функциональными продуктами питания.

[Введение в серию]
Frontiers in Bioactive Compounds публикует отредактированные обзоры по анализу и характеристике природных соединений, представляющих медицинский интерес. В каждом томе содержится полезная информация о различных природных источниках, а также об аналитических методах. Эта серия статей предназначена для химиков-аналитиков и медицинских химиков, а также специалистов, занимающихся исследованиями и разработками натуральных и фармацевтических продуктов.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

молекул | Бесплатный полнотекстовый | Взаимосвязь между структурой и биоактивностью метилксантинов: попытка понять все обещания и недостатки

1. Введение

Ксантины — это соединения, которые производятся как растениями, так и животными. Несмотря на принадлежность к семейству пуринов, они еще не изучены так тщательно, как другие вещества, участвующие в метаболизме. Ксантин на самом деле обычно считается точкой конвергенции метаболизма пуриновых оснований, поскольку и адениновые, и гуаниновые нуклеотиды сходятся в этом общем промежуточном соединении [1,2].Ксантин участвует в катаболизме нуклеотидов и нуклеиновых кислот, поскольку он является предшественником мочевой кислоты, конечным продуктом катаболизма пуринов [3]. Метилированные ксантины (или метилксантины) производятся в значительных количествах в ограниченном количестве ботанические виды, включая чай (Camellia sinensis L.), кофе (Coffea sp.) и какао (Theobroma cacao L.), о чем мы подробнее поговорим в разделе 3 этого обзора. Наиболее актуальными метилксантинами являются кофеин, теобромин и теофиллин.Было высказано предположение, что растения начали биосинтез метилксантинов в качестве защиты от патогенов и хищников, а именно насекомых [4,5]. Потребление метилксантина стало широко распространенным в настоящее время и началось очень давно. Исторические и антропологические данные предполагают, что это может быть результатом поисков людьми продуктов питания / напитков, содержащих питательные вещества и / или вещества с добавленной стоимостью с точки зрения благополучия, помимо калорий [6]. Фактически, помимо более распространенных кофе, чая или какао, в различных культурах использовались другие напитки, содержащие метилксантин, например теджате, который церемониально использовался в Мексике с доиспанских времен [7].Кофеин и теофиллин (обычно в меньших количествах) присутствуют в кофе, чае, напитках кола и шоколаде. Теобромин также присутствует в шоколадных продуктах и ​​чае, а также является метаболитом кофеина у людей и других видов животных. Параксантин, еще один важный метаболит кофеина, в естественных условиях не содержится в пищевых продуктах [8]. Помимо исторически распространенных источников метилксантина, есть и другие продукты, пользующиеся большим спросом в обществе и заслуживающие пристального внимания.Так обстоит дело с энергетическими напитками и многими пищевыми добавками, в состав которых входят эти ингредиенты, которые сейчас процветают в западных обществах.

Существует ряд широко распространенных мифов о метилксантинах. Принимая условие, что умеренное потребление кофе составляет от 1 до 3 чашек в день (что составляет примерно 300 мг, если рассматривать растворимый кофе), а высокое потребление — от 3 до 6 чашек (до 600 мг / день), один первый довольно распространенный миф подсказывает умеренное потребление. Некоторые считают, что потребление кофеина граничит с опасностью.Поэтому есть те, кто воздерживается от употребления кофе и других напитков, содержащих кофеин, исходя из предположения, что кофеин (только) вреден для вас, и что кофеин не имеет положительных эффектов. Этот миф будет развенчан позже в этом обзоре. Другой распространенный миф заключается в том, что кофе без кофеина вообще не содержит кофеина, хотя на самом деле он все еще содержит его, хотя и в значительно меньших количествах (обычно <5% от количества, содержащегося в кофе с кофеином). Другим распространенным заблуждением является общественное восприятие содержания кофеина в чае, который обычно считается высоким в черном чае, ниже - в зеленом и почти ничего не в белом чае, хотя на самом деле уровни кофеина могут перекрываться в разных типах чая.

Кофеин — это более тщательно изученный метилксантин на сегодняшний день, что отражает распространенность его потребления в современном обществе. Кофеин был впервые выделен из чая и кофе в начале 1820-х годов [9], и это, вероятно, один из самых ранних известных примеров функциональных ингредиентов, востребованных потребителями. Кофеин широко воспринимается как стимулятор центральной нервной системы (ЦНС), и, несмотря на множество связанных с этим мифов, его использование было культурно приемлемым на протяжении веков. Он действует как стимулятор коры головного мозга, и его обычно ищут те, кто ищет общее ощущение умственной энергии, с повышенной осознанностью и бодрствованием, улучшенным ясным мышлением и уменьшением утомляемости [10,11].Кофеин получил много внимания даже со стороны спортивных регулирующих органов. Сообщается, что он улучшает широкий спектр упражнений, от упражнений, основанных на взрывной силе [12], до краткосрочных упражнений высокой интенсивности [13,14], до упражнений, которые зависят от аэробной активности и выносливости [15,16, 17], а его использование регулировалось Международным олимпийским комитетом (положительный контроль более 12 мг / мл мочи) [18]. Что касается теофиллина, он показал себя многообещающим в качестве стимулятора ЦНС, хотя в основном используется в терапии респираторных заболеваний. (а именно хроническая обструктивная болезнь легких и астма [19]).Он также был предложен как мочегонное средство [20]. Теобромин продемонстрировал значительно меньшую активность в ЦНС, чем кофеин и теофиллин, возможно, из-за физико-химических свойств, которые препятствуют его распределению в ЦНС [21].

Здесь мы пытаемся выполнить комплексную компиляцию имеющихся данных о физиологических эффектах метилксантинов, уделяя особое внимание кофеину, теофиллину и теобромину. Мы рассмотрим доступную литературу, сосредоточив внимание на взаимосвязях между структурой и активностью, которые подтверждают как полезные, так и токсические эффекты, контекстуализируем, где сейчас находится фармакологическое применение метилксантина, и предвидим будущие разработки и применения.

3. Природные источники метилксантинов и биосинтез

Метилксантины обнаружены почти у 100 видов 13 отрядов растительного мира [27,28]. Содержание кофеина в кофеине оценивается от 0,4 до 2,4% от сухого веса [29]. Содержание кофеина в молодых листьях побегов Camellia sinensis, Camellia assamica и Camellia taliensis составляет 2–3% от сухого веса, а у Camellia kissi оно составляет менее 0,02% [9]. В чае (настое) содержание кофеина может достигать 1.0% и 3,5% композиции [30,31]. Несмотря на то, что кофеин обычно является основным пурином, присутствующим в чае, некоторые виды камелий накапливают теобромин вместо кофеина, хотя какао (Theobroma cacao) является основным естественным источником этого метилксантина. Теобромин фактически является преобладающим в семенах какао, составляя 1,9% [9]. Хотя значительное количество кофеина и теобромина можно потреблять из пищевых источников (кофе, чай, напитки с колой и шоколад), считается, что только относительно небольшие количества теофиллина поступают из одних и тех же источников [8].Теофиллин содержится в чае и в незначительных количествах содержится в какао и кофейных зернах [19]. Сообщается, что уровни теобромина в различных типах шоколада составляют всего 0,15–0,46% [32]. Молодые листья мате (Ilex paraguariensis A. St.-Hil.) Содержат от 0,8% до 0,9% кофеина, от 0,08% до 0,16% теобромина и менее 0,02% теофиллина. Другие растения, которые, как сообщается, производят метилксантины, включают Paullinia sp. (как гуарана), Cola sp. и Citrus sp. [33,34,35,36]. Ни одно из известных растений или продуктов питания не содержит параксантин [32].В таблице 1 обобщены наиболее распространенные пищевые источники и их содержание в метилксантинах. Многие растения, содержащие метилксантины, такие как кофе, чай, мате, орехи кола и какао-бобы, обычно используются для производства напитков и продуктов питания, которые многие люди употребляют ежедневно. Чай и кофе — одни из самых потребляемых напитков в мире и два основных источника кофеина, поступающих с пищей [37]. Ожидается, что чай будет содержать меньше кофеина по сравнению с кофе [38]. В то время как кофе всегда в основном требовался от тех, кто ищет общее ощущение повышенной осознанности и пробуждения, чай всегда предлагал терапевтический оттенок.Чай представляет собой сложную смесь примерно 2000 химических соединений, в которую входят белки, полисахариды, минералы и микроэлементы, органические кислоты, лигнины, полифенолы, метилксантины и аминокислоты [39,40]. В этой сложной смеси есть много биоактивных соединений, которые, как считается, способствуют пользе для здоровья [39,41,42,43]. Считалось, что в составе чая происходят значительные изменения в зависимости от типа чая и способа его обработки [44]. Однако совсем недавно проведенное Боросом и соавторами исследование показало, что содержание кофеина в коммерческих чаях (белом, зеленом, улун, черном и пуэре) существенно не различается в зависимости от методов обработки [45].В растениях метилксантины образуются из пуриновых нуклеотидов. Ксантозин, исходный субстрат биосинтеза метилксантинов, может поставляться различными путями, которые включают биосинтез пурина de novo (путь de novo), деградацию адениновых нуклеотидов (путь AMP), цикл S-аденозилметионина (путь SAM) и гуаниновые нуклеотиды. (GMP-маршрут) [55]. Анаболизм кофеина основан на этапах, идентичных или аналогичных анаболизму других метилксантинов. Доминирующим путем производства кофеина у высших растений является путь от ксантозина до 7-метилксантозина, от 7-метилксантина, до теобромина и до кофеина [55,56].Этот путь включает последующее метилирование ксантозина, 7-метилксантина и теобромина и гидролиз рибозы из 7-метилксантозина, каждое на следующее соединение последовательности [55,57]. Предполагается, что ферменты, участвующие в последовательных реакциях, включают 7-метилксантозинсинтазу, N-метилнуклеозидазу, теоброминсинтазу и кофеинсинтазу [9,56]. Скорость биосинтеза кофеина в первую очередь регулируется индукцией или репрессией N-метилтрансфераз, с особым вниманием к 7-метилксантозинсинтазе.Следовательно, лимитирующим этапом в пути биосинтеза кофеина является начальное превращение ксантозина в 7-метилксантозин, катализируемое 7-метилксантозинсинтазой [55]. В отличие от теобромина, теофиллин является скорее катаболитом кофеина, чем его предшественником. растения. Кофеин медленно разлагается путем последовательного удаления трех метильных групп, что приводит к образованию ксантина почти во всех видах растений, образующих кофеин, причем теофиллин является промежуточным продуктом этого процесса [55].Кофеин [58], теобромин [59] и теофиллин [60] также могут быть получены химическим синтезом.

4. Извлечение, идентификация и количественная оценка

Для определения профиля метилксантинов в пробах многих различных типов и источников использовалось множество различных технических подходов. Фактически, очень легко найти множество предложенных протоколов для одновременного определения основных метилксантинов (кофеина, теобромина и теофиллина) в продуктах питания, напитках и даже биологических жидкостях.

Начиная с пробоподготовки, сообщалось о нескольких различных протоколах предварительной обработки для устранения нежелательного влияния матрицы в определениях, включая жидкостно-жидкостную экстракцию [61,62,63,64,65,66], твердофазную экстракцию [67, 68,69,70,71] и даже экстракцию с помощью микроволн [72]. После предварительной обработки неочищенного образца экстракция метилксантином может быть достигнута с помощью процесса, включающего последовательную водную экстракцию сырья с последующей экстракцией органическим растворителем. Сообщалось, что вода является хорошим растворителем для метилксантинов, хотя и очень неселективной [73].Жидкая экстракция с использованием таких растворителей, как метиленхлорид, хлороформ, метанол и н-гексан, использовалась для экстракции метилксантина из природных растений [44,74,75,76,77]. Однако большинство из недавно предложенных методов предварительной обработки перед аналитическими процедурами довольно просты. В случае жидких образцов (например, чая) иногда возможно прямое нанесение образца [50,78,79]. В случае твердых образцов (порошки, шоколад, листья) небольшое количество (в диапазоне граммов) иногда просто добавляют и экстрагируют в нагретой (иногда кипящей) перемешиваемой воде с последующей фильтрацией [50,71,79,80] .После стадий предварительной обработки и экстракции для анализа и количественного определения основных метилксантинов был использован широкий спектр аналитических методов, включая капиллярную газовую хроматографию (ГХ) [81], газовую хроматографию-масс-спектрометрию (ГХ-МС) [82 , 83], спектрофотометрия [77,84,85,86], спектрометрия комбинационного рассеяния Фурье [87], спектрофлуориметрия [88,89], инфракрасная спектрофотометрия с преобразованием Фурье [90], капиллярный электрофорез (КЭ) [91,92, 93] и мицеллярный электрокинетический электрофорез (MEKC) [94,95,96], вольтамперометрия [97,98], радиоиммуноанализ (RIA) [99,100], тонкослойная хроматография (TLC) [68,101,102], ионообменная хроматография [103] и даже твердофазное ультрафиолетовое зондирование [104].Сверхкритическая флюидная экстракция, в частности с использованием сверхкритического диоксида углерода и этанола, оказалась эффективным методом анализа метилксантина из ряда различных образцов / источников (семена гуараны, листья мате и какао-бобы) [73]. Однако жидкостная хроматография (ЖХ), а точнее высокоэффективная жидкостная хроматография с обращенной фазой (ОФ-ВЭЖХ), была наиболее распространенным методом выбора, используемым для определения и количественного определения метилксантина. Определение ВЭЖХ может зависеть от многих различных режимов элюирования и подвижных фаз, а также от детекторов.Спектрофотометрическое обнаружение (DAD или УФ, около 273 нм, длина волны, обычно используемая для обнаружения ксантинов [40,105]) является наиболее часто используемым, но также применялись амперометрическое [106] и масс-спектрометрическое обнаружение [107,108,109]. Методы разделения и количественного определения ВЭЖХ, нацеленные на одновременный анализ основных метилксантинов в образцах, основаны на использовании разделительных колонок C18 и подвижных фаз с различным составом, включая различные комбинации нескольких растворителей, причем наиболее часто используются смеси вода + метанол / этанол. + уксусная кислота [50,78,108] или вода + ацетонитрил [44,71,109].Эффективное разделение было достигнуто с помощью изократических [50,71,78,79,108] или градиентных [40,44,109] профилей элюирования. Последние технические достижения включают использование методов ВЭЖХ в сочетании с масс-спектрометрическим детектированием. Эти подходы очень удобны, поскольку они предоставляют структурную информацию и однозначную идентификацию соединений. Эти масс-спектрометрические подходы используют ионизацию электрораспылением в положительном режиме (ESI) и могут полагаться на мониторинг нескольких реакций (MRM) для каждого из целевых видов метилксантина для идентификации и количественного определения, отслеживая два массовых перехода (исходный ион и ион продукта) для каждого аналита. [109].Несколько ионов [M + H] ⁺ были предложены для целей идентификации и количественной оценки [110,111] (Таблица 2).

5. Молекулярные мишени и взаимосвязь структура-активность

Сообщалось, что все природные метилксантины обладают фармакологическими эффектами, эффективность которых может определяться самой структурой соединения, видами, органом-мишенью и идиосинкразиями метаболизирующей ферментной системы [ 32]. Было описано несколько систематических эффектов основных метилксантинов у человека.Кофеин стимулирует ЦНС и дыхательную систему, в то время как теофиллин менее эффективен для этих целей, а теобромин считается практически неактивным в этом отношении [112]. Теофиллин более эффективен, чем кофеин, при сердечной стимуляции, расширении коронарных артерий и расслаблении гладких мышц. Что касается теобромина, он, как правило, менее активен, чем кофеин или теофиллин [112], хотя, как сообщается, он является мощным стимулятором сердечной деятельности, поскольку фактически ранее использовался у людей в качестве расширителя коронарных артерий (суточные дозы 300-600 мг. ) [113].Относительные силы этих метилксантинов в отношении вышеупомянутых фармакологических эффектов суммированы в таблице 3. Что касается параксантина, его фармакологические эффекты и токсикологическая активность на эти системы органов были признаны незначительными [32]. Доступные данные помогли построить взаимосвязь между эффективностью. каждого метилксантина (как представлено в таблице 3) и место, где происходят замены в основной молекулярной структуре ксантина [115] (рисунок 2). Эти свидетельства подразумевают, что строгие отношения структура-активность модулируют различительные стимулы, вызываемые метилксантинами на эти специфические физиологические эффекты.Некоторые из положительных эффектов метилксантинов могут быть связаны с антиоксидантными свойствами, приписываемыми этим соединениям. Исследования показывают, что кофеин является эффективным поглотителем гидроксильных радикалов и алкоксильных радикалов [123], и это может поддерживать антиоксидантную роль, предлагаемую для этого соединения в защите от повреждения клеток за счет уменьшения перекисного окисления липидов [124,125]. Помимо кофеина, теобромин (и ксантин) также обладают антиоксидантными свойствами и способны связывать и восстанавливать Cu (II) до Cu (I).Было высказано предположение, что эти свойства кофеина и его метаболитов вносят вклад в общие химиопрофилактические свойства напитков, содержащих кофеин, таких как чай [126]. Несмотря на положительные эффекты, которые могут возникать благодаря антиоксидантным свойствам метилксантинов, их фармакологическая активность обычно связана с другими физиологическая деятельность. Обычно предлагается четыре различных механизма для опосредования фармакологической активности метилксантина на клеточном уровне: антагонизм аденозиновых рецепторов, ингибирование фосфодиэстеразы, модуляция действия рецептора ГАМК и регуляция внутриклеточного уровня кальция [127, 128, 129, 130, 131, 132] (Рисунок 3).Наиболее важный механизм действия метилксантинов включает блокирование аденозиновых рецепторов и конкурентное ингибирование действия аденозина в клетках. Это ингибирование приводит к увеличению высвобождения гормонов, таких как норэпинефрин, дофамин и серотонин [133]. Существует четыре различных типа рецепторов аденозина и их широкое распространение, что соответствует предположению о наличии аденозина в каждой клетке, хотя и с различной экспрессией клетка / ткань. Аденозин может оказывать множественное действие на центральную нервную систему, а также на сердечно-сосудистую и даже другие системы, все в зависимости от активации аденозиновых рецепторов.Рецепторы аденозина классифицируются по их способности уменьшать или увеличивать внутриклеточную концентрацию цАМФ. Рецепторы A ₁ и A ₃ связаны с белками G _i , и их стимуляция приводит к снижению внутриклеточных уровней цАМФ. Напротив, стимуляция рецепторов A _2A и A _2B увеличивает уровни цАМФ через Gs-белки [134, 135]. Метилксантины способны ингибировать все четыре подтипа аденозиновых рецепторов (A ₁ , A _2A , A _2B и A ₃ ), но считается, что большая часть их действия опосредована ингибированием A ₁ и типы рецепторов A _2A (ингибирование в диапазоне мкМ) [11].Взаимосвязь между структурой и активностью метилксантинов в их антагонизме с аденозином была впервые изучена Грин и Стэнберри в конце 70-х годов [136]. Эти авторы продемонстрировали, что 1-метильная группа имеет решающее значение для ингибирующих эффектов, проявляемых на уровне рецептора аденозина (увеличивает активность от отсутствия до измеримой), и интерпретировали свои результаты на основе аллостерического, а не конкурентного антагонизма. И кофеин, и теофиллин являются мощными ингибиторами аденозиновых рецепторов в человеческом мозге.Однако было предложено, что теофиллин и параксантин имеют несколько более высокое сродство, чем кофеин, к рецепторам аденозина A ₁ , A _2A и A _2B [137,138,139,140], а также являются слабыми антагонистами для рецепторов аденозина A ₃ подтип рецептора [19,141]. В то время как действие различных метилксантинов не так сильно отличается в случае аденозиновых рецепторов подтипа A ₁ [142], их ингибирующая способность гораздо более разнообразна в рецепторах подтипа A ₂ (A _2A плюс A _2Б ).Значения IC ₅₀ для эффективной блокады рецепторов подтипа A ₂ составляли 45 и 98 мкМ для теофиллина и кофеина соответственно и 2500 мкМ для теобромина [143]. Теобромин (не обладающий 1-метильной группой, о которой сообщалось, что она важна для антагонизма аденозина) на самом деле имел значительно более низкое сродство, чем кофеин, к подтипам рецепторов A ₁ и A _2A [11,144,145,146]. Несмотря на все переменные структура-активность. Возможные для взаимодействия между метилксантинами и аденозиновыми рецепторами сильнодействующие и селективные антагонисты были разработаны для всех четырех подтипов рецепторов на основе структуры ксантина [147].Как правило, замены в положении C8 арильными или циклоалкильными группами показали перспективность идентификации новых антагонистов рецепторов аденозина A ₁ и A _2A [148]. Другие исследования пришли к выводу, что замещение этила в положениях N1, N3 и N7 по сравнению с заменами метила, по-видимому, увеличивает сродство к рецептору аденозина A ₁ [149]. Поскольку для некоторых людей прием метилксантина является почти хроническим заболеванием, это важно Следует отметить, что такое воздействие может вызывать эффекты, напоминающие острые эффекты агонистов аденозиновых рецепторов [150], возникающие в результате активации аденозиновых рецепторов (A ₁ и A _2A ) и адаптивных изменений, ведущих к сенсибилизации аденозиновых рецепторов [150, 151, 152 ].Метилксантины могут также действовать как неселективные конкурентные ингибиторы фосфодиэстераз [127,153,154], в частности фосфодиэстеразы-4 (PDE4) [155,156]. Обратимое ингибирование фосфодиэстераз ставит под угрозу гидролиз фосфодиэфирных связей в различных молекулах субстрата, таких как циклический аденозиновый цАМФ, предотвращая их разложение и, следовательно, повышая его концентрацию. В свою очередь, цАМФ является очень важным вторичным посредником, играющим фундаментальную роль в клеточных ответах на многие гормоны и нейротрансмиттеры [157].Было предпринято несколько попыток выяснить взаимосвязь между структурой и активностью метилксантинов и их эффективность в качестве ингибиторов фосфодиэстеразы [158]. Кофеин, теобромин и теофиллин считаются относительно слабыми конкурентными ингибиторами [159]. Однако теофиллин предположительно является более сильным ингибитором, чем кофеин [8]. Ингибирование фосфодиэстераз было предложено для обоснования бронхолитического эффекта теофиллина при лечении астмы [160]. Был разработан ряд ксантинов с удлиненным кольцом с повышенной эффективностью (в наномолярном диапазоне) [161, 162].Фактически, анализ структуры-активности показал, что метилирование по N1 метилксантинов проецируется в небольшой карман внутри фосфодиэстераз, и что боковая цепь пентоксифиллина является наибольшей дериватизацией, подходящей для этого пространства [163, 164]. Что касается предполагаемых эффектов метилксантинов в модуляции. рецепторов ГАМК, кофеин [165] и теофиллин [166], как сообщается, влияют на перенос ионов этими структурами. Более поздние исследования показали, что кофеин и теофиллин действуют как антагонисты или, возможно, обратные агонисты в бензодиазепиновых сайтах, а также взаимодействуют с сайтами пикротоксинина и ГАМК [167, 168].Группа производных ксантина была изучена с целью изучения модулирующих эффектов на связывание лигандов с бензодиазепиновыми и пикротоксининовыми сайтами рецепторов GABA _A в корковых мембранах мозга мышей, с кофеином, имеющим IC ₅₀ против [ ³ H ] -диазепам 500 мкМ. Два других производных ксантина, 1-пропаргил-теобромин и 1,3-дипропаргил-7-метилксантин, оказались в пять раз более эффективными, чем кофеин [167]. Метилксантины также были предложены для стимуляции высвобождения кальция из внутриклеточных запасов, хотя и в относительно высоких концентрациях, через активацию рианодин-чувствительных кальциевых каналов, расположенных в саркоплазматическом ретикулуме [128, 169, 170, 171, 172].Фактически, кофеин был описан как полный агонист рианодиновых рецепторов, вызывающий временные потоки Ca ²⁺ [167, 173, 174]. Исследования, направленные на выяснение взаимосвязей между структурой и активностью для эффективности / действенности ксантинов при воздействии на внутриклеточный или внутрипузырный кальций, показали, что двузамещенные ксантины (теофиллин, параксантин) неэффективны (теобромин) или менее эффективны в повышении внутриклеточного кальция, чем кофеин [171]. Несколько полусинтетических метилксантинов, включая 1-пропил-3,7-диметилксантин и 1-пропаргил-3,7-диметилксантин [171], или 1,3-диметил-7- (7-гидроксиоктил) ксантин и 3-метил-7- (7-оксооктил) -1-пропаргилксантин [175] оказался более сильнодействующим, чем кофеин.Из четырех механизмов действия, более часто предлагаемых для физиологической активности метилксантина, антагонизм к аденозиновым рецепторам должен иметь большее значение in vivo [11,159,176]. Фактически, концентрации метилксантина в плазме, достигаемые при приеме с пищей, не должны оказывать эффективного влияния на активность фосфодиэстераз и рецепторов GABA _A или высвобождение кальция [11,159,177]. В физиологических дозах (11,178) и только в фармакологических дозах (в диапазоне мМ) они могут увеличивать клеточный цАМФ за счет ингибирования фосфодиэстераз, в частности PDE4 [154,179,180,181].Только в концентрациях, превышающих терапевтические уровни, метилксантины могут взаимодействовать с рецепторами GABA _A [11,159]. Таким образом, ожидается, что метилксантины будут действовать как ингибиторы аденозиновых рецепторов только в физиологических концентрациях. Могут иметь место и другие механизмы действия, но только в особых условиях приема метилксантина, например, при использовании добавок или лекарств, богатых метилксантином [143]. Помимо более часто предлагаемых механизмов действия метилксантинов, существует несколько альтернативных и / или дополнительных цели были раскрыты совсем недавно.Например, было предложено ингибирующее действие на поли (ADPribose) полимеразу-1 (ядерный фермент, ответственный за репарацию разрывов цепи ДНК), особенно параксантином [182]. Кроме того, ферментные анализы показали, что метилксантины активны в отношении хитиназ человека [183]. Теофиллин может активировать гистоновые деацетилазы при низких терапевтических концентрациях, особенно когда их активность снижается из-за окислительного стресса [184,185], в то время как кофеин может действовать как неконкурентный ингибитор ацетилхолинэстеразы [186,187], а также, как сообщается, является мягким ингибитором моноаминоксидаза B [188].Интересно, что кофеин, теобромин и теофиллин могут образовывать нековалентные стекирующие комплексы с АТФ [189] и влиять на структуру ДНК и РНК [190,191]. Полные физиологические последствия этих взаимодействий, которые в любом случае должны происходить только при значительных концентрациях, еще не выяснены. Тем не менее, была выдвинута гипотеза, что длительное взаимодействие с ДНК и РНК после потребления продуктов, содержащих метилксантин, может индуцировать или подавлять экспрессию генов [192]. Активность метилксантина по отношению к молекулярным мишеням, очевидно, определяется достижимыми физиологическими концентрациями.Что касается фармакокинетики природных метилксантинов, считается, что они легко распределяются через жидкости организма, пересекают биологические мембраны и метаболизируются в печени [193]. Кофеин (и параксантин) демонстрируют более короткий период полураспада (4,1 и 3,1 часа соответственно), чем теофиллин и теобромин (6,2 и 7,2 часа для), а также более высокий плазменный клиренс (2,07 и 2,20 мл · мин ^-1 · кг ^{— 1} , для кофеина и параксантина, соответственно, и 0,93 и 1,20 мл · мин ( ^-1 · кг ^-1 , для теофиллина и теобромина) [194].Теофиллин имеет более низкий объем распределения в стационарном состоянии (0,44 л / кг) по сравнению с другими метилксантинами (0,63–0,72 л / кг) [194]. Сообщалось, что после приема внутрь максимальная концентрация кофеина в плазме наблюдалась через 29,8 ± 8,1 мин (после перорального приема 5 мг / кг) [195]. Существует несколько исследований, в которых сообщается о пиковых концентрациях в плазме после приема кофеина. 10,0 ± 1,0 мкг / мл было достигнуто после пероральной дозы 5 мг / кг [195], в другом исследовании сообщалось о концентрации 1,3 мкг / мл после потребления около 80 мг кофеина (чашка кофе) [196], а также концентрации в том же диапазоне были зарегистрированы после употребления 100 мг кофеина [197,198].Для теофиллина пиковая концентрация в плазме была получена в терапевтическом контексте и составила 8,4 ± 1,7 мг / л (после перорального приема дозы 5 мг / кг) [199] и 7 мг / л после введения однократной дозы 250 мг [200]. Что касается теобромина, исследований будет меньше, если мы не установим связь с потреблением шоколада. Тем не менее, пиковые концентрации от 3,7 до 8,2 мг / л были зарегистрированы после приема дозы шоколада, содержащей 240 мг, кормящими матерями [201], и значение составило 8.Сообщалось, что значение 05 мкг / мл достигается через 2 часа после введения дозы шоколада, содержащей 370 мг теобромина [202].

6. Физиологическая польза и польза для здоровья

В последние годы повышенное внимание было обращено на диетические эффекты метилксантинов. Повышенный интерес научного сообщества, пищевой промышленности, постоянных потребителей и средств массовой информации к потенциальным преимуществам потребления продуктов и напитков, содержащих метилксантин, подтвердил наличие значительного числа фундаментальных исследований и эпидемиологических подходов.

Тот факт, что метилксантины приписывают соответствующие биологические эффекты, предположительно в сочетании с относительно низкой токсичностью, оправдывает внимание, уделяемое этим соединениям, и изучение их потенциального положительного воздействия при многих заболеваниях. Фактически, фармакологические препараты, содержащие метилксантины, систематически использовались в общей медицине.

Вероятно, более очевидной мишенью метилксантинов будет нервная система. Кофеин использовался в качестве вспомогательного анальгетика в сочетании с другими распространенными анальгетиками (парацетамолом, ибупрофеном или ацетилсалициловой кислотой) [203, 204].Считается, что противовоспалительное действие метилксантинов связано с ингибированием фосфодиэстеразы и / или с механизмами антагонизма аденозиновых рецепторов [205]. Однако наиболее известным результатом употребления метилксантина (в данном случае, особенно кофеина, но не только) будет психостимулирующее действие [206, 207, 208]. Более того, когнитивные преимущества кофеина также были связаны с исследованиями как на животных, так и на людях [209, 210, 211, 212, 213]. В последнее время значительное внимание привлекло изучение потребления метилксантина в контексте нейродегенеративных заболеваний.В настоящее время это, несомненно, одна из областей, подтверждающих значительные исследования метилксантина. Фактически, регулярное употребление кофеина / кофе было связано с более низкой частотой заболеваний Альцгеймера [214 215 216] и Паркинсона [217 218 219]. Было высказано предположение, что антагонизм аденозиновых рецепторов (а именно рецепторов A ₁ и / или A _2A ) является механизмом, лежащим в основе нейрозащитных эффектов кофеина [149, 220]. Однако защита от дисфункции гематоэнцефалического барьера может представлять собой дополнительное действие, оправдывающее такие положительные эффекты [221, 222].Начиная с болезни Альцгеймера, убедительные доказательства нейропротекторной активности кофеина были собраны в ряде исследований in vitro и на животных. Фактически было показано, что введение кофеина снижает накопление амилоид-β-пептида (Aβ) в мозге у трансгенных мышей, моделирующих болезнь Альцгеймера, и в культивируемых нейронах, взятых от этих животных [223, 224, 225, 226]. Эпидемиологические исследования подтверждают связь между регулярным потреблением кофеина / кофе в среднем возрасте и снижением риска развития болезни Альцгеймера [214, 216, 227, 228, 229, 230].Однако, несмотря на все доступные ключи, механизмы, лежащие в основе нейрозащиты, инициируемой кофеином в рамках болезни Альцгеймера, хотя и очень интригуют, но, к сожалению, остаются необъясненными. Что касается болезни Паркинсона, как животных [217 231 232], так и эпидемиологических [218 233 234 235 236 237 238] исследований также указали на связь между исследованиями. потребление кофе / кофеина в среднем возрасте и снижение заболеваемости. В любом случае, что касается болезни Альцгеймера, реальный механизм, с помощью которого проявляется нейропротекция, вызванная кофеином, остается неясным.Помимо болезней Альцгеймера и Паркинсона, кофеин также показал себя многообещающим в контексте болезни Мачадо-Джозефа [239]. Интересно, что недавно было предложено удерживать пагубные эффекты в рамках болезни Хантингтона [240]. Другим контекстом, в котором метилксантины использовались с терапевтическими целями, являются респираторные заболевания. Любопытно, что каждый из основных природных метилксантинов использовался предпочтительно и с лучшими результатами при различных патологических состояниях. Кофеин используется при лечении апноэ недоношенных (и его употребление в последнее время предпочтительнее теофиллина) [241, 242, 243, 244, 245].Действие кофеина в качестве стимулятора вентиляции в основном связывают с антагонизмом аденозиновых рецепторов в центральных респираторных центрах [246, 247, 248, 249, 250, 251], хотя также может иметь место ингибирование цАМФ-зависимой фосфодиэстеразы-4 в теле неонатальной сонной артерии [252]. Что касается теофиллина, то его применяли с 1920-х годов при лечении астмы [19]. Считается, что ингибирование фосфодиэстеразы является основным механизмом бронхорасширяющих эффектов, приписываемых метилксантинам [19, 253], хотя антагонизм аденозиновых рецепторов также может быть вовлечен в терапевтические результаты лечения метилксантиновой астмы [254, 255].Некоторое время теофиллин также использовался при лечении хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), хотя в последнее время он был заменен в этом контексте другими более эффективными соединениями [256]. Наконец, было обнаружено противокашлевое действие теобромина [257], которое было связано с ингибированием активности фосфодиэстеразы и антагонизмом рецепторов аденозина A ₁ [257, 258]. Хотя всегда были опасения относительно эффектов метилксантинов (а именно кофеина) Что касается сердечно-сосудистых параметров, то сейчас принято считать, что умеренное потребление кофеина не влияет отрицательно на эти функции [133, 259].Сообщалось, что метилксантины обладают сосудорасширяющим действием [114] и улучшают микроциркуляцию крови [260, 261]. Эти эффекты предположительно опосредованы повышением уровня цАМФ за счет ингибирования активности фосфодиэстеразы [259]. Фактически, метилксантины приписывают положительный эффект на сердечно-сосудистую систему, что подтверждает их фармакологическое использование при лечении застойной сердечной недостаточности и ангинозного синдрома [262]. Более того, эпидемиологические исследования предоставили доказательства кардиозащитного действия напитков, содержащих метилксантин, в снижении риска ишемической болезни сердца и инсульта [263, 264, 265].Интересно, что теобромин (через потребление шоколада), как было показано, увеличивает холестерин липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) и снижает холестерин липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в плазме [266, 267, 268, 269, 270, 271]. Этот эффект не зависит от интерференции аденозиновых рецепторов [192] и, по-видимому, связан с повышенными уровнями аполипопротеина-A-I [271]. Другой интригующей областью, которая мотивировала интересные исследования метилксантина, является область ожирения. Сообщалось, что метилксантины ингибируют повышение процентного содержания жира в организме у крыс на стадии развития [272].В других сообщениях предполагалось, что три основных встречающихся в природе метилксантинов (кофеин, теофиллин и теобромин) обладают липотропным эффектом [273], а метилксантины действительно способствуют липолизу in vitro [274, 275, 276, 277]. Более того, было высказано предположение, что потребление кофеина обратно связано с увеличением массы тела у людей [278, 279]. Метилксантины, а именно теофиллин и кофеин, давно известны своим мочегонным и натрийуретическим действием [280 281]. Было высказано предположение, что блокада аденозиновых рецепторов [282,283] и ингибирование фосфодиэстеразы являются механизмами, участвующими в этих эффектах [284,285].Другой областью, в которой метилксантины были связаны с предполагаемым положительным действием, является диабет. Регулярное употребление кофе [286 287 288 289 290 291 292 293 294] и чая [295 296] связано со снижением заболеваемости сахарным диабетом 2 типа. Однако кофеин может не быть основным биологически активным соединением, присутствующим в этих напитках, которое отвечает за такие защитные эффекты [294 297 298]. В любом случае метилксантины должны быть способны активно модулировать метаболизм глюкозы [299], поскольку секреция инсулина обеими клетками поджелудочной железы [300] и выход глюкозы в печени [301] зависят от внутриклеточных уровней цАМФ.Метилксантины также приписывают соответствующее противораковое действие и потенциал. В ряде исследований, проведенных на животных [302,303,304,305,306,307,308,309], и на ряде линий раковых клеток [310,311] было показано, что кофеин может благотворно влиять на несколько типов рака. Эффект кофеина должен зависеть от остановки клеточного цикла фазы G0 / G1 в раковых клетках [312]. Помимо кофеина, противоопухолевым потенциалом обладают теофиллин [313,314,315] и теобромин [155,316,317,318].Помимо прямого противоопухолевого эффекта, метилксантины также проявляют способность действовать как действительные синергетические методы лечения рака. Фактически, они использовались в медицине в качестве адъювантного лечения, способствуя сенсибилизирующему эффекту при введении вместе с химио- [319,320,321,322,323,324,325,326] и лучевой терапией [327,328,329]. Считается, что синергетическое действие метилксантинов при введении вместе с другими традиционными методами лечения рака происходит в первую очередь за счет стимулирования остановки или отмены контрольных точек клеточного цикла, а именно контрольной точки G2 / M [330,331,332,333,334], что приводит к нарушению восстановления поврежденной ДНК.Фертильность (в частности мужская фертильность) — еще одна сфера, в которой можно ожидать положительных результатов применения метилксантина. Было показано, что кофеин улучшает питательную поддержку сперматогенеза клетками Сертоли [335]. Сообщалось также, что метилксантины обладают положительным действием на транспорт Са ²⁺ в сперматозоидах [336] и в регуляции уровней цАМФ, что может коррелировать с повышенной подвижностью [337,338]. Напитки, содержащие метилксантин (а именно белый чай [339]) и сам кофеин [340], также были признаны полезными добавками в контексте хранения спермы и оплодотворения in vitro.Помимо всех вышеупомянутых эффектов, метилксантины также были спорадически связаны с положительными эффектами в других контекстах. Метилксантины также указывают на положительное влияние метилксантинов на печеночную (холестатическое поражение печени [341] и гепатит C [342]), почек (при мочево-кислотном нефролитиазе [343]) и глазное (миопия [344,345]), но исследований все еще мало. и не обосновывайте отдельный раздел для каждого, по крайней мере, на данный момент.

7. Недостатки и токсичность

Несмотря на все существенные достоинства метилксантинов, раскрытые в предыдущем разделе, факт остается фактом, что некоторые тени беспокойства, кажется, приходят вместе с этими преимуществами.К счастью, недостатки кажутся более ограниченными, чем обещания.

Наиболее серьезные опасения по поводу потребления метилксантина в настоящее время связаны с пренатальным воздействием. Несколько исследований, проведенных на животных, выявили пагубное действие метилксантина во время беременности, связанное с задержкой развития потомства [346 347 348]. Что касается людей, эпидемиологические исследования, включающие анализ влияния употребления кофеина / кофе на параметры беременности, совершенно не последовательны, некоторые не учитывают опасения [349,350,351,352,353], в то время как другие сообщают о пагубных последствиях для развития, риска выкидыша и случаев пороков развития [354,355,356,357,358] .Опасения кажутся законными, и потребление метилксантина беременными женщинами следует ограничивать и контролировать, особенно у будущих матерей более старшего возраста [359]. Еще один аспект, вызывающий беспокойство по поводу метилксантинов, касается мужской фертильности, что несколько противоречит благоприятным эффектам, представленным в предыдущем разделе. Исследования на животных показали, что введение кофеина, теофиллина и теобромина может вызывать атрофию яичек и асперматогенез [360, 361], хотя механизмы остаются неизвестными. Токсичность метилксантинов может сильно варьироваться в зависимости от конкретного соединения и рассматриваемого животного (Таблица 4).У крыс LD ₅₀ s составляет 200 мг / кг для кофеина, 206 мг / кг для теофиллина и 950 мг / кг для теобромина [114]. У людей эти значения относительно близки к значениям у крыс с LD ₅₀ ‘s 192 мг / кг для кофеина и 1000 мг / кг для теобромина. Острая токсичность для человека по отношению к метилксантинам очень низка. Например, для кофеина уровень острой токсичности должен составлять около 10 г / день, что сопоставимо с употреблением 100 чашек растворимого кофе [362]. Важно отметить, что на самом деле люди различаются по своей чувствительности к метилксантинам, и некоторые из этих колебаний могут быть генетически обусловлены [363,364,365].Умеренное потребление кофеина в настоящее время считается довольно безопасной привычкой [366, 367]. Однако могут возникать эффекты острой токсичности кофеина, связанные с чрезмерным потреблением, и они хорошо описаны. Измененные параметры дыхания, желудочно-кишечные расстройства, бессонница, нервозность, головная боль, тахикардия, аритмия, тошнота, судороги [133,368] могут быть вызваны интоксикацией кофеином. Сообщения о смерти от кофеина необычны и предполагают довольно высокие концентрации [133, 369]. Что касается хронических эффектов, они могут включать дисфункцию печени, мускулатуры, желудочно-кишечного тракта и почек [133, 370].В более крайних случаях симптомы могут включать миопатию, гипокалиемию, мышечную слабость, тошноту, рвоту, диарею и потерю веса [207,371]. Еще одна проблема, связанная с хроническим потреблением кофеина, связана с тем, вызывает ли он зависимость или нет. Мнения действительно разнятся, но веский аргумент в пользу тех, кто утверждает, что кофеин не вызывает зависимости, приводится в цитируемых исследованиях, которые показывают, что этот метилксантин не активирует схемы зависимости мозга [372 373]. Теофиллин обычно считается более сильным токсическим действием. чем кофеин [370].Отравление теофиллином может проявляться головной болью, тошнотой, рвотой, повышенной секрецией кислоты и гастроэзофагеальным рефлюксом [19] и даже судорогами и сердечной аритмией при более высоких концентрациях [8,19]. Теобромин имеет даже более высокие летальные дозы при пероральном приеме, чем кофеин для людей [143], и исследования свидетельствуют о его общей безвредности [374]. Однако это может быть довольно опасно для других млекопитающих, наиболее ярким примером которых являются собаки [258, 375]. Поскольку общепринято считать, что теобромин в целом безвреден для человека, исследования, посвященные его хроническим эффектам, ограничены.Однако мы обнаружили исследование, связывающее нежелательные побочные эффекты (потливость, дрожь и сильные головные боли) с длительным потреблением значительных количеств какао-продуктов (≈100 г какао-порошка в день) [376]. Что касается параксантина, то он также считается довольно безвредным для человека [32].

8. Выводы

Метилксантины были более или менее заметной частью рациона человека на протяжении веков, и тот факт, что они являются фармакологически активными соединениями, был раскрыт, по крайней мере, около века назад.С тех пор был обнаружен ряд молекулярных мишеней, раскрывающих сложную химию метилксантинов на клеточном уровне. Такое разнообразие молекулярных (и физиологических) воздействий, обобщенных в Таблице 5, мотивировало значительное количество научных усилий, которые привели к далеко идущим последствиям для биомедицинских исследований. Кажется справедливым ожидать, что эта тенденция сохранится еще какое-то время, поскольку обещание, проявленное этими соединениями в некотором терапевтическом контексте, неопровержимо, и факт в том, что еще есть над чем поразмыслить и прояснить.

В любом случае, учитывая то, что уже подвергалось воздействию ранее, кажется разумным считать, что преимущества, которые метилксантины могут представлять для физиологии человека, в значительной степени превосходят возможные пагубные последствия. Не следует сбрасывать со счетов опасения по поводу возможных пагубных последствий для фертильности и пренатального воздействия, хотя другие опасения по поводу токсичности должны возникать только в результате эксцентрического приема или, возможно, фармакологических доз. Следует также учитывать идиосинкразические переменные, что усложняет прогнозирование токсичности метилксантина.Вредные эффекты, которые могут быть определены идиосинкратически, включают нарушения сна или нарушение метаболизма определенных лекарств. Тем не менее умеренное потребление метилксантина из обычных источников в рационе следует считать безопасным и, возможно, даже удобным, учитывая все современные знания.

Некоторые из существующих проблем можно преодолеть с помощью de novo разработки новых молекул на основе основной структуры метилксантина, более специфичных и эффективных в определенных контекстах, демонстрирующих также более низкую присущую им токсичность.Этому направлению уже следовали, и ряд производных метилксантина изучались (и изучаются) с точки зрения физиологической активности и токсичности. Будем надеяться, что эти подходы структура-активность окажутся полезными при разработке новых селективных и эффективных лекарств, нацеленных на конкретные условия человека. Широкий спектр молекулярных мишеней метилксантина сделает эту область исследований привлекательной. Возможность создания / раскрытия соединений, нацеленных на множество мишеней, действующих на несколько мишеней, также должна быть привлекательной.

Ожидается, что метилксантины останутся действенными фармакологическими инструментами, сами по себе или в качестве адъювантных средств лечения, и, учитывая обещание, о котором сообщалось о метилксантинах в контексте некоторых новых заболеваний, могут появиться и другие применения. Более того, концепция функциональных продуктов питания развивается и может также легко включать метилксантины при приготовлении продуктов с предполагаемыми профилактическими целями в отношении некоторых состояний человека. Следует расширить эпидемиологические исследования, которые помогут определить соответствующие целевые группы населения для будущих профилактических и терапевтических стратегий.

Дальнейшие технологические разработки предоставят инструменты для лучшего понимания физиологии метилксантина, как это сейчас достигается с помощью методов нейровизуализации, и сделают эту область исследований прогрессивной и процветающей. Будем надеяться, что последующее понимание молекулярной и физиологической активности метилксантинов позволит им реализовать потенциал, предусмотренный современными знаниями, в некоторых особенно важных условиях.

Теин против кофеина в чае

Из «Принципов биохимии», Хортон и др., 1993.

Кофеин иногда называют «теином», когда он содержится в чае. Вероятно, это связано с древним заблуждением о том, что активный компонент отличается. Теофиллин присутствует только в следовых количествах. Он более мочегонный, более токсичный и менее быстрый.

Кофеин 1,3,7-триметилксантин

Теофиллин 1,3-диметилксантин

Теобромин-3,7-диметилксантин

Пурнитин, содержащие углекислый метил кофе и чай, содержащие, соответственно цАМФ фосфодиэстераза.В присутствии этих ингибиторов эффекты цАМФ и, следовательно, стимулирующие эффекты гормонов, которые приводят к его выработке, продлеваются и усиливаются.

Теобромин и теофиллин — это два диметилксантина, которые имеют две, а не три метильные группы. Теобромин значительно слабее кофеина и теофиллина, имея примерно одну десятую стимулирующего эффекта любого из них.

Теобромин содержится в какао-продуктах, чае (только в очень небольших количествах) и орехах кола, но не содержится в кофе.В какао его концентрация обычно примерно в 7 раз выше, чем в кофеине. Хотя кофеина в какао относительно мало, какао «стимулирует» в основном из-за теобромина.

Теофиллин содержится в чае в очень небольших количествах, но оказывает более сильное воздействие на сердце и дыхание, чем кофеин. По этой причине его часто используют в домашних средствах для лечения астмы, бронхита и эмфиземы. Теофиллин, содержащийся в медицине, производится из экстрактов кофе или чая.