تاثیر کافئین بر بدن انسان چگونه است؟

به خوبی می دانیم که قهوه یکی از پرمصرف ترین نوشیدنی ها در سراسر جهان است و از زمان کشف آن، نقش مهمی در زندگی بسیاری از مردم ایفا کرده است. این نوشیدنی با عطر شدید و طعم لذیذش، نوشیدنی‌ای است که مصرف‌کنندگان به عنون اولین ماده غذایی در صبح، در یک استراحت کوچک در طول روز یا برای تکمیل یک وعده غذایی می‌نوشند. اگرچه اولین قهوه اغلب برای بیدار شدن از خواب نوشیده می شود، قهوه ای که به عنوان یک استراحت کوچک در روز مصرف می شود به معنای لحظه ای آرام یا پیوند با خانواده یا دوستان است. هر فنجان لحظه ای را برای شکل دادن به روز فراهم می کند.

مصرف قهوه برای عملکرد ذهنی

بسیاری از مصرف کنندگان قهوه به خوبی از تأثیر قهوه هنگام بیدار شدن از خواب در صبح یا افزایش هوشیاری در طول روز آگاه هستند. بنابراین جای تعجب نیست که بیشترین فایده مرتبط با قهوه و محتوای کافئین آن، توانایی آن در افزایش عملکرد ذهنی است که شامل بهبود هوشیاری و ادراک می شود. مطالعات اخیر در مورد مصرف کافئین همچنین نشان داده است که کافئین به افزایش توجه، هوشیاری و تمرکز کمک می کند و به طور کلی دوزی در حدود 75 میلی گرم برای به دست آوردن این اثرات مورد نیاز است.

عملکردهای دیگری مانند حافظه (نهلیگ، 2010؛ بوروتا و همکاران، 2014) و خلق و خو (اسمیت و همکاران، 2005؛ اولسون و همکاران، 2010) نیز با مصرف کافئین بهبود می یابند. اگرچه اثرات کافئین به راحتی قابل درک و شناخته شده است، تفاوت های بسیار زیادی بین افراد وجود دارد که نتایج گاهی متناقض در مطالعات انسانی را توضیح می دهد. به طور کلی، نشان داده شده است که اثرات در موقعیت‌های افزایش خستگی، به عنوان مثال، در کارگران شیفت شب، یا در افراد مسن قوی‌تر است، زیرا کافئین ممکن است به کاهش این خستگی کمک کند (ون باکستل و اشمیت، 2004).

نحوه عملکرد آن به این صورت است: بدن کافئین را از دستگاه گوارش جذب می کند. کافئین به طور موثر در بافت گردش می کند، غشاهای سلولی را طی می کند و به راحتی می تواند از سد خونی مغز عبور کرده و وارد مغز شود. حدود 1 ساعت پس از مصرف، حداکثر مقدار کافئین در جریان خون ظاهر می شود (گلدشتاین و همکاران، 2010؛ هارلند، 2000). سپس توسط کبد متابولیزه می شود و واکنش های آنزیمی تعدادی متابولیت ایجاد می کند. به دنبال این فرآیند، کلیه ها 3 درصد باقیمانده کافئین و متابولیت های آن را دفع می کنند. برای اکثر افراد حدود 3 تا 6 ساعت طول می کشد تا 50 تا 75 درصد کافئین از بدن دفع شود (گلدشتاین و همکاران، 2010).

کافئین پس از جذب، اثرات محرک فیزیولوژیکی متعددی را نشان می دهد که به این واقعیت نسبت داده می شود که کافئین می تواند به عنوان رقیب گیرنده های آدنوزین عمل کند (O'Connor et al., 2004; Gliottoni and Motl, 2008; Gliottoni et al., 2009). به طور خاص، گیرنده های آدنوزین A1 و A2 میل ترکیبی بالایی با کافئین دارند که به نوبه خود باعث آزاد شدن و گردش چندین ماده انتقال دهنده عصبی مرکزی، از جمله استیل کولین و ناآدرنالین می شود (ون باکستل و اشمیت، 2004). گیرنده‌های آدنوزین در تمام قسمت‌های مغز و با تراکم بالاتر در برخی از نواحی، مانند هیپوکمپس، یک ساختار مغزی که برای شکل‌گیری حافظه حیاتی است، قرار دارند. این مکانیسم علاوه بر مسدود کردن آدنوزین، سطوح دوپامین و آدرنالین را افزایش می‌دهد (Jackmann et al., 1996; Greer et al., 1998) که دلیل برانگیختگی، خلق و خو و شناخت است. همچنین ثابت شده است که اجزای قهوه غیر از کافئین بر عملکرد شناختی افراد مسن تأثیر می گذارد، حتی اگر در مقایسه با کافئین به میزان کمتری باشند. قهوه بدون کافئین غنی شده با اسیدهای کلروژنیک در مقایسه با قهوه بدون کافئین غیر غنی شده تا حدودی هوشیاری را افزایش و سردرد و خستگی ذهنی را کاهش می دهد. اثرات ممکن است تا حدی به اسیدهای کلروژنیک نسبت داده شود، اما ترکیبات دیگری که به طور طبیعی در قهوه وجود دارند نیز برای ایفای نقش پیشنهاد می شوند (کمفیلد و همکاران، 2013؛ کراپلی و همکاران، 2012).

مصرف قهوه برای عملکرد بدنی

ورزشکاران به تأثیر کافئین بر استقامت و ظرفیت تمرین علاقه مند هستند. به خوبی مستند شده است که کافئین می‌تواند ورزش های استقامتی، ورزش های استاپ-گو (مانند ورزش‌های تیمی و راکتی) و ورزش‌هایی را که شامل فعالیت‌های با شدت بالا و پایدار از 1 دقیقه تا یک ساعت (مانند شنا، قایقرانی و مسابقات دویدن) هستند را بهبود دهد (Goldstein et al., 2010). به عنوان مثال، نشان داده شده است که کار انجام شده طی یک آزمایش زمانی 15 دقیقه ای روی دوچرخه های ثابت با مصرف 3 میلی گرم کافئین به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در مقایسه با دارونما، 4 درصد افزایش یافته است (جنکینز و همکاران، 2008).

بر اساس مطالعات علمی گسترده، دوز فعال کافئین 3 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است که باید 1 ساعت قبل از ورزش مصرف شود (EFSA 2053، 2011a؛ گلدشتاین و همکاران، 2010). بنابراین برای یک فرد با وزن حدود 70 کیلوگرم، این مقدار معادل 210 میلی گرم است.

قهوه و سایر مواد خوراکی کافئین دار برای مدت طولانی توسط ورزشکاران مورد استفاده قرار گرفته اند و اولین مقالاتی که در مورد مکانیسم ها بحث می کنند به سال 1978 باز می گردد (Costill et al., 1977).

کافئین نه تنها توجه و هوشیاری را افزایش می دهد و به تمرکز همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد کمک می کند، بلکه به هماهنگی نیز کمک می کند (هوگرووست و همکاران، 2008)، و درک درد و خستگی را کاهش می دهد. (گلیوتونی و همکاران، 2009).

علاوه بر این، کافئین ممکن است بیماری حاد کوهستانی را در صورت مصرف چند ساعت قبل از رسیدن به ارتفاع بالا کاهش دهد (کامیموری و همکاران، 1995). کارشناسان، تحقیقات مفصلی در مورد مکانیسم‌های عمل چندگانه کافئین برای عملکرد فیزیکی انجام داده‌اند، بنابراین این موارد به خوبی درک شده‌اند. اول، کافئین با آدنوزین در مکان های گیرنده خود رقابت می کند (فردهولم و همکاران، 1999؛ اسپریت و جیبالا، 2004). از آنجایی که کافئین همچنین سطح آدرنالین و دوپامین را بالا می برد (Jackmann et al., 1996; Greer et al., 1998) که بخشی از پاسخ بدن "جنگ یا گریز" است، با افزایش ضربان قلب و فشار خون بدن را برای فعالیت بدنی آماده می کند.

کاهش درک درد به احتمال زیاد به ظرفیت کافئین برای افزایش ترشح ب-اندورفین مربوط می شود. خواص ضد درد این ترکیبات ممکن است مسئول این اثر باشد (O'Connor et al., 2004; Gliottoni and Motl, 2008; Gliottoni et al., 2009). بنابراین، حتی اگر تأثیر ایجاد شده توسط کافئین بر عملکرد ورزشی، عضلانی باشد، مکانیسم های مسئول، عصبی هستند (اسپریت، 1995). با توجه به گزارش ایمنی کافئین EFSA 4102)، 2015a)، ورزشکاران می‌توانند با خیال راحت تا 400 میلی‌گرم کافئین در روز به همان میزان که معمولاً برای بزرگسالان مصرف می‌شود، مصرف کنند.

علاوه بر این، در شرایط محیطی نرمال، مصرف دوز 200 میلی گرمی کافئین کمتر از 2 ساعت قبل از ورزش شدید بی خطر است، اما مقدار و زمان مصرف قبل از ورزش برای افراد مختلف متفاوت است، زیرا، همانطور که قبلا توضیح داده شد، ممکن است افراد کافئین را با سرعت های مختلف متابولیزه کنند.

به دلیل قابلیت های ذاتی کافئین برای افزایش عملکرد، در سال 1984، کمیته بین المللی المپیک یک برنامه ضد دوپینگ را معرفی کرد که شامل کافئین با آستانه سرمی 12 میلی گرم بر میلی لیتر بود. این سطح تنها با دریافت کافئین حدود 9 میلی گرم بر کیلوگرم رخ می دهد. چنین آستانه ای بحث برانگیز است زیرا می توان مزایای عملکردی را تنها با 3 میلی گرم کافئین به ازای هر کیلوگرم وزن بدن به دست آورد. علاوه بر این، به دلیل تفاوت در توانایی فرد در متابولیسم کافئین در طول زمان، نظارت بر سطوح سرمی آن بسیار دشوار است (گلدشتاین و همکاران، 2010). این مناقشه، همراه با ناکارآمدی آستانه تمایز بین استفاده اجتماعی و استفاده عمدی برای افزایش عملکرد، دو دلیل است که در سال 2004، آژانس جهانی ضد دوپینگ (WADA) کافئین را از لیست ممنوعه حذف کرد و آن را به برنامه نظارت خود اضافه کرد(WADA، 2009). برنامه نظارت شامل موادی است که در ورزش ممنوع نیستند، اما WADA آنها را برای شناسایی الگوهای سوء استفاده بررسی می کند.

علاوه بر کافئین، ورزشکاران می توانند از محتوای بالای پلی فنل ها (اسیدهای کلروژنیک) و همچنین از محتوای مواد معدنی آن بهره مند شوند. به خوبی شناخته شده است که ورزش شدید مصرف اکسیژن را افزایش می دهد، تولید گونه های فعال اکسیژن را افزایش می دهد، باعث پراکسیداسیون لیپیدی اسیدهای چرب غیر اشباع پلی در غشاها و آسیب DNA می شود و عملکرد فیزیکی را کاهش می دهد. همانطور که برای سایر محصولات غذایی نشان داده شده است، آزاد شدن سایتوکاین های التهابی ممکن است بیشتر به استرس اکسیداتیو ناشی از ورزش کمک کند (چانگ و همکاران، 2010). تعدادی از مطالعات نشان داده‌اند که مصرف نوشیدنی‌های مختلف حاوی پلی‌فنول‌ها، از جمله اسیدهای کلروژنیک، قبل یا بعد از ورزش شدید، سطوح پلاسمایی نشانگرهای اکسیداتیو و التهابی را کاهش می‌دهد، بنابراین محافظت در برابر آسیب اکسیداتیو ناشی از ورزش و جلوگیری از التهاب را فراهم می‌کند (چانگ و همکاران .، 2010؛ پانزا و همکاران، 2008).

قهوه، خواب و کیفیت خواب

از آنجایی که کافئین با مسدود کردن آدنوزین به افزایش هوشیاری و برانگیختگی کمک می کند، چرخه بیداری را نیز کنترل می کند. بنابراین، جای تعجب نیست که قهوه کافئین دار می تواند کیفیت خواب را با افزایش زمان لازم برای به خواب رفتن، تداخل در عمق خواب و کاهش کل زمان خواب کاهش دهد. همچنین کافئین می تواند باعث بیداری مکرر یا تکه تکه شدن خواب شود (هوانگ و همکاران، 2011؛ کلارک و لندهولت، 2016). سرعت تجزیه کافئین توسط یک فرد نیز به تعیین تأثیر بر بی خوابی کمک می کند. این تنوع در تجزیه آنزیمی قهوه ممکن است اثر متغیر کافئین بر القای خواب و برانگیختگی را توضیح دهد (Youngberg et al., 2011). با این حال، مصرف کنندگان همیشگی کافئین ممکن است کمتر از این مسائل رنج ببرند، زیرا آنها به مرور مقاوم می شوند. در این مورد، کافئین همچنان خواب آن‌ها را مختل می‌کند، اما به میزان کمتری نسبت به افرادی که مصرف‌کنندگان همیشگی نیستند (چایلز و دی ویت، 2012؛ دراپو و همکاران، 2006). جت لگ مسافران نمونه دیگری از اختلال در چرخه خواب است و اغلب می توان آن را با استفاده از ملاتونین، یک هورمون طبیعی که چرخه خواب را کنترل می کند، کنترل کرد. در یک مطالعه اخیر، مصرف کافئین 3 ساعت قبل از خواب معمولی باعث تاخیر 40 دقیقه ای فاز در ریتم شبانه روزی ملاتونین در انسان می شود. این میزان تأخیر، تقریباً نیمی از میزان تأخیر فاز ناشی از 3 ساعت قرار گرفتن در معرض نور روشن عصر است که در زمان خواب معمولی شروع می شود (برک و همکاران، 2015).

مصرف کافئین توسط زنان و کودکان

در این بخش به تاثیر کافئین بر سلامت زنان و کودکان می پردازیم. شواهدی وجود دارد که نشان می دهد تغییرات طبیعی هورمونی در بارداری، توانایی بدن برای متابولیسم کافئین را کاهش می دهد. این به نوبه خود به این معنی است که یک دوز مشخص از کافئین می تواند اثرات طولانی تری داشته باشد (تا زمانی که 15 ساعت در سه ماهه سوم بارداری طول بکشد) (Kuczkowski، 2009). با این حال، گزارش EFSA در مورد ایمنی کافئین (EFSA 4102، 2015a) نتیجه می‌گیرد که مصرف آن برای سلامتی زنان شیرده بی‌خطر است، اگرچه این گزارش همچنین توصیه می‌کند که این زنان میزان مصرف کافئین را تا حداکثر 200 میلی گرم در طول روز کاهش دهند. بر اساس یافته های علمی، خطر بروز وزن نامطلوب هنگام تولد برای مصرف کافئین زیر این مقادیر(200 میلی گرم در روز) وجود ندارد. با این وجود، خطرات مصرف بسیار زیاد برای سن حاملگی (بیش از 600 میلی گرم کافئین در روز) شامل تاخیر در رشد جنین و وزن کم است (Sengpiel et al., 2013).

اگرچه هیچ اتفاق نظری در مطالعاتی وجود ندارد که نشان دهد کافئین می‌تواند زمان لقاح را به تعویق بیاندازد، معقول است زنانی که مشکل باردار شدن دارند، مصرف کافئین را به کمتر از 300 میلی‌گرم در روز محدود کنند (هیگدون و فری، 2006). مشخص شده است که کافئین در شیر بانوان شیرده مصرف کننده قهوه وجود دارد و اوج آن حدود 1 ساعت پس از مصرف یک نوشیدنی کافئین دار ظاهر می شود (Stavchansky et al., 1988; Nehlig and Debry, 1994). به همین دلیل، پزشکان توصیه می کنند زنان شیرده مصرف کافئین را زیر 200 میلی گرم در روز نگه دارند (EFSA 4102، 2015a). در این سطوح، مطالعات نشان می دهد که زمان خواب نوزادان شیرده مشابه گروه شاهد است (سانتوس و همکاران، 2012؛ کلارک و لندهولت، 2016).

وقتی صحبت از کودکان بزرگتر و مصرف قهوه می شود، تفاوت های فرهنگی عمده ای هم در مصرف کلی قهوه و هم در دستورالعمل های مصرف وجود دارد. به عنوان مثال، در اکثر کشورهای اروپایی، مصرف قهوه از زمانی شروع می شود که کودکان بالغ می شوند و تا سن 10 سالگی شکلات و چای منابع اصلی دریافت کافئین را فراهم می کنند (EFSA 4102، 2015a).

برزیل یک برنامه مدرسه فعال قهوه را بر اساس یافته ها اجرا کرده است که 20 درصد قهوه اضافه شده به یک لیوان شیر کامل به کودکان کمک می کند تا در مدرسه عملکرد بهتری داشته باشند (اطلاعات بیشتر را می توانید از انجمن صنعت قهوه برزیل، ABIC بیابید).

علاوه بر این، مطالعاتی وجود دارد که نشان می دهد کافئین ممکن است علائم سندرم کمبود توجه را کاهش دهد (گارفینکل و همکاران، 1981). نوجوانان اروپایی قهوه کمی مصرف می کنند و منبع دریافت کافئین آنها به طور گسترده ای بین انواع مختلف غذاها و نوشیدنی ها توزیع شده است (EFSA 4102، 2015a). در ایالات متحده این جمعیت در درجه اول کافئین را از نوشابه ها مصرف می کنند (وزارت کشاورزی ایالات متحده، 2015). متأسفانه، اطلاعات در مورد تأثیر کافئین بر سلامت کودکان و نوجوانان کمیاب است، و بنابراین نتیجه گیری کلی در مورد مصرف ایمن دشوار است. دوزهای کافئین در حدود 1.4 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن یا بیشتر ممکن است بر کیفیت خواب در بزرگسالان تأثیر بگذارد، به ویژه هنگامی که نزدیک به زمان خواب مصرف شود (EFSA 4102, 2015a). از آنجایی که داده‌های مربوط به مصرف همیشگی ایمن کافئین برای کودکان و نوجوانان کافی نیست، EFSA سطح نسبتاً محافظه‌کارانه 3 میلی‌گرم کافئین به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در روز را پیشنهاد می‌کند (EFSA 4102، 2015a). این مقدار برای یک کودک 10 ساله حدود 90 میلی گرم است. مقامات کانادایی حتی محافظه کارتر هستند و محدودیت 2.5 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن در روز را پیشنهاد می کنند (Health Canada، 2012). خطر کوتاه مدت مرتبط با کودکان و مصرف کافئین این است که کافئین ممکن است باعث اضطراب شود (Nawrot et al., 2003).

تحمل، وابستگی و کناره گیری کافئین

کافئین پرمصرف‌ترین ماده روان‌گردان در جهان است و کارشناسان سال‌های زیادی در مورد وابستگی احتمالی به کافئین بحث کرده‌اند. در واقع، داروهای مختلف افراد مختلف را به روش های مختلف تحت تاثیر قرار می دهند و کافئین نیز از این قاعده مستثنی نیست. بنابراین، اظهار نظر کلی در مورد وابستگی، مدارا و کناره گیری دشوار است. با این حال، جامعه علمی موافق است که هیچ مدار مغزی وجود ندارد که کافئین را به وابستگی مرتبط کند.

کافئین بر نواحی درگیر در تقویت و پاداش مغز تأثیر نمی گذارد (نهلیگ، 2010). بر اساس استاندارد اندازه گیری هرگونه سوء مصرف و وابستگی احتمالی به مواد مخدر (همانطور که توسط راهنمای تشخیصی و آماری اختلالات روانی IV تعریف شده است) (انجمن روانپزشکی آمریکا، 2000)، هیچ معیاری وجود ندارد که کافئین را برای سوء مصرف بالقوه مواد مخدر واجد شرایط کند. همچنین مهم است که بدانیم مصرف کنندگان همیشگی انواع مواد مخدر تمایل به ایجاد مقاومت نسبت به اثرات آن ماده خاص دارند. این مقاومت، به نوبه خود، ممکن است کاربران را در معرض خطر سوء استفاده قرار دهد، زیرا آنها اغلب دوز خود را برای دستیابی به اثرات مورد نظر افزایش می دهند. مانند هر دارویی، مصرف کنندگان منظم کافئین مقاومت نسبی نسبت به کافئین ایجاد می کنند. با این حال، مطالعات نشان داده‌اند که این مقاومت فقط در مورد اثرات منفی کافئین مانند عصبانیت، اضطراب و افزایش ضربان قلب اعمال می‌شود. بدن مصرف کنندگان نسبت به مزایای مصرف کافئین مقاومت پیدا نمی کند. این بدان معناست که مصرف‌کنندگان همیشگی کافئین همچنان از عملکرد ذهنی مثبت‌تری برخوردارند، اگرچه گاهی اوقات دوزهای کمی بالاتر از کافئین مورد نیاز است (Satel, 2006).

انواع علائم ترک کافئین که اغلب گزارش می شود، سردرد است. احساس خستگی، ضعف و خواب آلودگی؛ اختلال در تمرکز؛ خستگی و سختی کار؛ افسردگی؛ اضطراب؛ تحریک پذیری؛ افزایش تنش عضلانی؛ و گاهی اوقات لرزش، حالت تهوع یا استفراغ. علائم ترک معمولاً 20 تا 48 ساعت پس از آخرین مصرف کافئین به اوج خود می رسد، البته اگر مصرف کافئین به تدریج کاهش یابد، مصرف کنندگان معمولاً می توانند از آنها اجتناب کنند (نهلیگ، 2010).

مصرف بیش از حد قهوه هیچ گونه سمیت ارگانیک قابل توجهی ایجاد نمی کند، اما می تواند عوارض جانبی منفی، مانند عوارض مرتبط با ترک کافئین ایجاد کند. در عین حال، علائم مربوط به سمیت قهوه می تواند در سطوح بسیار کمتر از دوزهای کشنده رخ دهد. به عنوان مثال، غلظت بالای 15 میلی گرم کافئین به ازای هر کیلوگرم وزن بدن ممکن است برای سیستم قلبی عروقی، عصبی و دستگاه گوارش سمی باشد (به عنوان مثال، حدود 1 گرم کافئین برای یک فرد با وزن 70 کیلوگرم). اگرچه چنین سطوح کافئین به راحتی از طریق مصرف حاد قهوه به دست نمی آید، مصرف کنندگان ممکن است قرص های کافئین را در چنین مقادیری مصرف کنند.

مصرف بیش از حد کافئین ممکن است منجر به فشار خون یا افت فشار خون ، استفراغ، تب، هذیان، توهم، آریتمی، ایست قلبی، کما و مرگ شود. مرگ و میرها معمولاً ناشی از تشنج و آریتمی های قلبی در سطوح پلاسمایی 100 تا 180 میکروگرم در میلی لیتر است (چایلز و دی ویت، 2012). با این حال، تقریباً تمام مرگ‌های مرتبط با کافئین با مصرف بیش از حد قرص‌های کافئین و اغلب با مصرف سایر داروهای سمی مرتبط است (Yamamoto et al, 2015). بنابراین، مصرف بیش از حد قهوه به طور کلی متناسب با مصرف بیش از حد کافئین در نظر گرفته می شود، زیرا سایر اجزاء معمولاً سمیت حاد ندارند (لودویگ و همکاران، 2014).

ترجمه و تدوین در آکادمی قهوه مونت

منبع : The Craft & Science Of Coffee