добавки

Отримайте більше такого вмісту на своєму WhatsApp негайно і не витрачаючи час на пошук.

1. Загальна характеристика

Кофеїн - це алкалоїд, також відомий як 1,3,7-триметилксантин, який міститься в певних рослинах, зокрема в Camellia sinensis, coffea sp., Какао Theobroma L. та напої, отримані з них. Біохімічно він вважається антагоністом рецепторів аденозину А1 і А2, інгібітором фосфодіестерази та стимулятором центральної нервової системи, який впливає на серцево-судинну систему та виробляє діурез. Його дії схожі на дії теофіліну, але менш потужні [1].

Фігура 1. Хімічна структура кофеїну

Кофеїн - найпоширеніший рекреаційний наркотик у світі, тому важко оцінити його дію ізольовано; тому різні дослідницькі групи вивчали його наслідки від прийому кави або напоїв з кофеїном. Його популярність головним чином пов’язана з його психоактивними та м’яко дисоціативними ефектами, хоча він також використовується як допоміжний знеболюючий засіб у поєднанні з нестероїдними протизапальними препаратами та парацетамолом (ацетамінофен) [2]. Крім того, з більшості дієтичних добавок, позначених як "схуднення", багато містять комбінацію інгредієнтів, включаючи кофеїн. Нещодавно деякі дослідження припускають, що кофеїн відіграє важливу роль нейропротектора з потенційним лікуванням хвороби Паркінсона [3], крім того, що він виявляє інгібуючий ефект на накопичення ліпідів у гепатоцитах [4]. Ці та багато інших аспектів, пов'язаних з метаболізмом кофеїну, будуть проаналізовані в серії блогів, які мають на меті оцінити справжню ефективність добавок кофеїну у людей.

2. Обмін речовин

Кофеїн майже повністю метаболізується, лише 3% або менше виводиться у незміненому вигляді з сечею. Насправді основним шляхом метаболізму кофеїну у людини (70-80%) є шлях деметилювання при азоті 3 (3-N-деметилювання) для отримання параксантину, також відомого як 1,7-диметилксантин або 17Х [5]. Цю реакцію здійснює цитохром P450 1A2 (CYP1A2) у печінці. Експерименти з мікросомами печінки людини підраховують, що 1-N деметилювання для отримання теоброміну становить приблизно 7-8% метаболізму кофеїну, так само, як 7-N деметилювання для отримання теофіліну відбувається між 7-8%. Решта 15% кофеїну піддається гідроксилюванню при C-8 з утворенням 1,3,7-триметилурової кислоти.

Малюнок 2. Гени, пов'язані з метаболізмом кофеїну в організмі людини. Взято з: http://www.pharmgkb.org/pathway/PA165884757

Період напіввиведення кофеїну становить 4-5 годин, який можна продовжити у пацієнтів із захворюваннями печінки, немовлят та новонароджених (до 100 годин) або під час вагітності. З іншого боку, куріння збільшує виведення кофеїну за рахунок стимулюючої дії нікотину та інших компонентів сигарет на CYP1A2 [6]. Однак показано, що введення кофеїну посилює метаболізм базальної енергії залежно від дози у дорослих здорових людей із надмірною вагою. Незважаючи на суперечливі дані, представлені в даний час, загальновизнаним є таке кофеїн ефективно стимулює центральну нервову систему та збільшує базальний обмін у людини. Але звідки ці фізіологічні ефекти?

Як тільки кофеїн потрапляє в кров, він швидко переходить до периферичних тканин і мозку, оскільки він не накопичується в крові або не зберігається в організмі. Перебуваючи всередині клітини, він виконує свою першу метаболічну роль, конкуруючи інгібуючим фосфодіестеразу (ФДЕ), фермент, який розкладає циклічний АМФ (цАМФ). Таким чином, потрапляння кофеїну в організм дозволяє накопичувати цАМФ, який є типовим другим носієм метаболічних шляхів, пов’язаних з мембранними рецепторами, пов’язаними з білком G, і вважається клітинним збудником метаболізму. Це вдячність обумовлено тим фактом, що як тільки концентрація цАМФ зростає в цитоплазмі, активується цАМФ-залежна протеїнкіназа (РКА), яка активізує низку регуляторних ферментів та факторів транскрипції (наприклад, АМФК та ​​КРЕБ), які в кінцевому рахунку збільшуються витрата енергії (збільшення базального обміну) та окислення жирних кислот. На малюнку 3 описані описані вище фізіологічні явища.

Малюнок 3. Вплив кофеїну на фосфодіестеразу та метаболізм базальної енергії. Кофеїн та похідні від нього ксантини пригнічують деградацію цАМФ, діючи як конкурентний антагоніст фосфодіестерази. Збільшення внутрішньоклітинного цАМФ активує РКА та його сигнальний каскад, що стимулює активацію АМРК, CREB та інших клітинних регуляторів енергії. Абревіатури: норадреналін (NE), G-білковий рецептор (GCPR), аденилатциклаза (AC) та фосфодіестераза (PDE). Взято з [7].

Паралельно, досягаючи та перетинаючи гематоенцефалічний бар’єр, кофеїн діє як антагоніст адренергічних рецепторів А1 та А2, що зупиняє інгібуючу дію аденозину на центральну нервову систему. Це призводить до того, що активність мозку перевищує вихідну; По мірі стимулювання мозку виділяється більше дофаміну, норадреналіну та глутамату (стимулюючі нейромедіатори), що пояснює стимулюючу дію кофеїну (див. Рисунок 4).

Очистивши найвідоміші метаболічні шляхи, які безпосередньо пов’язані з введенням кофеїну, у нашому наступному блозі ми розглянемо основні ефекти та міфи, пов’язані з добавкою кофеїну з трьох макроточок зору; спортивні показники, показники роботи мозку та серцево-судинної діяльності.

ЛІТЕРАТУРА

[1] Кеммак Р. (2006). Оксфордський словник біохімії та молекулярної біології - перероблене видання. Преса Оксфордського університету.

[2] Савінок Дж. (2011). Метилксантини та біль.HandbExpPharmacol (200): 311-329

[3]. Prediger RD. (2010). Вплив кофеїну при хворобі Паркінсона: від нейропротекції до управління руховими та немоторними симптомами.J AlzheimersDis. 20 Suppl 1: S205-220

[7] Вон Р.А., Конн Каліфорнія та Мерм'є СМ. (2014). Вплив комерційних дієтичних добавок на споживання енергії у спокої: Короткий звіт. ISRN Nutrition Volume 2014, Article ID 650264, 7 стор

[8] Важуа Дж. (2002). Передача сигналу: Позитивні відгуки від кави. Природа 418, 734-736

[10] Кребс Дж. І Міхалак М. (2007). Кальцій: питання життя або смерті. Elsevier ISBN: 978-0-444-52805-6, Італія.

Вам сподобався цей вміст? Отримуйте пропозиції щодо нових і нових статей у вашому WhatsApp безпосередньо та одним клацанням миші.

опублікував

Професор Дієго А. Бонілла Окампо DBSS INTERNATIONAL 9 травня 2014 р