جذب و متابولیسم کافئین در بدن انسان
کافئین یکی از شناختهشدهترین محرکهای طبیعی در دنیاست که هر روز توسط میلیونها نفر مصرف میشود. قهوه، چای، شکلات و نوشیدنیهای انرژیزا تنها چند نمونه از منابع رایج کافئین هستند. اما آیا تاکنون فکر کردهاید که وقتی یک فنجان قهوه مینوشید، کافئین چه مسیری را در بدن طی میکند؟ این ماده چقدر سریع جذب خون میشود و چه مدت در بدن شما باقی میماند؟
کافئین، یک آلکالوئید طبیعی از خانواده متیلگزانتینها (کافئین، تئوفیلین و تئوبرومین ) ، بهطور گستردهای در نوشیدنیهایی مانند قهوه، چای و نوشابههای انرژیزا یافت میشود. این ترکیب بهعنوان یک محرک سیستم عصبی مرکزی شناخته شده و تأثیرات متعددی بر عملکردهای فیزیولوژیکی انسان دارد. درک دقیق از فرآیند جذب، متابولیسم و دفع کافئین برای ارزیابی اثرات آن بر سلامت انسان ضروری است.
جذب کافئین
پس از مصرف خوراکی، کافئین بهسرعت و بهطور کامل از طریق دستگاه گوارش جذب میشود. حدود ۹۹٪ از کافئین مصرفشده در عرض ۴۵ دقیقه وارد جریان خون میشود. غلظت پیک پلاسمایی کافئین معمولاً بین ۱۵ تا ۴۵ دقیقه پس از مصرف مشاهده میشود. جالب است که به دلیل ساختار شیمیایی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی کافئین، از جمله حلالیت بالا در آب و چربی ، کافئین به راحتی از سد خونی-مغزی عبور میکند. همین ویژگی باعث میشود که تنها پس از ۱۵ تا ۴۵ دقیقه، اثرات بیدارکنندهی آن را احساس کنیم.
نکته جالب: سطح پیک کافئین در خون معمولاً بین ۳۰ تا ۶۰ دقیقه پس از مصرف به دست میآید.
توزیع در بدن
کافئین بهطور گستردهای در سراسر بدن توزیع میشود و میتواند از سد خونی-مغزی عبور کند. حجم توزیع کافئین در بدن انسان بین ۰٫۵ تا ۰٫۷۵ لیتر به ازای هر کیلوگرم وزن بدن گزارش شده است. این ویژگیها به کافئین امکان میدهد تا بهراحتی به بافتهای مختلف بدن دسترسی پیدا کند.
متابولیسم کافئین ( اندکی تخصصی)
کافئین عمدتاً در کبد توسط آنزیمهای سیستم سیتوکروم P450، بهویژه CYP1A2، متابولیزه میشود. حدود ۹۵٪ از متابولیسم کافئین از طریق این آنزیم صورت میگیرد. فرآیند متابولیسم شامل دمتیلاسیون کافئین به سه متابولیت اصلی است:
- پاراکسانتین۸۴٪ : افزایش لیپولیز و آزادسازی اسیدهای چرب آزاد در پلاسما.
- تئوبرومین ۱۲٪ : اتساع عروق خونی و افزایش تولید ادرار.
- تئوفیلین ۴٪ : شلکردن عضلات صاف برونشها و استفاده در درمان آسم.
این متابولیتها نیز به نوبه خود متابولیزه شده و از طریق ادرار دفع میشوند.
مکانیزم زیستی اثر کافئین
کافئین عمدتاً با مسدود کردن گیرندههای آدنوزین در مغز عمل میکند. آدنوزین نوکلئوزید پورینی است که از اتصال آدنین به قند ریبوز ساخته میشود و حس خوابآلودگی را تحریک میکند. وقتی کافئین گیرندههای آدنوزین را میبندد، فعالیت نورونها افزایش مییابد و فرد احساس بیداری، انرژی و تمرکز بیشتری میکند.
علاوه بر این، کافئین باعث افزایش آزادسازی نوروترانسمیترهایی (هورمون) مثل دوپامین و نوراپینفرین نیز میشود که خلقوخو و عملکرد شناختی را بهبود میبخشند.
نیمهعمر کافئین
وقتی کافئین وارد خون شد، توسط کبد پردازش میشود. آنزیمی به نام CYP1A2 (که نوعی آنزیم تجزیهکنندهی داروها در کبد است) مسئول شکستن مولکولهای کافئین به ترکیبات دیگر مانند پاراکسانتین، تئوبرومین و تئوفیلین است.
نیمهعمر کافئین (یعنی مدت زمانی که نصف مقدار آن از بدن دفع میشود)، به طور متوسط ۳ تا ۷ ساعت است. این مقدار بسته به عوامل مختلف مثل سن، مصرف سیگار، وضعیت بارداری و حتی ژنتیک فرد میتواند تغییر کند. برای مثال، افراد سیگاری معمولاً کافئین را سریعتر متابولیزه میکنند.
- ژنتیک: پلیمورفیسم در ژن CYP1A2 میتواند سرعت متابولیسم کافئین را تحت تأثیر قرار دهد. به عنوان مثال تفاوتها اینگونه است که افرادی با آلل AA سریعتر و با آلل AC یا CC کندتر کافئین را متابولیزه میکنند.
- بارداری: در دوران بارداری، بهویژه در سهماهه سوم، نیمهعمر کافئین ممکن است تا ۱۵ ساعت افزایش یابد.
- مصرف سیگار: سیگار کشیدن میتواند فعالیت آنزیم CYP1A2 را در کبد افزایش داده و نیمهعمر کافئین را تا ۵۰٪ کاهش دهد.
- داروها: برخی داروها، مانند فلووکسامین، میتوانند متابولیسم کافئین را مهار کرده و نیمهعمر آن را افزایش دهند.
دفع کافئین
کافئین و متابولیتهای آن عمدتاً از طریق ادرار دفع میشوند. کمتر از ۳٪ از کافئین مصرفشده بهصورت تغییرنیافته از بدن خارج میشود. دفع کافئین از نوع سینتیک مرتبه اول است، به این معنا که نرخ دفع متناسب با غلظت کافئین در پلاسما خون است.
منابع علمی مرتبط
Bonati, M., Latini, R., Galletti, F., Young, J. F., Tognoni, G., & Garattini, S. (1982). Clinical pharmacokinetics of caffeine. Clinical Pharmacokinetics, 7(5), 426–444. https://doi.org/10.2165/00003088-198207050-00003
Liguori, A., Hughes, J. R., & Grass, J. A. (1997). Absorption and subjective effects of caffeine from coffee, cola and capsules. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 58(3), 721–726. https://doi.org/10.1016/S0091-3057(97)00003-8
Kalow, W., & Tang, B. K. (1993). The use of caffeine for enzyme assays: a critical appraisal. Clinical Pharmacology & Therapeutics, 53(5), 503–514. https://doi.org/10.1038/clpt.1993.63
CYP1A2 and the Effects of Caffeine on the Body. Parsley Health. https://www.parsleyhealth.com/blog/cyp1a2-effects-of-caffeine-on-the-body/
Caffeine Pharmacology. News-Medical.Net. https://www.news-medical.net/health/Caffeine-Pharmacology.aspx