За мнозина сутринта е немислима без поне една чаша кафе. Наред с множеството съединения, които придават на тази напитка нейния характерен вкус, кафето съдържа и кофеин — вещество, което ни помага да прогоним сутрешната сънливост и да се почувстваме по-бодри.
Много статии обясняват ефекта на кофеина с неговата способност да блокира аденозина и да му пречи да се свързва с рецепторите си в мозъка. Тъй като аденозинът насърчава съня, потискането на действието му не позволява на човек да се почувства уморен. Но това не е цялата история.
„Няма един-единствен механизъм, чрез който кофеинът да ни събужда или да ни държи будни“, казва Джанкарло Ванини, невроучен от Мичиганския университет. По думите му кофеинът действа по няколко начина в различни области на мозъка, за да противодейства на умората. Екипът на Ванини установява и още нещо: тази малка молекула може да намалява болката, свързана с недоспиване.
Кофеинът изключва невроните на съня в различни части на мозъка
Обикновено аденозинът се натрупва в мозъка и се свързва с аденозиновите рецептори (ARs) върху невроните. В област на мозъка, отговорна за обработката на възнагражденията и мотивацията, аденозинът се свързва с аденозинови рецептори върху инхибиторни неврони. Това активира тези неврони, които от своя страна „изключват“ невроните в хипоталамуса, насърчаващи бодърстването. Друг възможен път е аденозинът директно да активира невроните в хипоталамуса, които насърчават съня.² И накрая, аденозинът намалява освобождаването на ацетилхолин в префронталната кора, което кара човек да се чувства по-малко буден.
Ванини обяснява, че кофеинът има структура, сходна с тази на аденозина, и затова може да се свързва с два вида аденозинови рецептори и да блокира достъпа на аденозина до активното им място. Когато кофеинът е свързан с аденозиновите рецептори по тези три пътя, инхибиторните неврони не се активират и се освобождава повече ацетилхолин. В резултат на това човек се чувства по-бодър. Макар Ванини да отбелязва, че има още много други механизми, чрез които се предполага, че кофеинът действа, тези три пътя вероятно са най-добре проучените.
Ванини добавя, че чувствителността на човек към кофеина зависи от генетиката му. Наистина, предишни изследвания показват, че при някои хора, които сами се определят като нечувствителни към кофеин, има специфична промяна в ген за един от аденозиновите рецептори. Той допълва, че тези ефекти се влияят и от количеството кофеин, което човек приема, както и от честотата на употребата му.
Кофеинът пресича болковите сигнали, медиирани от аденозина
Наскоро Ванини и екипът му се запитали дали кофеинът може да влияе и върху друг ефект, свързан със съня. Те забелязали, че животни, лишени от сън, реагират по-неблагоприятно на последващо нараняване в сравнение с добре отпочинали животни. Това ги накарало да се замислят за начина, по който много хора реагират след лошо прекарана нощ: с чаша кафе. „Ами ако можем да лекуваме страничния ефект — тоест засилената болка, причинена от недоспиване — по същия начин, като използваме кофеин?“
В проучване с плъхове те показват, че кофеинът предотвратява засилената болкова реакция и намалява продължителността ѝ при животни, лишени от сън. Като се връщат към механизмите на действие на кофеина в мозъка, Ванини и екипът му насочват вниманието си към хипоталамуса, защото освен че съдържа структури, свързани със съня, той включва и неврони, участващи в регулирането на болката. С помощта на по-селективен аденозинов антагонист, който се свързва с конкретен аденозинов рецептор, те показват, че сигнализирането чрез аденозина засилва болковите реакции след нарушен сън и че кофеинът блокира и този път.⁸
Въпреки че в малко клинично изпитване не наблюдават ефект на кофеина върху следоперативната болка, Ванини казва, че са установили намаляване на следоперативния делириум. Като взема предвид значението на дозата и други фактори, Ванини се надява да повтори проучването, за да установи дали кофеинът — и съответно аденозинът — регулира болката и при хората.
