Γράφει ο Ευάγγελος Καραμπότσης, Ph.D.
Η καφεΐνη, αυτή η φυσική ουσία που ανακαλύπτεται σε πολλά από τα αγαπημένα μας ροφήματα, όπως ο αρωματικός καφές, το ευωδιαστό τσάι και τα δροσιστικά αναψυκτικά, δεν αποτελεί μόνο πηγή ενέργειας, αλλά και ένα ενδιαφέρον θέμα ερευνών και συζητήσεων. Πέραν της ευχάριστης γευστικής απόλαυσης που προσφέρει, η καφεΐνη προκαλεί διάφορες αντιδράσεις και συναισθήματα που την καθιστούν εκτός απλής ρουτίνας.
Από την έμπνευση που χαρίζει σε ποιητές έως την καθημερινή ρουτίνα των εργαζομένων, ο καφές και η καφεΐνη συνεχίζουν να αποκαλύπτουν νέες πτυχές που προτρέπουν σε εξερεύνηση. Μέσα από αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να αποκωδικοποιήσουμε τα μυστικά τους, προσφέροντας ένα συναρπαστικό ταξίδι στον κόσμο του καφέ και της καφεΐνης.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η έμπνευση για αυτό το άρθρο αντλήθηκε από την απίστευτη εμπειρία που προσφέρει ο υπέροχος καφές που μου σερβίρει η οικογένεια ” ТРОЙКА| Café-Bar” κατά τη διάρκεια του πρωινού μου διαλείμματος.
Αλλά, αφού απολαύσαμε τον καφέ μας (και θα συνεχίσουμε να τον απολαμβάνουμε), ας εμβαθύνουμε σε πιο συναρπαστικά θέματα…
Η Γιγάντια Σύγκρουση (The Giant Impacth)
Πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια (30 με 50 εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος) σημειώνεται μια ένα σημαντικό γεγονός (συμβάν) στην εξέλιξη του πλανητικού μας συστήματος. Συγκεκριμένα, ένας πλανήτης, γνωστός ως “Πλανήτης Θεία,” με παρόμοιο μέγεθος με τον πλανήτη Άρη, συγκρούεται με την πρώιμη Γη.
Η επίδραση αυτής της σύγκρουσης οδηγεί σε μια αλλαγή στην κλίση της πρώιμης Γης ως προς τον άξονα του ηλιακού συστήματος. Κατά τη συνέχεια, από την σύγκρουση προκύπτουν 81 πεντάκις τόνοι συντομιών που εισέρχονται σε τροχιά γύρω από την πρώιμη Γη.
Λόγω της έλξης της βαρύτητας, τα συντρίμμια σταδιακά ενώνονται μεταξύ τους, δημιουργώντας έναν σώμα που περιστρέφεται γύρω από την πρώιμη Γη. Αποτέλεσμα αυτής της εξέλιξης ήταν η δημιουργία του φυσικού δορυφόρου της Γης, γνωστού ως Σελήνη. Ο φυσικός αυτός δορυφόρος, η Σελήνη, αποτελεί ένα σημαντικό στοιχείο στην αστρονομική ιστορία του πλανητικού μας συστήματος και επηρεάζει πολλές πτυχές της Γαιώδους εξέλιξης.
Η Αβιογένεση (Abiogenesis)
Η εξέλιξη της ζωής και η προέλευση των ζωντανών οργανισμών από μη έμβια ύλη αποτελεί ένα συναρπαστικό πεδίο έρευνας. Το πρώτο κεφάλαιο σε αυτήν την επιστημονική αφήγηση είναι οι πρωτότυποι ζωντανοί οργανισμοί στη Γη, οι οποίοι εκτιμάται ότι εμφανίστηκαν περίπου πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτοί οι πρώιμοι οργανισμοί, που θεωρούνται μονοκύτταροι προκαρυωτικοί, αναπτύχθηκαν στα βάθη των θαλάσσιων περιοχών και θεωρούνται οι πρόγονοι όλων των φυτών και ζώων.
Είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι ο άνθρωπος, ως μέρος αυτής της πολύπλοκης αλυσίδας εξέλιξης, μοιράζεται κοινό DNA κατά περίπου το ήμισυ με τα φυτά. Αυτή η γενετική συγγένεια εξηγεί την άμεση αλληλεπίδραση μεταξύ των χημικών ουσιών των φυτών και του ανθρώπου. Οι χημικές αυτές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ανθρώπου και του φυτικού κόσμου έχουν ευρύτατες επιδράσεις στην υγεία και την ευεξία, καθώς πολλές φυτικές ουσίες ασκούν θετική επίδραση στον οργανισμό μας. Η σύγχρονη έρευνα εξερευνά αυτές τις σχέσεις για να κατανοήσει καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο η ζωή προέκυψε και εξελίχθηκε στον πλανήτη μας.
Η Τροπική Ζώνη
Η δημιουργία της Σελήνης και η συγχρονισμένη περιστροφή της γύρω από τη Γη ασκήσαν σημαντική επίδραση στην εξέλιξη του πλανητικού μας συστήματος. Ένα από τα σημαντικά αποτελέσματα αυτών των γεγονότων ήταν η ελάττωση και η σταθεροποίηση της ταχύτητας περιστροφής της Γης.
Η σταθεροποίηση αυτής της περιστροφής δημιούργησε τις κατάλληλες συνθήκες για την ανάπτυξη ζωής στην επιφάνεια του πλανήτη μας. Η ισορροπημένη και σταθερή περιστροφή της Γης επέτρεψε τη διατήρηση σταθερών κλιματικών συνθηκών, δημιουργώντας ένα περιβάλλον που ευνοεί την ανθοφορία της ζωής.
Επιπλέον, η κλίση της Γης ως προς τον άξονα του ηλιακού συστήματος οδήγησε στη δημιουργία των κλιματικών ζωνών της Γης. Για παράδειγμα, η τροπική ζώνη αντιπροσωπεύει μια περιοχή με τη μεγαλύτερη ηλιοφάνεια και θερμότητα, οδηγώντας σε εκτεταμένη ανάπτυξη φυτών και ζώων. Η ποικιλία της βιολογικής κατάστασης σε αυτήν την περιοχή προωθείται από το συνολικό αυτό περιβαλλοντικό και κλιματικό σύστημα, επιτρέποντας την ύπαρξη και την ανάπτυξη ποικιλίας ζωής στη Γη.
Ο Θάνατος σου – Η Ζωή μου
Ορισμένα φυτά που απαντώνται στην τροπική ζώνη, προκειμένου να προστατευθούν από έντομα, ζώα, και ακόμα και άλλα φυτά, έχουν αναπτύξει δηλητήρια, όπως η καφεΐνη. Ορισμένα από αυτά τα ενδιαφέροντα φυτά παράγουν τον καφέ, ένα πολυαγαπημένο ποτό παγκοσμίως. Αξίζει να αναφέρουμε μερικά από αυτά:
Καρπός Κόλα (Cola acuminata, nitida) Καφεΐνη: 1.5%: Ο καρπός του φυτού Κόλα παρέχει καφεΐνη και χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή ποτών όπως η αναψυκτική κόλα.
Κόκκοι Καφέας Arabica | Καφεΐνη: 1.1%: Η Arabica είναι μία από τις κυρίαρχες ποικιλίες καφέ και είναι γνωστή για την απαλή γεύση και άρωμά της.
Τσάι Ματέ (Ilex paraguariensis) Καφεΐνη < 0.7%: Παρά το ότι οι ποσότητες καφεΐνης είναι χαμηλές, το τσάι ματέ αποτελεί δημοφιλές ποτό, ιδίως σε περιοχές όπως η Νότια Αμερική.
Κόκκοι Καφέας Robusta | Καφεΐνη: 2.2%): Η ποικιλία Robusta είναι γνωστή για την υψηλή περιεκτικότητά της σε καφεΐνη και τον πιο δυνατό και πικρό χαρακτήρα του καφέ της.
Γκουαράνα (Paulinia cupana) Καφεΐνη > 4%: Η γκουαράνα περιέχει υψηλές ποσότητες καφεΐνης και χρησιμοποιείται σε ποτά ενέργειας και συμπληρώματα διατροφής.
Φύλλα Τσαγιού (Camellia sinensis) Καφεΐνη: 3.5%: Από τα φύλλα της Camellia sinensis προέρχονται οι τρεις βασικές ποικιλίες τσαγιού: το πράσινο, το μαύρο και το λευκό τσάι.
Κακάο (Theobroma cacao) | Καφεΐνη: 0.03%: Το κακάο, από το οποίο παρασκευάζεται το σοκολάτα, περιέχει επίσης μικρές ποσότητες καφεΐνης.
Αυτά τα φυτά συμβάλλουν όχι μόνο στη διατήρηση της βιολογικής τους ακεραιότητας αλλά και στη δημιουργία ενδιαφέροντών γευστικών και αρωματικών εμπειριών για τον άνθρωπο.
Το Ναρκωτικό Καφεΐνη
Η αδενοσίνη αποτελεί μια οργανική ένωση που βρίσκεται διάχυτα στη φύση, παρουσιάζοντας ποικίλες παραγωγές. Ένα μόριο αδενοσίνης συνίσταται από μια αδενίνη, συνδεδεμένη με μια ριβόζη μέσω ενός β-Ν2-Γλυκοσιδικού δεσμού, συνοδευόμενη από ένα άτομο υδρογόνου και μια ομάδα οξυγόνου-υδρογόνου.
Η αδενίνη, η οποία πρωτοδιαχωρίστηκε από τα νουκλεϊνικά οξέα το 1891, επιδόθηκε σε συνθετική παρασκευή από τον Γερμανό χημικό Έμιλ Φίσερ το 1897. Συμβάλλει ως στοιχείο του RNA, το οποίο λειτουργεί ως “αγγελιοφόρος” μεταξύ του DNA και των πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων, γνωστών ως ριβοσώματα, στο κυτταρόπλασμα.
Επιπλέον, η αδενοσίνη αναδεικνύεται σε φυσική ουσία που διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στον εγκέφαλο, επηρεάζοντας τη ρύθμιση της δραστηριότητάς του. Είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο των καταστάσεων διέγερσης και ύπνου, ενισχύοντας την αρμονική λειτουργία του εγκεφάλου και συνδράμοντας στη διατήρηση της ισορροπίας ανάμεσα στις καταστάσεις εγρήγορσης και χαλάρωσης.
Η καφεΐνη αντιπροσωπεύει ένα πικρό, λευκό κρυσταλλικό αλκαλοειδές της ξανθίνης. Ένα μόριο καφεΐνης συνδυάζει τέσσερα απλά δομικά στοιχεία, αναλυτικά το άζωτο, τον άνθρακα, το υδρογόνο και το οξυγόνο.
Ο Γερμανός χημικός Friedrich Ferdinand Runge απομόνωσε την καφεΐνη από τον καφέ το 1819. Είναι παρούσα σε διάφορα μέρη των φυτών, όπως στους κόκκους, τα φύλλα και τους καρπούς, σε διάφορες ποσότητες.
Η καφεΐνη δρα ως φυσικό φυτοφάρμακο, παραλύοντας και εξουδετερώνοντας ορισμένα έντομα που τρέφονται από τα φυτά που την παράγουν. Επιπλέον, λειτουργεί ως ψυχοτρόπος παράγοντας επιδράσεις στο νευρικό σύστημα.
Σε ό,τι αφορά την απορρόφηση, η καφεΐνη απορροφάται μέσω της γαστρεντερικής οδού με ταχύτητα και πληρότητα, περίπου εντός 45 λεπτών από την κατανάλωση.
Η καφεΐνη ασκεί δράση ως διεγερτικό του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) λόγω της ανταγωνιστικής της δράσης έναντι της αδενοσίνης. Η αδενοσίνη είναι ένα νευροδιαβιβαστικό που προκαλεί χαλάρωση και ύπνωση. Η καφεΐνη “αντικαθιστά” αυτήν τη δράση, κρατώντας τον εγκέφαλο σε εγρήγορση.
Επιπλέον, η δέσμευση των υποδοχέων της αδενοσίνης από την καφεΐνη συστέλλει τα αιμοφόρα αγγεία. Αυτή η συστολή των αγγείων συνδέεται με την ανακούφιση της πίεσης στα κεφαλαλγικά (ημικρανίες, πονοκεφάλους). Αυτό επίσης εξηγεί γιατί η καφεΐνη είναι συστατικό σε πολλά αναλγητικά χάπια.
Παρόλα αυτά, η υπερβολική κατανάλωση καφεΐνης μπορεί να προκαλέσει ανησυχία και απώλεια λεπτών μηχανικών ελέγχων. Η κατανάλωση γύρω στα 2000 mgr μπορεί να προκαλέσει αϋπνία, τρόμο (τρέμουλο) και γρήγορη αναπνοή.
Τέλος, η καφεΐνη εκδηλώνει διουρητική δράση, που μπορεί να οδηγήσει σε βρογχική χαλάρωση, αύξηση της παραγωγής του γαστρικού οξέος και επιτάχυνση του μεταβολικού ρυθμού.
Πηγή:National Soft Drink Association, US Food and Drug Administration, Bunker and McWilliams, Pepsi, Slim-Fast: “Caffeine content of popular drinks”
Βιβλιογραφικές Αναφορές
Fredholm, B. B., Battig, K., Holmen, J., Nehlig, A., & Zvartau, E. E. (1999). Actions of caffeine in the brain with special reference to factors that contribute to its widespread use. Pharmacological Reviews, 51(1), 83–133.
Heckman, M. A., Weil, J., & De Mejia, E. G. (2010). Caffeine (1, 3, 7‐trimethylxanthine) in foods: A comprehensive review on consumption, functionality, safety, and regulatory matters. Journal of Food Science, 75(3), R77–R87.
Kerry Lotzof, How did the Moon form? The Natural History Museum
Mark Pendergrast (1999), Uncommon Grounds: The History of Coffee and How It Transformed Our World
Nawrot, P., Jordan, S., Eastwood, J., Rotstein, J., Hugenholtz, A., & Feeley, M. (2003). Effects of caffeine on human health. Food Additives & Contaminants, 20(1), 1–30.
Nehlig, A. (1999). Are we dependent upon coffee and caffeine? A review on human and animal data. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 23(4), 563–576.
Temple, J. L., Bernard, C., Lipshultz, S. E., Czachor, J. D., Westphal, J. A., & Mestre, M. A. (2017). The safety of ingested caffeine: A comprehensive review. Frontiers in Psychiatry, 8, 80.
Ralevic, V., & Burnstock, G. (1998). Receptors for purines and pyrimidines. Pharmacological Reviews, 50(3), 413–492.