Кофеин
В натуральных семенах кофе содержится от 0,7 % до 2,7 % кофеина. В чайном листе кофеина больше, но кофе из молотых зерен получается более концентрированным, поэтому он оказывает столь выраженное тонизирующее действие. При обычной заварке (10 г кофе на чашку) в напиток переходит примерно 0,1 г кофеина. Наибольшее содержание кофеина в кофе «эспрессо», наименьшее – в растворимом. И вот почему. Кофейное зерно содержит два алкалоида: кофеин и теобромин. При заварке перемолотых цельных зерен кофеин действует мгновенно, обеспечивая нас бодростью на полчаса, а потом наступает фаза теобромина: на смену оживлению приходит вялость. Заметили, что в хороших кофейнях к чашке кофе подают воду? Вода предупреждает нарушения водно-солевого баланса, наступающего от действия теоброминовой фазы.
Растворимый же кофе производят из внутренней части зерна, содержащей теобромин, а наружная кофеиновая фракция используется для производства медицинских препаратов. Поэтому растворимый кофе бодрости не приносит.
В составе чая содержится до 4 % кофеина, следует отметить, что количество кофеина в сухом чае может различаться в 5–6 раз. Количество кофеина в сухом чае зависит от климата, почвы, высоты произрастания над уровнем моря (чем выше – тем медленнее растут деревья – тем больше в них кофеина), вида чайного дерева, его возраста, времени сбора урожая, процесса ферментации, хранения. В сортах чая с мелкими листьями кофеина больше, также содержание кофеина отличается от листика к листику – в самых верхних концентрация выше.
Чай содержит кофеин не в свободном, а в связанном виде (вместе с танинами) и называется теин. Считается, что в чашке чая (2 г сухого чая на 200 мл) не более 0,01 г кофеина. Теин возбуждает центральную нервную систему, повышает работоспособность, усиливает общую физическую и умственную активность. В целом он действует значительно мягче, чем чистый кофеин или кофе. В самом кофе кофеина примерно в 2 раза меньше, чем в чае. Но для одной чашки кофе часто берут 10 г натурального кофе, а для чая – 2 г чая. Поэтому в абсолютных цифрах в чашке среднего по крепости чая кофеина примерно в 2 раза меньше, чем в чашке кофе.
В заваренном чае количество кофеина также может различаться в несколько раз – оно зависит, во-первых, от количества алкалоида в сухом листе, во-вторых, от способа заваривания, в частности от продолжительности: чем дольше, тем больше кофеина выделится в чашку. Однако не следует и передерживать (дольше 5–6 минут) – тогда начнут действовать другие вещества, содержащиеся в чае, и сведут на нет всю пользу кофеина. Горечь в чае при слишком долгой заварке – это не кофеин, как почему-то думают многие.
Следует отметить, что количество кофеина в средней чашке чая с традиционным количеством заварки не доходит до доз, отрицательно влияющих на сердечно-сосудистую систему и мозговую деятельность. Кофеин содержат и листья кофейного дерева, в Африке их заваривают как мы чай. В прошлом, до того как кофеин стали синтезировать химическим путем, чистый алкалоид получали из отходов чайного производства.
Некоторые уверяют, что кофеин – это в некотором роде наркотик, иногда его называют психостимулятором. Но давайте разберемся – что же такое наркотик. Существует несколько определений этого понятия. Наркотики – вещества, изменяющие психическое состояние человека, употребление которых приводит к зависимости. Или: опасные и вредные вещества, вызывающие необратимые процессы в организме человека и приводящие к развитию психической и физической зависимости. Или: вещества, которые не участвуют в естественных процессах организма, нарушают или останавливают их. Или: вещества, способные вызвать состояние радостного опьянения – эйфорию, а при систематическом применении – привыкание и жесткую зависимость.
Так считать или нет кофе и чай наркотиками? Если брать последнее определение, то да. Но давайте не забывать, что наркотик – это незаконное вещество, а кофе и чай в настоящее время разрешены к употреблению во всех странах мира. И секс разрешен (пусть и не со всеми). Кофеин не оказывает на организм человека сильного воздействия, как, например, кокаин, хотя следует отметить, что механизм их действия одинаков. Значит, кофе и чай – это не наркотики, а напитки, приносящие нам удовольствие, только не стоит ими злоупотреблять! Все же привязанность и зависимость возможны, но они формируются совсем при других количествах употребления и за гораздо более долгий период времени, чем зависимость от кокаина. При обычном количестве чая и кофе никакого урона организму они не нанесут. Ни в одной наркологической клинике мира не лечат от кофе– или чаезависимости. Крепкий чай не вреден для организма, а, наоборот, в слабом мало полезных веществ или они вообще отсутствуют. В первую очередь целебные свойства чая зависят от сорта и грамотного заваривания.
Какую дозу считать опасной? 150 мг на килограмм веса (это примерно 80–100 чашек кофе, в зависимости от сорта, выпитых за относительно короткий промежуток времени, или 200 чашек чая) – смертельная доза. Но ведь мы не пьем столько кофе и чая, правда? Кофеин оказывает стимулирующее действие на сердечно-сосудистую и центральную нервную системы, Это действие может быть благотворным при малых дозах, но, с другой стороны, кофеин однозначно вреден при органических заболеваниях сердечно-сосудистой системы, например атеросклерозе, артериальной гипертензии, нарушениях сна. Ведь происходит ускорение пульса и сужение кровеносных сосудов. Передозировка может привести к излишнему возбуждению, бессоннице, тахикардии, аритмии, повышению артериального давления. Если вы привыкли по утрам пить крепкий кофе и по какой-то причине вдруг прекращаете, определенно будете чувствовать усталость, сонливость, а то и депрессию и головные боли – кофеиновую ломку! Так что кофе или чай нужны по утрам современному человеку – не в меньшей степени, чем ему нужен секс. А вот сигналом опасности должно служить учащение сердцебиения после выпитой чашки. В таком случае или сократите количество потребляемого напитка, или уменьшите крепость.
Эмиль Герман Фишер (1852–1919) – немецкий химик-органик, впервые синтезировавший кофеин
Алкалоид кофеин был открыт в 1819 году. Теин – в 1827 году (в дальнейшем доказали, что кофеин и теин тождественны). Структуру кофеина в конце XIX века определил немецкий химик-органик Эмиль Герман Фишер. Фишер был удостоен Нобелевской премии по химии отчасти благодаря работе с кофеином. Чистый кофеин – это белые игольчатые кристаллы без запаха, горькие на вкус. Они плохо растворяются в холодной воде, хорошо в горячей.
Иван Павлов (1849–1936) – русский физиолог, создатель науки о высшей нервной деятельности
Русский академик Иван Петрович Павлов изучал физиологические особенности действия кофеина и выяснил, что кофеин усиливает процессы возбуждения в коре головного мозга. Павлов отмечал положительное действие кофеина при малых дозах – на двигательную активность, на условные рефлексы. Как и все остальные исследователи, он говорил о повышении умственной и физической работоспособности, снижении усталости и сонливости. (Конечно, умного из дурака кофеин не сделает, но лучше соображать поможет.) Однако большие дозы приводят к истощению нервных клеток. Павлов называл кофеин психостимулятором, соответственно, действие вещества зависит от типа нервной системы, и дозировка его строго индивидуальна.
Японские ученые доказали, что кофеин способствует усиленной выработке инсулина человеческим организмом. В результате этого в мозгу повышается содержание серотонина, который также называют гормоном радости. При низком уровне серотонина человек впадает в тоску, и никакими волевыми усилиями настроение ему не улучшить – необходимо запустить химические процессы в его собственном организме. Для чего, в свою очередь, нужен, например, кофеин – в умеренных дозах.
Сделаем небольшое отступление для пояснения, что же такое серотонин. Наша книга посвящена удовольствиям. Как же не рассказать подробнее о гормоне радости? Серо-тонин – это нейромедиатор. Нейромедиаторами называют химические вещества, молекулы которых вступают в реакцию со специфическими рецепторами клеточной мембраны и изменяют ее проницаемость, вызывая генерацию электрического сигнала. Нейромедиатор выделяется под влиянием нервных импульсов, участвует в передаче нервных импульсов с нервного окончания на соответствующий орган и с одной нервной клетки на другую.
Серотонин был открыт в середине XIX века как вещество крови, сужающее сосуды, но свое название получил только в середине XX века. В 1953 году серотонин обнаружили в головном мозге, а в 1990-х годах благодаря развитию молекулярной биологии было найдено еще 14 видов серотониновых рецепторов, отвечающих за разнообразные функции серотонина. Серотонин играет важную роль в процессе свертывания крови и ряда других (например, он выделяется из поврежденных тканей и обеспечивает свертываемость крови в поврежденном участке). Мы должны отметить, что серотонин существенно влияет на процессы возбуждения и торможения в половых органах.
Также ученые определили, что кофеин в среднем действует 30 минут – именно на это время после выпитой чашки кофе или крепкого чая поднимается настроение и улучшается работоспособность. В этот период наблюдается наибольшая концентрация кофеина в крови. Его действие полностью прекращается через 3–5 часов. Человек, привыкший к кофе, после окончания действия кофеина испытывает усталость, вялость, апатию и ухудшение настроения, отмечает снижение работоспособности.
Такие реакции гораздо реже наблюдаются в случае с чаем, поскольку действие теина в чае мягче, чем кофеина в кофе. Чашка чая содержит половину или треть алкалоида по сравнению с такой же чашкой кофе. Более того, теин медленнее всасывается в кровь и быстро выводится из организма. Отравления чаем не наблюдались. Однако все поклонники чая отмечают тонизирующее действие напитка. Чай, как и кофе, снижает сонливость, усталость, вялость и заторможенность. Те, кто пьет чай на протяжении дня, с каждой чашкой отмечают прилив бодрости и сил, этот напиток приносит радость и душе, и телу.
Если говорить о сортах, то организм вырабатывает наибольшее количество гормона радости от китайского чая «Те Геанинь» (Богиня милосердия). Он известен с XVIII века, причем его нельзя отнести ни к черному, ни к зеленому. Цена чая составляет порядка 1700$ за 1 кг.
В человеческом организме наблюдаются суточные колебания уровня серотонина. Например, он снижается к вечеру, а к утру достигает самой низкой отметки – вот почему с утра нам нужно взбодриться и улучшить настроение. Вот мы и пытаемся дать нашему организму кофеин, кто-то с кофе, кто-то – с чаем. Это наш утренний помощник, именно он заряжает нас энергией. Наверное, англичане не просто так придумали свой «пятичасовой чай». Эта традиция выпить чаю в промежуток между ланчем и наступлением вечера объясняется как раз необходимостью поддержания уровня серотонина: люди предчувствуют неминуемый спад настроения и бодрости с наступлением темноты и пьют чай, чтобы тонизировать организм.
Кроме плодов кофейного дерева и листьев чайного куста кофеин содержится в орехах кола и в других растениях. Известно по крайней мере 10 видов, причем не родственных, в которых кофеин или близкие к нему соединения содержатся в количестве от 1 % до 5 % на сухой вес. Давайте задумаемся: а зачем кофеин растениям? Они синтезируют его, с одной стороны, чтобы защититься от насекомых, поедающих листья, стебли и плоды, а с другой – для привлечения опылителей.
Орехи кола содержат до 2,5 % кофеина. Это много – при таком процентном содержании сырье можно заготавливать в промышленных масштабах
Интересно отметить, что многие растения стали лекарственными (или источниками наркотического сырья) потому, что их развитие в процессе эволюции шло с одинаковой целью – манипулировать поведением хищников или просто врагов растений. Срабатывал тот самый инстинкт самосохранения, свойственный всем живым организмам, – научусь отпугивать тех, кто меня съест, и выживу. Научусь привлекать тех, кто мне поможет, – буду жить дольше. И такая защита идет на пользу не только самим растениям, но и окружающей среде.
Считается, что кофеин появился в кофейном и чайном деревьях (как, впрочем, и никотин в табаке) именно по этой причине: растения выработали средство для отпугивания насекомых. Мы получили кофеин и никотин в наследство после миллионов лет работы растений, эволюции, и эти «ботанические химикаты» теперь особым образом возбуждают нашу нервную систему.
С другой стороны, если эти вещества «разрабатывались» природой, чтобы отпугивать, почему к ним притягивает нас? Все дело в дозировке, как говорил Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, лучше известный как Парацельс. Дозы, предназначенные для губителей растений, для самих губителей смертельны – растение защищается, а дозы, которые обычно употребляет человек, не только не опасны для него, а приятны и полезны. Одно и то же вещество может быть и ядом, и лекарством, нести смерть и приносить удовольствие.
Кофеин используется в медицине, например, входит в состав препаратов от головной боли (поскольку улучшает мозговое кровообращение), с его помощью можно стимулировать сердечную деятельность (поскольку усиливает и учащает сердечные сокращения), устранить сонливость, повысить умственную и физическую работоспособность. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств. Он может использоваться при отравлении наркотиками или ядами, если произошло угнетение функций центральной нервной системы (с его помощью происходит восстановление сознания).
Кофеин по-разному расщепляется в крови у людей разного возраста. Он категорически противопоказан младенцам, а кормящим матерям не рекомендуется пить кофе и крепкий чай, хотя в материнское молоко попадает всего 1 % кофеина. Отметим, что в Колумбии новорожденному младенцу традиционно дают несколько капель кофе – но это просто ритуал.
Исследования показали благотворное влияние умеренного потребления кофеиносодержащих напитков на сексуальную сферу, в особенности у мужчин – и в особенности зрелого возраста. Ведь с его помощью возбуждаются как раз нужные мозговые центры, которые участвуют в передаче нервных импульсов. Эти исследования стали ответом на утверждение о снижении эрекции у мужчин, любителей крепкого чая и кофе. Хотя отметим еще раз, что кофеиновая зависимость не приводит к добру, как, впрочем, любая зависимость.