Эффект от кофе намного шире, чем ожидалось. Потому что напиток с кофеином не только будит вас, но и сдвигает наши внутренние часы. Всего одной чашки кофе вечером достаточно, чтобы сместить наш ритм дня и ночи на 40 минут назад, как сообщают исследователи в журнале Science Translational Medicine. Кофеин превращает хронобиологических «жаворонков» в поздних сов, которые также просыпаются позже на следующее утро.
Кофе - лучшее тонизирующее средство, он помогает усталым ворчаниям по утрам и поддерживает вас в форме, когда это занимает немного больше времени вечером. Даже запаха утреннего кофе достаточно, чтобы запрограммировать тело и мозг «проснуться». Стимулирующее действие кофеина основано на том, что он стыкуется со специальными рецепторами в нервных клетках. Это блокирует доступ к тормозному нейротрансмиттеру аденозину, который обычно обеспечивает успокаивающее и смягчающее действие. В то же время кофеин влияет и на другие цепи реакций в клетках организма и тем самым стимулирует их.
Влияет ли кофеин на циркадный ритм?
Но выходит ли эффект кофе за пределы этой нейрофизиологической стимуляции и, возможно, даже влияет на биологические часы, ранее было неясно. Однако из экспериментов с водорослями, плесенью и дрозофилами известно, что кофеин может продлевать циркадный ритм у этих организмов. При определенных условиях кофеин также может воздействовать на гены внутренних часов.
Чтобы выяснить, действительно ли кофе может влиять на ритм дня и ночи у людей, Тина Берк из Университета Колорадо в Боулдере и ее коллеги взяли пять испытуемых в хронобиологическую лабораторию сна. К этому моменту участники уже воздерживались от кофеина в течение двух недель и старались поддерживать регулярный, нормальный распорядок дня, насколько это возможно.
Кофеин или плацебо перед сном
За три часа до обычного времени сна каждому участнику дали по четыре капсулы, которые нужно было проглотить, запив водой. Некоторые капсулы содержали только рисовую муку и служили контролем плацебо. Остальные, однако, содержали 2,9 мг кофеина на килограмм. Исследователи объясняют, что это примерно эквивалентно количеству кофеина в чашке кофе.
В некоторых испытаниях испытуемые проводили остаток времени до сна, тихо сидя в полумраке, в других - при очень ярком свете 3.000 люкс - это примерно треть того, что излучают, например, терапевтические лампы для зимней депрессии. Каждые 30-60 минут ассистент брал образец слюны, по которому впоследствии определялся уровень гормона сна мелатонина.
40 минут задержки
Результат: испытуемые, получавшие кофеин в условиях низкой освещенности, бодрствовали в среднем на 40 минут дольше, чем получатели плацебо при тех же условиях освещения. «Это довольно большой эффект», - говорят исследователи. На следующее утро эти участники также проснулись соответственно позже - у них сместился ритм дня и ночи.
Теоретически этот эффект может быть связан со стимулирующим действием кофеина. Образцы слюны доказали, что это не так: уровень мелатонина в группе, принимавшей кофеин, также повышался намного позже, чем в группе, принимавшей плацебо. На выброс этого гормона обычно влияют внутренние часы: примерно за два часа до начала обычного периода сна высвобождается больше мелатонина, и это вызывает у нас сонливость. Ночью гормон снова расщепляется, а это значит, что утром мы просыпаемся отдохнувшими.
Давно известно, что яркий свет может смещать циркадные ритмы и влиять на внутренние часы. Поэтому неудивительно, что участники испытаний с ярким светом также ложились спать позже и спали дольше. Но была также разница между плацебо и группой кофеина, хотя и менее четкая, как сообщают исследователи. Ритм сместился на 85 минут без кофеина, но на 105 минут с ним.
Воздействие вплоть до клеточного метаболизма
Эффект кофеина был обнаружен даже в голых клетках: когда исследователи добавили кофеин в культуры клеток человека, он изменил циркадный ритм активности в тактовых генах этих клеток. В результате физиологический суточный период увеличился. «Эти результаты показывают, что кофеин влияет на фазу биологических часов человека - как in vivo, так и in vitro», - заявляют Берк и ее коллеги.
Но как кофеин влияет на внутренние часы? Эксперименты с клеточными культурами также показали это. Потому что эффект возникал только тогда, когда кофеин мог стыковаться с определенным подтипом аденозиновых рецепторов, как обнаружили исследователи. Это связывание запускало цепочку реакций, которые приводили к высвобождению нейротрансмиттера цАМФ - важного компонента клеточных часов.
Мощность для полуночников?
По словам исследователей, эти результаты показывают, что кофеин не только стимулирует. Вместо этого он неожиданно глубоко вмешивается в регуляцию нашего биологического ритма. Поскольку внутренние часы регулируют не только то, когда мы устаем и спим, наш метаболизм также колеблется в ритме этого хронобиологического ритма.
Знание об отсроченном эффекте кофеина может помочь более целенаправленно лечить нарушения сна и нарушения дневного и ночного ритма, считают исследователи. И это могло бы объяснить, почему «совы» среди нас, людей, обычно пьют много кофе: кофеин может даже способствовать дальнейшему замедлению и без того замедленного дневного ритма.