Э. Н. Безуглов – к.м.н., председатель медицинского комитета РФС, руководитель медицинского штаба ПФК «ЦСКА», доцент кафедры спортивной медицины и медицинской реабилитации ФГАОУ ВО Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (Сеченовский университет), заведующий лабораторией спорта высших достижений Сеченовского университета.
Е. Е. Ачкасов – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой спортивной медицины и медицинской реабилитации, директор клиники медицинской реабилитации ФГАОУ ВО Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (Сеченовский университет), член наблюдательного совета РАА РУСАДА.
Т. М. Вахидов – научный сотрудник Лаборатории спорта высших достижений ФГАОУ ВО Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (Сеченовский университет).
Кофеин (coffeinum, 1,3,7-триметилксантин или 3,7-дигидро-1,3,7-триметил-1Н-пурин-2,6-дион) – пуриноподобный алкалоид из группы метилксантинов с психостимулирующей активностью, содержащийся в чае (Thea sinensis), кофе (Coffea arabica), какао (Theobroma cacao), коле (Cola acuminata) и некоторых других растениях. В клинической медицине кофеин относится к общетонизирующим средствам, психостимуляторам, стимуляторам дыхания и используется при оказании экстренной помощи.
Метилксантины – группа фитохимических веществ, полученных из пуринового основания ксантина. Наиболее изученными на данный момент являются природные метилксантины – кофеин, теофиллин и теобромин, а также синтетические метилксантины – пентоксифиллин и пропентофиллин. Данная группа веществ активно применяется при лечении заболеваний бронхолегочной, сердечно-сосудистой и нервной систем.
Кофеин и родственные ему алкалоиды (теофиллин и теобромин) являются «вторичными метаболитами» – фито-химическими веществами, не играющими ключевой роли в первичных метаболических процессах растений, но которые можно назвать природными пестицидами, повышающими общую способность растений к выживанию при взаимодействии с окружающей средой [Kennedy et al., 2022]. Синтезируются данные вещества преимущественно в тех частях растений, которые чаще всего подвергаются попыткам поедания со стороны различных животных, выполняя, за счет придания этим частям растения горького вкуса, сдерживающую роль. Таким образом, в чайных растениях кофеин в основном образуется и накапливается в листьях, а не в семенах и плодах: его содержание в молодых чайных листьях составляет 2–3 % от сухого веса и этот показатель даже выше, чем в листьях кофе.
В XXI веке кофеин является одной из самых популярных и широко потребляемых субстанций во всем мире. Потребление кофе в мире в 2020–2021 годах составило около 10 миллионов тонн, и, например, в США более 90 % взрослых употребляют его в средней суточной дозе не менее 200 мг [Frary et al., 2005].
Важно помнить, что в кофе – одном из самых популярных кофеинсодержащих продуктов, помимо кофеина содержится более чем 800 летучих соединений, в том числе, хлорогеновая кислота [Nieber 2017].
Такая популярность кофеина, вероятнее всего, обусловлена как определенными традициями и вкусом, так его тонизирующим эффектом. Его основным натуральным источником являются зерна кофе, однако он также может присутствовать в других растениях, включая чайные листья, орехи колы, ягоды гуараны и какао-бобы. Кофеин может содержаться и в энергетических безалкогольных и алкогольных напитках, жевательных резинках и лекарственных средствах [Rodak et al., 2021]. Регулярное употребление кофеина можно считать привычкой, но необходимо помнить, что в некоторых ситуациях, она может переходить в зависимость [Meredith et al., 2013; Anderson et al., 2012].
Содержание кофеина в продуктах варьируется в очень широких пределах и зависит от производителя и используемого сырья. Это связано с тем, что в конечном продукте он может оказаться двумя способами: добавлен в процессе приготовления (кофеин, добавляемый в продукты, обычно получается методом декофеинизации) или изначально находиться в используемом ингредиенте [Nieber 2017]. Важное значение при проведении различных исследований, связанных с эффектами кофеина, имеет и оценка его потребления. Для этого наиболее часто используются специальные опросники, например, в научных исследованиях используется опросник «Caffeine Consumption Questionnaire-Revised» (CCQ-R), который имеет подтвержденные надежность и валидность [Jessica et al., 2016].
История применения кофеина
История кофеина насколько интересна, настолько и окутана множеством мифов, что не всегда позволяет отделить правду от вымысла, но делает изучение этого вопроса не менее интересным. Например, одна из версий гласит, что психостимулирующее действие кофеина было обнаружено пастухом, который заметил, что овцы, наевшиеся ягод дикого кофе, были более энергичными (“…his goats dancing joyously around a dark green leafed shrub with bright red cherries.”). Вскоре он сам попробовал эти ягоды и ощутил эффекты, которые в настоящее время связывают со стимуляцией центральной нервной системы [Heckman et al., 2010]. Уже в XIX веке на рынке начали появляться содержащие кофеин коммерческие газированные напитки “Dr. Pepper”, “Coca-Cola” и “Pepsi-Cola”, и до сих остающиеся очень популярными [Drewnowski et al., 2016].
Несмотря на то, что сообщения об использовании кофе датируются IX веком, длительное время (до середины XIX века) кофеин воспринимался только как пищевой компонент. Соединение было впервые выделено в 1819 году немецким исследователем Фердинандом Рунге по просьбе профессора химии и технологий Иоганна Вольфганга Дёберейнера и философа Вольфганга фон Гёте и получило название «kaffein», но позже было включено в медицинский словарь под названием «caffeine» на английском языке [Weinberg, A.; Bealer, B.K., 2001]. В последующие годы (1827–1865) кофеин иногда изолировалось из других растений под разными названиями: например, теин.
Химическая структура кофеина была впервые предложена в 1875 году Людвигом Медиком (1847–1915), который вывел ее из уже известного чистого соединения [Meusinger R., 2009]. Структуры кофеина и других метил-ксантинов были описаны в 1882 году Германом Эмилем Фишером в серии исследований по синтезу пуринов, которые в последующем были процитированы в его трудах, получивших Нобелевскую премию по химии в 1902 году [Fischer, E., 1881].
Кофеин активно используется и в клинической медицине – его эффекты позволяют отнести его сразу к нескольким фармакологическим группам, таким как общетонизирующие средства, психостимуляторы и стимуляторы дыхания. В настоящее время его применение одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA), в том числе, при лечении апноэ недоношенных, профилактики и лечении бронхолегочной дисплазии у недоношенных [Schmidt et al., 2006, Mathew 2011]. Кофеин (и другие метилксантины) используются для этих целей уже более сорока лет, а их позитивный эффект подтвержден результатами многочисленных исследований. Эффекты использования кофеина при апноэ недоношенных связаны с конкурентным антагонизмом к аденозиновым рецепторам первого и второго типов. Протокол терапевтического применения кофеина при лечении данной патологии состоит из нагрузочной дозы 20 мг/кг массы тела с последующим переходом на поддерживающую суточную дозу 5–10 мг/кг массы тела и не связан с возникновением серьезных побочных эффектов в краткосрочной перспективе [Miao et al., 2022]. Однако по данным FDA существуют случаи развития некротизирующего энетероколита на фоне приема метилксантинов [New drug application: CAFCIT (NDA) 020793. Washington, D.C.: Food and Drug Administration, 2000.; Abdel et al., 2019]. В то же время согласно результатам обзора Moresco и соавт., опубликованного в 2023 году в базе данных Кокрейновской библиотеки, нельзя утверждать, что применение кофеина при лечении апноэ и профилактики/лечении бронхолегочной дисплазии у недоношенных по сравнению с другими метилксантинами имеет более значимую эффективность и безопасность [Moresco et al., 2023].
