Не секрет, что чашка крепкого кофе после ужина может надолго отбить желание поспать. Но оказывается, принятая вечером доза кофеина оказывает заметное воздействие не только на то, насколько человек бодр, но и на сложный молекулярный механизм биологических часов.
Американские учёные выяснили, что порция двойного эспрессо, выпитая за три часа до сна, сбивает 24-часовой циркадный ритм на 40 минут.
Эффект, который кофеин оказывает на сон и бдительность, хорошо изучен на примере самых разных живых существ. Однако до сих пор его влияние на биоритмы было известно только у примитивных живых форм, таких как водоросли и плодовые мушки.
Для нового исследования профессор Кеннет Райт (Kenneth Wright) из Колорадского университета в Боулдере и его коллеги пригласили пять добровольцев – трёх женщин и двух мужчин. Участники эксперимента на протяжении 49 суток принимали перед сном либо таблетки, содержащие дозу кофеина, эквивалентную чашке двойного эспрессо, либо плацебо. Кроме того, эксперимент повторили в условиях яркого и приглушённого освещения, так как свет также играет важную роль в настройке биологических часов.
У всех испытуемых регулярно отбирали образцы слюны для определения уровня гормона мелатонина, который вырабатывается в эпифизе и участвует в регуляции суточных ритмов. Увеличение концентрации этого гормона сообщает организму о наступлении биологической ночи, а её снижение соответствует началу дневного периода.
Учёные выяснили, что приём кофеина в условиях низкой освещённости вызывал 40-минутную задержку выработки мелатонина. При этом время задержки после трёх часов, проведённых поздним вечером под ярким светом, составило 85 минут у людей, принимавших плацебо, и 105 минут у участников эксперимента, получавших кофеин.
Во второй части работы команда Райта использовала генетически модифицированные клетки, которые светились во время экспрессии генов, ответственных за работу биологических часов. С их помощью учёные выяснили, что кофеин может блокировать клеточные рецепторы нейромедиатора аденозина, который обычно подавляет возбуждение при подготовке ко сну.
"Это первое исследование, которое показывает, как самый широко используемый в мире психоактивный наркотик – кофеин, воздействует на биологические часы человека", – сообщает Райт в пресс-релизе.
Результаты, опубликованные в журнале Science Translational Medicine, не только объясняют, почему любители вечернего кофе ложатся спать и просыпаются позже, но и открывают новые пути для лечения нарушений циркадных ритмов. Например, кофе может помочь путешественникам, летящим через несколько часовых поясов на запад, быстрее "перевести" внутренние биологические часы.
