Dla wielu osób kawa stanowi naturalny element wieczornej rutyny. Jednak najnowsze badania wskazują, że kofeina nie tylko zaburza sen na poziomie powierzchniowym, ale także głęboko ingeruje w biologiczne mechanizmy regulacyjne naszego organizmu. Zwłaszcza w kontekście chronobiologii staje się jasne, dlaczego picie kawy późnym wieczorem jest bardziej problematyczne, niż od dawna sądzono.

Wady spożywania kofeiny w nocy

Chronobiologia zajmuje się zegarami wewnętrznymi organizmu, a w szczególności rytmem dobowym – cyklem trwającym około 24 godzin, który reguluje sen, produkcję hormonów, temperaturę ciała i metabolizm. Kluczową rolę odgrywa tu hormon melatonina, którego poziom wzrasta wieczorem i przygotowuje organizm do snu. W tym momencie wkracza kofeina: blokuje ona neuroprzekaźnik adenozynę, który sygnalizuje zmęczenie, a jednocześnie opóźnia uwalnianie melatoniny. W rezultacie „zegar wewnętrzny” cofa się – zmęczenie pojawia się później, a sen jest często mniej głęboki.

Badania snu oparte na EEG, w tym badania zdrowych dorosłych w laboratoriach snu, pokazują, że kofeina zwiększa aktywność neuronalną podczas snu. Nawet gdy ludzie zasypiają, mózg pozostaje w stanie przypominającym raczej lekką czuwanie niż regenerujące fazy głębokiego snu. Te fazy głębokiego snu są jednak kluczowe dla regeneracji fizycznej, funkcji odpornościowych i konsolidacji pamięci. W kategoriach chronobiologicznych oznacza to, że organizm jest technicznie w trybie snu, podczas gdy części mózgu pozostają aktywne – jest to rodzaj „wewnętrznej desynchronizacji”. Wyjaśnia to, dlaczego nie czujemy się w pełni wypoczęci, mimo że wyspaliśmy się wystarczająco.

Badanie na muszkach owocowych: zaobserwowano impulsywne zachowanie

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „iScience”, prowadzonym przez Ericka Saldesa, Paula Sabandala i Kyung-An Han, zbadano, jak spożycie kofeiny w nocy wpływa na kontrolę impulsów. Jako organizm modelowy wykorzystano muszkę owocową Drosophila melanogaster, ponieważ jej system genetyczny i neuronalny wykazują istotne podobieństwa do ludzkich. Aby dokładniej zbadać te skutki, naukowcy przeprowadzili kilka eksperymentów:

• Muchom podawano kofeinę w pożywieniu w różnych stężeniach
• Spożycie miało miejsce w ciągu dnia lub w nocy
• W niektórych przypadkach muchy były dodatkowo poddawane deprywacji snu

Impulsywność mierzono za pomocą prostego paradygmatu behawioralnego: muchy zazwyczaj reagują na silny strumień powietrza zatrzymując swój ruch. Saldes wyjaśnił: „W normalnych okolicznościach muchy przestają się poruszać, gdy są narażone na silny strumień powietrza. Odkryliśmy, że muchy, które spożywały kofeinę w nocy, były mniej zdolne do powstrzymania swojego ruchu i wykazywały impulsywne zachowania, takie jak lekkomyślne latanie, pomimo tych nieprzyjemnych warunków”. Natomiast naukowcy stwierdzili, że kofeina spożywana w ciągu dnia nie prowadziła do tego samego rodzaju lekkomyślnego zachowania podczas lotu.

Szczególnie interesujące: samice much były bardziej wrażliwe. Ponieważ nie mają one ludzkich hormonów, takich jak estrogen, wyniki sugerują, że na tę zwiększoną wrażliwość wpływają inne czynniki genetyczne lub fizjologiczne. Han podkreślił, że odkrycie tych mechanizmów może pomóc lepiej zrozumieć, w jaki sposób fizjologia nocna i czynniki związane z płcią modulują działanie kofeiny. Jednak efekty zaobserwowane w badaniu sięgają jeszcze dalej. Nawet gdy ludzie zasypiają po spożyciu kawy, mózg pozostaje zauważalnie bardziej aktywny. Wzorce aktywności neuronalnej przypominają raczej stan lekkiej czuwania niż regenerujące fazy głębokiego snu. A przecież to właśnie te fazy głębokiego snu są niezbędne dla regeneracji fizycznej, funkcji odpornościowych i konsolidacji pamięci. Z perspektywy chronobiologii i nauk behawioralnych obowiązuje zatem następująca zasada: każdy, kto chce długoterminowo utrzymać jakość snu, regenerację i sprawność poznawczą, powinien unikać kofeiny na kilka godzin przed snem, zwłaszcza w nocy lub gdy czas snu jest już ograniczony.

Kofeina rano może pomóc chronić mózg w dłuższej perspektywie

Z drugiej strony spożywanie kofeiny o innych porach dnia może mieć pozytywne skutki. Badania sugerują, że poranna filiżanka kawy lub herbaty może okazać się pomocna, dyskretnie wspierając zdrowie mózgu. W długoterminowym badaniu stwierdzono, że umiarkowane spożycie kawy lub herbaty zawierającej kofeinę wiązało się z 18% niższym ryzykiem demencji i lepszą długoterminową sprawnością poznawczą. Pozytywne efekty były najbardziej widoczne przy spożywaniu 2–3 filiżanek kawy lub 1–2 filiżanek herbaty dziennie — i dotyczyły nawet osób genetycznie predysponowanych do demencji.

Wczesna profilaktyka demencji jest szczególnie ważna, ponieważ obecne możliwości leczenia są ograniczone i zazwyczaj przynoszą niewielkie korzyści po pojawieniu się objawów. Dlatego naukowcy coraz bardziej skupiają się na czynnikach związanych ze stylem życia, w tym diecie, które mogą wpływać na rozwój zaburzeń funkcji poznawczych. Kawa i herbata zawierają związki, takie jak polifenole i kofeina, które, jak się uważa, wspierają zdrowie mózgu. Substancje te mogą pomagać w zmniejszaniu stanów zapalnych i ograniczaniu uszkodzeń komórek, które są związane z pogorszeniem funkcji poznawczych. Jednak wcześniejsze badania dotyczące kawy i demencji dały mieszane wyniki, często z powodu krótszego czasu trwania badań lub ograniczonych danych na temat długoterminowych nawyków konsumpcyjnych i różnych rodzajów napojów.

Dane długoterminowe dają jaśniejszy obraz sytuacji

W ramach szeroko zakrojonego prospektywnego badania kohortowego, przeprowadzonego przez naukowców z Mass General Brigham, Harvard T.H. Chan School of Public Health oraz Broad Institute of MIT and Harvard, przeanalizowano dane od 131 821 uczestników badania Nurses’ Health Study (NHS) oraz Health Professionals Follow-Up Study (HPFS). Uczestnicy byli obserwowani przez okres do 43 lat, a ich dieta, diagnozy demencji, subiektywne obawy dotyczące funkcji poznawczych oraz obiektywne wyniki funkcji poznawczych były wielokrotnie oceniane. Naukowcy przeanalizowali, w jaki sposób spożycie kawy zawierającej kofeinę, herbaty oraz kawy bezkofeinowej wiąże się z długoterminowymi wynikami dotyczącymi zdrowia mózgu. Spośród ponad 130 000 uczestników u 11 033 rozwinęła się demencja w trakcie trwania badania. Osoby spożywające większe ilości kawy zawierającej kofeinę miały o 18% mniejsze ryzyko zachorowania na demencję niż osoby, które piły ją rzadko lub wcale. Odnotowano u nich również niższy odsetek subiektywnych zaburzeń funkcji poznawczych (7,8% w porównaniu z 9,5%) oraz lepsze wyniki w niektórych obiektywnych testach funkcji poznawczych.

Podobne wzorce zaobserwowano wśród osób pijących herbatę, natomiast kawa bezkofeinowa nie wykazała takich powiązań. Sugeruje to, że kofeina może być ważnym czynnikiem wpływającym na obserwowane pozytywne skutki dla mózgu, chociaż potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić leżące u podstaw mechanizmy. Najsilniejsze efekty zaobserwowano u uczestników, którzy pili 2–3 filiżanki kawy zawierającej kofeinę lub 1–2 filiżanki herbaty dziennie. Wyższe spożycie kofeiny nie wydawało się mieć żadnych negatywnych skutków. Zamiast tego zaobserwowano korzyści porównywalne do tych, które odnotowano przy umiarkowanym spożyciu podkreślonym w badaniu. „Porównaliśmy również osoby o różnych predyspozycjach genetycznych do rozwoju demencji i uzyskaliśmy te same wyniki — co oznacza, że kawa lub kofeina są prawdopodobnie równie korzystne dla osób o wysokim i niskim ryzyku genetycznym rozwoju demencji” — powiedział główny autor Yu Zhang, MBBS, MS, doktorant w Harvard Chan School i pracownik naukowy w Mass General Brigham.