Wieczorna kawa wybija zegar biologiczny 01.10.2015

Pijemy kawę, aby budzić sen, ale efekt może być znacznie głębszy i trwalszy – naukowcy z University of Colorado w Boulder odkryli, że kawa wpływa na rytm dobowy, dzięki czemu nasz wewnętrzny zegar nie pokrywa się już z czasem naturalnym.

Kofeina (przypomnijmy, że zawarta jest nie tylko w kawie, ale także w herbacie, kakao, coli i niektórych innych produktach) wiąże się z receptorami adenozynowymi neuronów mózgowych. Adenozyna jest nie tylko częścią DNA jako jedna z „liter” kodu genetycznego, ale także bierze udział w przekazywaniu szerokiej gamy sygnałów wpływających na metabolizm i fizjologię. W szczególności uważa się, że hamuje procesy wzbudzania w mózgu, dzięki czemu jego zastąpienie kofeiną prowadzi do stymulacji aktywności mózgu. Ale pobudzające działanie kofeiny to nie jedyny efekt, a jej wpływ na rytmy dobowe odkryto jakiś czas temu w eksperymentach z algami i muszkami owocowymi. Jednak nie zostało to jeszcze przetestowane na ludziach.

Eksperyment przeprowadzony przez Kennetha Wrighta i jego współpracowników był następujący: kilku ochotników otrzymało tabletki z kofeiną odpowiadające podwójnemu espresso na trzy godziny przed pójściem spać. Następnie co pół godziny pobierano z nich ślinę, aby ocenić poziom hormonu melatoniny, który odpowiada za senność: gromadzi się w ciemności, sygnalizując, że czas spać i jest uważany za jeden z najważniejszych regulatorów rytmu dobowego rytm. Okazało się, jak piszą autorzy pracy w Science Translational Medicine, że „podwójne espresso” w tabletkach na trzy godziny przed snem opóźniło dynamikę melatoniny o 40 minut. Oznacza to, że gdy ktoś kładł się spać, jego ciało wierzyło, że można coś zrobić przez kolejne 40 minut.

Podobnie było, gdy człowiek był zmuszony siedzieć wszystkie trzy godziny w jasnym świetle, jakby przez cały ten czas było słoneczne południe. Światło jest głównym regulatorem rytmów biologicznych, a poziom melatoniny, jak już powiedziano, zależy bezpośrednio od tego, czy wokół nas jest ciemno, czy jasno, nic więc dziwnego, że u osób przebywających w świetle poziom melatoniny był opóźniony o aż 85 minut. Gdyby połączyć niewłaściwe oświetlenie i kofeinę, nie było dodatkowego opóźnienia w zegarze biologicznym – najprawdopodobniej ze względu na to, że światło ustawiało maksymalne przesunięcie wskazówek, a kofeina nie mogła tu nic dodać.

Ludzkie komórki kostniakomięsaka wykorzystano do zrozumienia molekularnego mechanizmu opóźnienia okołodobowego. Wcześniej można było wykazać, że kofeina działa na nie dokładnie tak samo, opóźniając dobowe wahania aktywności genów biorących udział w kontrolowaniu rytmu dobowego. Teraz, z pomocą komórek kostniakomięsaka, naukowcy odkryli, że stymulujące działanie kofeiny i jej zdolność do zakłócania zegara biologicznego zależy od nieco innych mechanizmów molekularnych: stymulacja zależy od receptorów adenozyny A1, a przesunięcie zegara zależy od podobnych, ale wciąż różne, receptory A2.

Zakłócenia rytmu okołodobowego mogą znacznie zaszkodzić zdrowiu, ponieważ hormony, odporność i inne układy organizmu zmieniają swoją aktywność zgodnie z sygnałem zegara biologicznego. Na przykład zmiana rytmu prowadzi do nadpobudliwości układu odpornościowego: zwiększa się liczba komórek stymulujących odpowiedź immunologiczną w jelicie, w wyniku czego wzrasta ryzyko rozwoju nieuzasadnionego, powolnego stanu zapalnego. Z drugiej strony wrażliwość na insulinę zależy również od pory dnia, a jeśli zegar biologiczny zacznie się psuć, możemy zacząć stawać się otyłymi: komórki będą stale wchłaniać glukozę, a tłuszcz gromadzi się w nich jako bezużyteczny ładunek. Dlatego, aby uniknąć problemów zdrowotnych, lepiej nie pić kawy przed snem, nawet jeśli wisi nad tobą pilna praca, którą trzeba wykonać do jutra.