Caffeine là gì? Cơ chế hoạt động và tác dụng với cơ thể?

1. Caffeine là gì?

Caffeine là một chất kích thích hệ thần kinh trung ương (CNS) thuộc nhóm methylxanthine. Có một số cơ chế hoạt động đã biết để giải thích tác dụng của caffeine. Điểm nổi bật nhất là nó ngăn chặn một cách có thể đảo ngược hoạt động của adenosine trên các thụ thể của nó và do đó ngăn chặn sự khởi đầu của cơn buồn ngủ do adenosine gây ra. Caffeine cũng kích thích một số phần của hệ thống thần kinh tự chủ.

Caffeine là một purine tinh thể màu trắng, đắng, một alkaloid metylxanthine, và có liên quan hóa học với các gốc adenin và guanin của axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA). Nó được tìm thấy trong hạt, trái cây, quả hạch hoặc lá của một số loài thực vật có nguồn gốc từ Châu Phi, Đông Á và Nam Mỹ, và giúp bảo vệ chúng khỏi động vật ăn cỏ và chống lại sự cạnh tranh bằng cách ngăn chặn sự nảy mầm của các hạt gần đó, cũng như khuyến khích tiêu thụ động vật chọn lọc như ong mật.

Nguồn caffeine nổi tiếng nhất là hạt cà phê, hạt của cây Coffea. Mọi người có thể uống đồ uống có chứa caffeine để giảm bớt hoặc ngăn ngừa buồn ngủ và cải thiện hiệu suất nhận thức. Để tạo ra những thức uống này, caffeine được chiết xuất bằng cách ngâm sản phẩm thực vật trong nước, một quá trình được gọi là truyền. Đồ uống có chứa caffein, chẳng hạn như cà phê, trà và cola, được tiêu thụ trên toàn cầu với số lượng lớn. Vào năm 2020, gần 10 triệu tấn hạt cà phê đã được tiêu thụ trên toàn cầu.

Caffeine là loại thuốc kích thích thần kinh được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới. Không giống như hầu hết các chất kích thích thần kinh khác, caffeine phần lớn vẫn chưa được kiểm soát và hợp pháp ở hầu hết các nơi trên thế giới. Caffeine cũng là một ngoại lệ vì việc sử dụng nó được coi là được xã hội chấp nhận ở hầu hết các nền văn hóa và thậm chí được khuyến khích ở những người khác, đặc biệt là ở thế giới phương Tây.

2. Cơ chế hoạt động và tác dụng với cơ thể:

Ở trẻ em khỏe mạnh, lượng caffeine vừa phải dưới 400 mg sẽ tạo ra những tác động "khiêm tốn và thường là vô hại". Ngay từ 6 tháng tuổi, trẻ sơ sinh có thể chuyển hóa caffeine với tốc độ tương đương với tốc độ của người lớn. Liều lượng caffein cao hơn (> 400 mg) có thể gây hại sinh lý, tâm lý và hành vi, đặc biệt là đối với trẻ em mắc các bệnh tâm thần hoặc tim. Không có bằng chứng nào cho thấy cà phê cản trở sự phát triển của trẻ. Học viện Nhi khoa Hoa Kỳ khuyến cáo rằng nên tránh tiêu thụ caffein cho trẻ em và thanh thiếu niên.

Khuyến nghị này dựa trên một báo cáo lâm sàng do Học viện Nhi khoa Hoa Kỳ phát hành năm 2011 với sự đánh giá của 45 ấn phẩm từ năm 1994 đến năm 2011 và bao gồm đầu vào từ các bên liên quan khác nhau (Bác sĩ nhi khoa, Ủy ban dinh dưỡng, Hiệp hội Nhi khoa Canada, Trung tâm Kiểm soát & Phòng ngừa Dịch bệnh, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm, Ủy ban Y học Thể thao & Thể dục, Liên đoàn các Hiệp hội Trung học Quốc gia). Đối với trẻ em từ 12 tuổi trở xuống, Bộ Y tế Canada khuyến nghị lượng caffeine tối đa hàng ngày không quá 2,5 miligam trên mỗi kg trọng lượng cơ thể.

Caffeine được sử dụng trong:

-  Loạn sản phế quản phổi ở trẻ sinh non để phòng ngừa và điều trị. Nó có thể cải thiện tình trạng tăng cân trong quá trình điều trị và giảm tỷ lệ mắc bệnh bại não cũng như giảm chậm phát triển ngôn ngữ và nhận thức.

Mặt khác, các tác dụng phụ lâu dài có thể xảy ra.

- Ngưng thở khi sinh non như một phương pháp điều trị chính, nhưng không phải là phòng ngừa.

- Điều trị hạ huyết áp thế đứng.

]- Một số người sử dụng đồ uống có chứa caffeine như cà phê hoặc trà để cố gắng điều trị bệnh hen suyễn của họ. Tuy nhiên, bằng chứng hỗ trợ thực hành này còn nghèo nàn. Có vẻ như caffeine ở liều lượng thấp giúp cải thiện chức năng đường thở ở những người bị hen suyễn, làm tăng thể tích thở ra cưỡng bức (FEV1) từ 5% đến 18%, với tác dụng này kéo dài đến bốn giờ.

- Việc bổ sung caffeine (100–130 mg) vào thuốc giảm đau thường được kê đơn như paracetamol hoặc ibuprofen giúp cải thiện một cách khiêm tốn tỷ lệ người giảm đau. Tiêu thụ caffeine sau khi phẫu thuật bụng rút ngắn thời gian phục hồi chức năng bình thường của ruột và rút ngắn thời gian nằm viện.

3. Lợi ích của caffein:

- Nhận thức

Caffeine là một chất kích thích hệ thần kinh trung ương có thể làm giảm mệt mỏi và buồn ngủ. Ở liều lượng bình thường, caffein có những tác động khác nhau đến học tập và trí nhớ, nhưng nhìn chung nó cải thiện thời gian phản ứng, sự tỉnh táo, sự tập trung và sự phối hợp vận động. Lượng caffeine cần thiết để tạo ra những hiệu ứng này khác nhau ở mỗi người, tùy thuộc vào kích thước cơ thể và mức độ dung nạp.

Các tác dụng mong muốn phát sinh khoảng một giờ sau khi tiêu thụ, và tác dụng mong muốn của một liều lượng vừa phải thường giảm dần sau khoảng ba hoặc bốn giờ. Caffeine có thể trì hoãn hoặc ngăn chặn giấc ngủ và cải thiện hiệu suất công việc khi thiếu ngủ. Những người làm việc theo ca sử dụng caffeine sẽ ít mắc sai lầm do buồn ngủ hơn. Caffeine theo cách phụ thuộc vào liều lượng làm tăng sự tỉnh táo ở cả người mệt mỏi và người bình thường. Một đánh giá có hệ thống và phân tích tổng hợp từ năm 2014 cho thấy rằng việc sử dụng đồng thời caffeine và l-theanine có tác dụng hiệp đồng tác dụng thần kinh giúp thúc đẩy sự tỉnh táo, chú ý và chuyển đổi nhiệm vụ; những tác dụng này rõ rệt nhất trong giờ đầu tiên sau khi dùng liều.

- Thuộc thân thể

Caffeine là một chất hỗ trợ có lợi cho con người đã được chứng minh. Caffeine cải thiện hiệu suất thể thao trong điều kiện hiếu khí (đặc biệt là các môn thể thao sức bền) và kỵ khí. Liều lượng vừa phải của caffeine (khoảng 5 mg / kg) có thể cải thiện hiệu suất chạy nước rút, [48] hiệu suất thử nghiệm thời gian chạy xe đạp và chạy, độ bền (tức là nó làm chậm sự khởi phát của mệt mỏi cơ và mệt mỏi trung tâm), và đầu ra công suất đạp xe. Caffeine làm tăng tỷ lệ trao đổi chất cơ bản ở người lớn.

Uống caffein trước khi tập thể dục nhịp điệu làm tăng quá trình oxy hóa chất béo, đặc biệt ở những người có thể chất thấp. Caffeine cải thiện sức mạnh và sức mạnh của cơ bắp, và có thể tăng cường sức bền của cơ bắp. Caffeine cũng giúp tăng cường hiệu suất trong các bài kiểm tra yếm khí. Tiêu thụ caffein trước khi tập thể dục liên tục có liên quan đến việc giảm gắng sức. Mặc dù hiệu ứng này không xuất hiện trong quá trình tập luyện đến kiệt sức, nhưng hiệu suất được nâng cao đáng kể. Điều này đồng nghĩa với việc caffeine làm giảm sự gắng sức được nhận thức, bởi vì tập thể dục đến kiệt sức sẽ kết thúc ở cùng một điểm mệt mỏi.

Hiện nay, đối với dân số nói chung là những người trưởng thành khỏe mạnh, Bộ Y tế Canada khuyên lượng tiêu thụ hàng ngày không quá 400 mg. Giới hạn này được phát hiện là an toàn bởi một đánh giá có hệ thống năm 2017 về độc tính của caffeine. Caffeine cũng cải thiện sản lượng điện và giảm thời gian hoàn thành trong các thử nghiệm thời gian tập aerobic, một tác động tích cực (nhưng không phải riêng) liên quan đến tập thể dục thời gian dài hơn.

Caffeine có thể có cả tác động tích cực và tiêu cực đến sức khỏe. Thuốc có thể điều trị và ngăn ngừa rối loạn hô hấp ở trẻ sinh non, chứng loạn sản phế quản phổi do sinh non và ngưng thở khi sinh non. Caffeine citrate nằm trong Danh sách Mẫu Thuốc Thiết yếu của WHO. Nó có thể mang lại hiệu quả bảo vệ khiêm tốn chống lại một số bệnh, bao gồm cả bệnh Parkinson.

Một số người bị gián đoạn giấc ngủ hoặc lo lắng nếu họ tiêu thụ caffeine, nhưng những người khác cho thấy ít bị xáo trộn. Bằng chứng về rủi ro trong thai kỳ là không rõ ràng; một số nhà chức trách khuyến cáo phụ nữ mang thai nên hạn chế lượng caffeine tương đương với hai tách cà phê mỗi ngày hoặc ít hơn.

Caffeine có thể tạo ra một dạng phụ thuộc thuốc nhẹ - liên quan đến các triệu chứng cai nghiện như buồn ngủ, đau đầu và khó chịu - khi một người ngừng sử dụng caffeine sau khi uống lặp lại hàng ngày. Khả năng chịu đựng các tác động tự chủ của việc tăng huyết áp và nhịp tim, và tăng lượng nước tiểu, phát triển khi sử dụng mãn tính (tức là, các triệu chứng này trở nên ít rõ rệt hơn hoặc không xảy ra sau khi sử dụng liên tục).

Caffeine được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phân loại là an toàn (GRAS). Liều độc, trên 10 gam mỗi ngày đối với người lớn, cao hơn nhiều so với liều thông thường dưới 500 miligam mỗi ngày.

Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu báo cáo rằng lên đến 400 mg caffeine mỗi ngày (khoảng 5,7 mg / kg khối lượng cơ thể mỗi ngày) không gây lo ngại về an toàn cho người lớn không mang thai, trong khi tiêu thụ tới 200 mg mỗi ngày cho phụ nữ mang thai và cho con bú. phụ nữ không nêu lo ngại về an toàn cho thai nhi hoặc trẻ sơ sinh bú sữa mẹ.

Một tách cà phê chứa 80–175 mg caffein, tùy thuộc vào loại "hạt" được sử dụng, cách rang (rang đậm hơn có ít caffein hơn) và cách pha chế (ví dụ: nhỏ giọt, thấm đều hoặc espresso ). Vì vậy, cần khoảng 50–100 tách cà phê thông thường để đạt được liều lượng độc hại. Tuy nhiên, caffein dạng bột nguyên chất, được cung cấp dưới dạng thực phẩm chức năng, có thể gây chết người với lượng nhỏ bằng thìa canh.