Читать книгу Кофе, кофеин и здоровье человека - - Страница 2

Химический состав кофе очень сложен и включает в себя более 1000 различных органических и неорганических веществ. Наиболее хорошо изученными компонентами кофе, которые имеют доказанную биологическую активность и могут влиять на здоровье человека, являются хлорогеновые кислоты, кофеин, кафестол, кахвеол, тригонеллин и меланоидины.

Хлорогеновые кислоты

Кофе является наиболее важным источником антиоксидантов в диете многих людей, гдe употребление этого напитка наиболее популярно. Наиболее изученными антиоксидантами, обнаруженными в кофе являются хлорогеновые кислоты: кофеиновая и феруловая, которые и определяют качество кофе: его аромат и вкус. Эти вещества относятся к группе полифенолов, обладающих способностью нейтрализовать токсические метаболиты кислорода. Концентрация этих антиоксидантов наиболее высока в эспрессо, достигая 100 мг на чашку обьемом 30 мл, тогда как в 130 мл фильтрованного кофе, приготовленного из сортов арабика и робуста, содержание этих полифенолов значительно меньше, и составляет соответственно 143 и 247 мг [1].

К настоящему времени накапливается все больше данных о том, что хлорогеновые кислоты способны снижать риск развития диабета 2-го типа, который развивается в пожилом возрасте. В экспериментах на животных установлено, что эти полифенолы могут влиять на метаболические процессы в печени, снижая способность этого органа синтезировать глюкозу и жирные кислоты [2]. Кроме того, хлорогеновые кислоты и их метаболиты способны снижать уровень глюкозы в крови, повышать чувствительность органов и тканей к инсулину и ослаблять всасывание глюкозы из кишечника [3]. Помимо способности нормализовать метаболизм глюкозы, хлорогеновые кислоты также могут влиять на тонус сосудов. В клиническом исследовании, проведенном японскими учеными было обнаружено, что экстракт из зеленых необжаренных зерен кофе, содержащий 56% хлорогеновых кислот, обладал умеренным антигипертензивным эффектом и снижал систолическое и диастолическое давление на 4-5 мм рт. cт. [4]. В экспериментах на животных было обнаружено, что феруловая кислота, входящая в состав этого экстракта, обладала способностью стимулировать мускариновые ацетилхолиновые рецепторы, и тем самым снижать тонус сосудов [5]. Возможно, также, что хлорогеновые кислоты, благодаря своим антиоксидантным свойствам, способны устранять метаболические нарушения в эндотелии сосудов больных гипертонией, и усиливать биохимические процессы, контролирующие расширение сосудов. Кроме того, эти полифенолы способны ингибировать окисление липопротеидов низкой плотности в крови и эндотелии сосудов, тем самым замедляя развитие атеросклероза [6].

Кофеин

Кофеин относится к классу ксантиновых алкалоидов и является наиболее изученным компонентом кофе. Концентрация кофеина в кофе значительно различается в зависимости от способа его приготовления. Наиболее высокие концентрации кофеина содержатся в эспрессо, причем содержание этого психостимулятора может различаться в 6 раз, в зависимости от способа приготовления этого напитка, достигая иногда более 300 мг в одной порции [7]. При попадании в организм человека, кофеин быстро всасывается в желудке и кишечнике, достигая максимальной концентрации через 45-60 минут, а через 4-5 часов его уровень снижается в два раза. Инактивация кофеина происходит в печени ферментом из группы цитохромов, СYP1A2 с образованием трех метаболитов: пераксантина, теобромина и теофиллина.

Кофеин структурно похож на аденозин, эндогенный метаболит, который оказывает ингибирующий эффект на центральную нервную систему (ЦНС), активируя аденозиновые рецепторы А1 и А2A. А1 рецепторы расположены во всех структурах мозга и наибольшее их количество обнаружено в гиппокампе, мозжечке и некоторых ядрах таламуса. Напротив, А2A рецепторы расположены главным образом в дофаминергических зонах мозга. Ослабляя активность этих рецепторов в дофаминовых нейронах, кофеин способствует выбросу дофамина в синаптическую щель, и тем самым оказывает стимулирующеее и возбуждающее действие на психику человека, снижая усталость и поддерживая состояние бодрствования.

Помимо ЦНС, кофеин оказывает множество разнообразных эффектов на другие физиологические системы человека. Основные физиологические эффекты кофеина включают в себя усиление фильтрации крови почками, что приводит к усилению диуреза, активация симпатической нервной системы и повышение секреции катехоламинов. Этот алкалоид может также умеренно повышать скорость метаболизма, усиливая распад жировой ткани и термогенез.

Исследования на добровольцах показали, что кофеин способен повышать продукцию окиси азота в эндотелии сосудов и вызывать их расширение у человека [8]. Однако, преобладающий краткосрочный эффект кофеина на кровеносные сосуды является сосудосуживающим за счет повышения уровня норадреналина и адреналина в крови. Интересно отметить, что у людей регулярно употребляющих кофе, сердечно-сосудистая система становится менее чувствительна к сосудосуживающим эффектам этого стимулятора по сравнению с теми, кто употребляет этот напиток время от времени. Возможно адаптация кровеносных сосудов к кофеину при длительном и регулярном употреблении кофе обьясняет отсутствие способности кофе повышать артериальное давление у любителей этого напитка [9].

Кафестол и кахвеол

Содержащиеся в зернах кофе кафестол и кахвеол относятся к классу дитерпенов и практически полностью связаны с ненасыщенными жирными кислотами. Эти вещества придают кофе вкус горечи и содержатся в большом количестве в нефильтрованном кофе, однако в процессе фильтрования практически полностью удаляются из напитка. Научные данные указывают на то, что кафестол и кахвеол способны активировать ферменты печени, участвующие в инактивации токсических веществ, поступающих в организм человека с пищей, а также устранять вредное влияние высокореактивных метаболитов кислорода, образующихся в процессе энергетического обмена веществ [10]. Однако, эти компоненты кофе также способны повышать уровень холестерина в крови, поэтому людям с нарушенным обменом липидов употребление нефильтрованного кофе не рекомендуется.

Тригонеллин

N-метилникотиновая кислота, известная как тригонеллин, содержится в зеленых кофейных зернах, и при их обжарке почти полностью превращается в никотиновую кислоту. В экспериментах на животных обнаружено, что тригонеллин может снижать уровень глюкозы и инсулина в крови крыс с ожирением и диабетом, тем самым замедляя развитие этого метаболического заболевания [11]. Кроме того, этот компонент кофе обладает способностью нормализовать уровни холестерина и триглицеридов в экспериментальной модели диабета за счет снижения активности ферментов печени, участвующих в синтезе жирных кислот и метаболизме глюкозы [12]. Важным свойством тригонеллина является его способность повышать синтез ферментов, участвующих в нейтрализации высокореактивных форм кислорода, и ослаблять развитие окислительного стресса в ткани поджелудочной железы, тем самым замедляя развитие диабета [13]. Способность тригонеллина быстро снижать уровень глюкозы в крови была также обнаружена у мужчин с ожирением, однако этот эффект был кратковременным. Возможно, что природное сочетание тригонеллина и хлорогеновых кислот, обнаруженое в кофе, может обьяснить сниженный риск развития диабета 2-го типа у людей, регулярно употребляющих умеренное количество кофе [14].

Меланоидины

Меланоидины образуются в процессе обжарки кофейных зерен и являются высокомолекулярными полимерами коричневого цвета, состоящими из химических соединений аминокислот и сахаров. Человек, употребляющий умеренное количество кофе, в среднем получает 0.5-1 грамм меланоидинов в день. Научные данные указывают на то, что эти компоненты кофе обладают антиоксидантной активностью и способны снижать окисление липидов. Благодаря своему высокому молекулярному весу, меланоидины могут выполнять функцию пищевой клетчатки: благоприятно влиять на микрофлору толстого кишечника, усиливать его перестальтику и снижать риск развития онкологических процессов в этом органе, нейтрализуя токсические метаболиты кислорода [15]. Кроме того, возможно, что эти природные полимеры обладают способностью подавлять развитие вредной микрофлоры в кишечнике благодаря их способности связывать ионы железа и магния [16].