İnsanlar ve kafeinin birlikteliği uzun bir geçmişe dayanır. Çay içme geleneği, yaklaşık 5000 yıl önce eski Çin’de; kahve içme alışkanlığı ise Arabistan’da yaklaşık 1000 yıl önce başlamıştı.
Her iki medeniyette de, kafein içeren bu ürünler kültürlerinin ayrılmaz bir parçası haline geldi. Çay ve kahve, 16. yüzyılda Avrupa’ya ulaştı ve geniş etkisi ile kazandığı ilgi, Batı medeniyetinde bilgi ve teknoloji devrimine neden oldu. Bu geniş etkinin ana sebebi, kafein kullanımının öncesinde süregelen sağlıksız su koşulları nedeniyle Avrupalıların gün boyunca su yerine zayıf bira ve şarap içmesiydi. Alkol her türlü mikropu sterilize ederken aynı zamanda insanları çakırkeyif yapıyordu.
Kahve popüler hale geldiğinde sadece insanların enerjik çalışmasına yardımcı olmakla kalmadı, aynı zamanda insanların bir fincan kahve eşliğinde güncel olaylar hakkında ciddi tartışmalar yaptığı kahvehaneleri de popüler hale getirdi.
Kafeinin olmadığı Batı medeniyeti şu anda olduğundan çok daha az gelişmiş olabilirdi. 1800’lü yıllarda kafein nihayet kahveden izole edilebilmiş ve bu aşama ile birlikte ilaç tedavileri üzerinde kapsamlı araştırmalara yol açmıştı. 1960’ların sonlarına geldiğimizde bilim insanları kafeinin uykuyu nasıl engellediğini keşfettiler. Bu yazımızda sizlerle birlikte kafeinin uyku düzenimizi nasıl engellediğini ve bu kimyasalın vücudumuzda yol açtığı değişiklikleri inceleyeceğiz. Ama öncesinde, beynimizin bizi derin bir uykuya sokabilmek adına oluşturduğu mekanizmaya yakından bakmakla başlayalım.
Vücudumuzda yer alan hücreler – bu aşamada sinir hücreleri olan nöronlara odaklanacağız- enerji için adenozin trifosfat adı verilen bir molekülü parçalar. Parçalanma sonucunda oluşan ürünlerinden biri de adenozindir. Beynin gün boyunca enerji harcaması sonucunda, nöronların içinde biriktirilen ürün olan adenozin seviyeleri istikrarlı bir şekilde artar. Vücudumuz uyanık kaldıkça adenozin adı verilen bu kimyasal, sinir hücrelerimizde birikir.
Hücreler dış çevreyle ve kendi aralarında ilişkilerini reseptör adı verilen moleküller üzerinden düzenler. Diğer bir deyimle reseptörler, hücrelerin çevrelerindeki yapılarla haberleşmesini sağlayan anahtar moleküllerdir.
Figur 1. Kapalı (sol, mavi) ve açık (sağ, turuncu) durumlardaki glutamat reseptörünün iyon kanalının yapıları, hücre dışı (sinaptik) taraftan membrana paralel (üst) veya dik (alt) görüntülendi. Credit: Sobolevsky laboratuvarı / Columbia Üniversitesi Tıp Merkezi
Adenosinin hangi tip reseptörü aktive ettiğine bağlı olarak iki etkisi vardır. Bu hayati kimyasal, beyni uyanık tutan ve nöronlarda bulunan reseptörünü aktive ederse, bu nöronlar daha az aktif hale gelir. Adenosin, uykuyu başlatan nöronlarda bulunan reseptörünü aktive ederse, bu nöronlar daha aktif hale gelir. Böylece farklı reseptörlere karşı iki farklı etki yaratsa bile ortak noktada uykuyu başlatma ve uyanık kalmayı zorlaştırma etkisi ortaya koyar. Bu iki reseptörün birleşik aktivasyonu -daha zayıf uyanık kalma sinyali ve daha güçlü uykulu olma sinyali- uykuya dalmanıza neden olur.
Figür 2. Gün içerisinde (uyanık durumunda), henüz aktive edilmemiş adenozin reseptörlerinin temsili çizimi.
Reseptörlerde bağlanan adenozin miktarı arttıkça beyin de kendini o kadar yorgun hisseder. Bu ilişki, uyanık kaldığınız süre boyunca, orantılı bir şekilde artan yorgunluk hissinizin biyokimyasal açıklamasıdır. Uyku sırasında beyin enerji rezervlerini yenileyebilir ve adenozini ortadan kaldırmaya başlar. Döngünün son aşamasında, sinir hücrelerinde uyumamızı sağlayan reseptörlerini etkinleştirmek için yeterli adenozin kalmaz, böylece tazelenmiş hissederek uyanırız.
Figür 3. Adenozin molekülü, sinir hücrelerinde adenozin reseptörüne bağlanarak aktivasyonunun azalmasına neden olur. Aktive olan reseptörler ile vücut damarları genişler ve organlara fazla oksijen sağlanır.
Kafein ve adenosinin yapıları çok benzerdir, bu da kafeinin adenosin reseptörlerine bağlanabilme imkânı sunar. Bununla birlikte, adenozin ve kafein yapısının sadece benzer olmasının ve yapı olarak aynı işlemleri gerçekleştirememesinin sonucu olarak kafein maddesi bu reseptörleri aktive edemez. Düzeni engellediği noktada, adenosin ile rekabet ederek reseptörlerdeki yerleri doldurur. Adenozin-reseptör birlikteliğinin engellemesi, adenozinin bu reseptörleri uykuluğa neden olacak şekilde aktive etmesini zorlaştırır.Bu eylem, nöronlarınızın adenozine duyarlılığını azaltarak, sizi daha uyanık hissettirir.
Figur 4. Kimyasal yapıları birbirine benzer olan kafein ve adenozinin temsili çizimi. Kafein, adenozin reseptörlerini engelleyerek uyku artırıcı etkilerini bloke eder.
Kafeinin etkisi, vücudunuzun kafeini ne kadar hızlı parçaladığına bağlı olarak sadece iki ila dört saat sürer, bu esas olarak genetiğimiz tarafından belirlenir. Vücudunuz, adenozin-reseptör birlikteliğini engelleyen kafeini parçalamasıyla, yardımcı ligandımız adenozinin bir kez daha reseptörlerine kolayca bağlanarak çok yorgun ve uykulu hissetmemize neden olmaktadır.
Günlük olarak kafein almaya başladığınızı varsayalım: Günde bir fincan kahve içmekle başlamış olsanız dahi, bir ayın sonunda aynı uyanıklık hissine sahip olmak için günde üç veya dört bardak kahveye ihtiyaç duyarsınız. Bu, ”kafein toleransı” olarak bilinir ve genellikle kronik kahve içen insanlarda etkisi görülür. Nöronlarınızın kafein tarafından bloke edilen reseptörleri telafi etmek için daha fazla adenosin reseptörü sentezlemesinden kaynaklanıyor olabilir. Bu nedenle, bu ek reseptörleri bloke etmek için daha fazla kafeine ihtiyaç duyarsınız.
Figür 5 . Bağımlılık haline gelmiş, fazla kafein alımı ile sinir hücrelerinde artan reseptör sayısı gözlemlenmekte.
Kronik bir kafein kullanıcısı aniden kafein almayı bırakırsa, hücre çevresinde o anda çok fazla adenosin reseptörü bulunduğundan, artan bu anahtarları dolduracak olan adenosinin miktarının da artması ile birlikte uykuya neden olan etkileri yoğunlaşabilir. Bu sebeple kullanıcılar, kafeinin etkilerinin tersi olan yorgunluk, uyuşukluk, konsantrasyon güçlüğü ve sinirlilik gibi yoksunluk semptomları yaşayabilir.
Bu nahoş hislerden kaçınmak için insanlar kafein almaya devam ederlerse, uyuşturucuya hafif bir fiziksel bağımlılıkla sonuçlanır ancak gerçek bir “bağımlılık” olarak sınıflandırılacak kadar şiddetli değildir. Kafein, kokain ve metamfetaminler gibi diğer uyarıcılar kadar bağımlılık yapıcı ve hayatı mahvetmeye yakın değildir. Yoksunluk semptomları, adenosin reseptörlerinin sayısı normale dönene kadar yaklaşık bir haftaya kadar sürebilir ve bağımlılığı durdurmak istediğinizde aniden durmak yerine yavaş yavaş kendinizi kafeinden ayırarak semptomları en aza indirebilirsiniz.
Adenozin reseptörleri ayrıca beyin dışında, özellikle kalp ve böbreklerde bulunur. Tıpkı uyanıklığı uyaran nöronların reseptörlerine bağlanarak aktivitelerini azalttığı gibi kalp ve böbreklerdeki reseptörlerine de bağlanarak aktivitelerini azaltır. Böbreklerden daha az kan süzülürken kalp yavaşlar ve bu da daha az idrar üretimine yol açar. Tıpkı beyinde olduğu gibi reseptörleri aktive etmek bu organları dinlendirmenin bir yoludur çünkü hem kalp atışları hem de idrar üretimi enerji tüketir.
Bu reseptörler kafein tarafından bloke edildiğinde, tam tersi gerçekleşmektedir: Kalp atış hızı artar ve daha fazla idrar üretilir. Tüm bunlar,birkaç fincan kahveden sonra yaşayabileceğiniz semptomlardır. Çok miktarda kafein tüketen kişilerde, aşırı uyanıklıktan dolayı baş ağrısı, baş dönmesi ve uykusuzluk, yüksek kalp atış hızından kaynaklanan gerginlik ve artan idrar üretiminden kaynaklanan dehidrasyon gibi rahatsız edici semptomlar görülebilir.
Figür 6. Artan reseptör sayısı ile birlikte, daha fazla miktarda alınan adenozin molekülünün etkisi sonucu fazla halsizlik ve yorgunluk hissinin temsili çizimi.
İncelediğimiz mekanizmaların sonucunda yapılması gerekenler ortaya çıkıyor gibi. Küçük bir uyarı! Kafeinin gelişmekte olan bir beyin üzerinde ne tür etkileri olduğu hala bilinmemektedir, bu deneyle çocuklar kafeinden uzak durmalıdır. Uykudan kaçınmak için sürekli olarak kafein kullanıyorsanız, lütfen durun! Sağlıklı beyin fonksiyonu için yeterli uyku ve dinlenme önemlidir.
Günümüzde mekanizması tam olarak anlaşılamamış olsa bile kafeinin uyarıcı etkilerinin yanı sıra bazı tıbbi etkileri de vardır. Daha da ilginç olanı, son zamanlarda yapılan araştırmaların, günlük ortalama kafein alımının Alzheimer ve Parkinson hastalığı gibi çeşitli nörodejeneratif hastalıkları önlediğini bulmuş olmasıdır. Kafein gibi yaygın bir ilacın şu anda pek çok insanı etkileyen yıkıcı nörodejeneratif hastalıkları önlemenin anahtarı olabileceği gerçeği heyecan verici.
Bir dahaki sefere bir fincan kahve veya çay içtiğinizde, geçmişte insan uygarlığında çok büyük bir rol oynamakla kalmayıp gelecekte de önemli bir tıbbi ilaç olabilecek bir ilaç aldığınızın bilincinde olun.
Peki bu gizemli kimyasal sadece kahve ve çayda mı bulunur? Günlük olarak alınması gereken miktarı nedir? Biyolojik etkisini gözlemlediğimiz Kafeinin kimyasal yapısını birlikte inceleyelim.
Kan basıncını yükseltip nabız atışını artırarak stres hormonlarının yükselmesine neden olan kafein, alkolid grubuna ait azotlu organik bir bileşiktir. Kişinin vücudunun kafeine olan hassasiyetine bağlı olarak değişen etkileri uykusuzluk, sinirlilik gibi ruhsal sıkıntılar yaratabilir.
Belli bir orana kadar vücudumuza fayda sağlayan kafeinin günlük 1 gram tüketilmesi baş ağrısı, kalp çarpıntısı ve iştahsızlığa neden olurken , 5 gramı koma ve solunum ve kalp yetmezliği riskini artırmaktadır. Tüketimin 10 gramı aşması ise öldürücü etkiye sahiptir. Çocuklarda alınması gerekilen günlük miktar sınırı ise 30-35 mg sınırında. Kullanırken tüketim oranlarına dikkat etmemiz gereken kafeinin besinlerde bulunma miktarları ise yaklaşık olarak şu şekilde:
Espresso 30ml- 60(35-100)
Filtre Kahve 125ml- 85(60-135 mg)
330 ml Enerji İçeceği 80(70-120 mg)
100ml Türk Kahvesi 57 mg
30g Sütlü Çikolata 6(1-15 mg)
30g Bitter Çikolata 60 (20-120)
150 ml Sıcak çikolata 4(2-7) mg
1 Çay Bardağı Demli Çay 25 mg
1 Kutu Diyet Kola 38 – 45 mg
1 Kutu Kola 45-50 mg
1 Kutu Ice Tea 70 mg
1 Fincan Nescafe 75 mg
Peki günlük hayatımızda nasıl daha dikkatli olabiliriz?
Enerji içecekleri dahil yiyecek ve içeceklerden ne kadar kafein aldığınıza dikkat ederek başlayın. Etiketleri dikkatlice okuyun. Ancak, tahmininizin biraz düşük olabileceğini unutmayın, çünkü kafein içeren bazı yiyecekler veya içeceklerde değer her zaman listelenmez.
Kullanımlarınızı yavaş yavaş azaltın. Örneğin, her gün bir kutu soda veya daha küçük bir fincan kahve için. Ya da günün geç saatlerinde kafeinli içecek içmekten kaçının. Bu, vücudunuzun daha düşük kafein seviyelerine alışmasına ve potansiyel yoksunluk etkilerini azaltmasına yardımcı olacaktır.
Demleme süresini kısaltın veya bitkisel hale getirin. Çay yaparken daha az demleyin. Bu, kafein içeriğini azaltır veya kafein içermeyen bitki çaylarını tercih edin.
Kullandığınız ilaçlara dikkat edin. Bazı reçetesiz satılan ağrı kesiciler kafein içerir. Bunun yerine kafeinsiz ağrı kesiciler tercih edin.
Kafeinin hem olumlu hem de olumsuz özelliklerinden bahsettik.. Konsantrasyonunuzu, uyanıklığınızı ve enerjinizi geliştirmek için çok etkili olan bu maddenin günlük olarak yüksek dozda tüketimi de bizler üzerindeki kısa süreli etkilerini gözlemliyoruz. Daha öncesinde kullandığınız miktarla dikkat ediyor muydunuz? Kendinizi bir bağımlı olarak tanımlıyor musunuz?
Fizyolojinin yanında psikolojiye kadar uzanan geniş çaplı etkisiyle yüzyıllar önce hayatımıza giren, pek çok medeniyetin kültüründe etki bırakmış olan bu kimyasalın, günlük yaşantınızda tüketilen miktarına dikkat etmeyi aksatmayalım. Bir sonraki yazıda görüşmek dileğiyle. Sağlıcakla kalın!
Görsel Kaynakçası
Figure 1-Sobolevsky laboratuvarı / Columbia Üniversitesi Tıp Merkezi
Figure 2,3,4,5 ve 6-“Asapscience”. 2020. Youtube. https://www.youtube.com/channel/UCC552Sd-3nyi_tk2BudLUzA?sub_confirmation=1
Öne Çıkan Görsel-Thepipettepen.Com. http://www.thepipettepen.com/wp-content/uploads/2016/08/Caffeine_figure-2.png.
Miktar Verilerinin Alındığı Kaynakça
1-“Caffeine Overdose: Symptoms, Side Effects, And Treatment”. 2020. Healthline. https://www.healthline.com/health/caffeine-overdose#sources.
2-Flood, Anthony. 2016. “Caffeine Awareness Month: A Wrap-Up Of Lessons Learned – Food Insight”. Food Insight. https://foodinsight.org/caffeine-awareness-month-a-wrap-up-of-lessons-learned/.
3-“Commercial Sources Of Caffeine – Caffeine Supplements For Athletes”. 2020. Sites.Google.Com. https://sites.google.com/site/caffeinesupplementsforathletes/home/commercial-source-of-caffeine.
4-Heckman M, Sherry K, Mejia D, Gonzalez E. Energy drinks: an assessment of their market size, consumer demographics, ingredient profile, functionality, and regulations in the United States. Comprehensive Reviews in food science and food safety. 2010;9:303-17.
Metin Kaynakçası
1-“THE BRAIN FROM TOP TO BOTTOM”. 2020. Thebrain.Mcgill.Ca. https://thebrain.mcgill.ca/flash/a/a_11/a_11_m/a_11_m_cyc/a_11_m_cyc.html.
2-FREDHOLM, BERTIL B. 1982. “Adenosine Actions And Adenosine Receptors After 1 Week Treatment With Caffeine”. Acta Physiologica Scandinavica 115 (2): 283-286. doi:10.1111/j.1748-1716.1982.tb07078.x.
3-“Do You Know How Caffeine Works In Your Body?”. 2020. Thoughtco. https://www.thoughtco.com/chemistry-of-caffeine-608500.
4-Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2005), Principles of Biochemistry (4th ed.), New York: W. H. Freeman, ISBN 0-7167-4339-6
5-Index Nominum 2000: International Drug Directory. Taylor & Francis. 2000. pp. 18–. ISBN 978-3-88763-075-1.
6-Carman, A. J.; Mills, J. H.; Krenz, A; Kim, D. G.; Bynoe, M. S. (2011). “Adenosine receptor signaling modulates permeability of the blood-brain barrier”. J. Neurosci. 31 (37): 13272–80. doi:10.1523/JNEUROSCI.3337-11.2011. PMC 3328085. PMID 21917810.
7-Burchfield G (1997). Hopes M (ed.). “What’s your poison: caffeine”. Australian Broadcasting Corporation. Archived from the original on 26 July 2009. Retrieved 15 January 2014.
- Pendergrast M(2001) [1999]. Uncommon Grounds: The History of Coffee and How It Transformed Our World. London: Texere. ISBN 978-1-58799-088-5.
- Bersten I (1999). Coffee, Sex & Health: A history of anti-coffee crusaders and sexual hysteria. Sydney: Helian Books. ISBN978-0-9577581-0-0.
10-Levounis P, Herron AJ (2014). The Addiction Casebook. American Psychiatric Pub. p. 49. ISBN 978-1-58562-458-4.
11-“Kafein Bağımlılığı Ve Adenozin”. 2020. Stres112.Com. http://www.stres112.com/kafein-bagimliligi-ve-adenozin.html#:~:text=Kafein%20ve%20adenozin%20benzer%20kimyasal,etkilerini%20bloke%20etti%C4%9Fini%20ifade%20eder.
12-Kuczkowski KM (November 2009). “Caffeine in pregnancy”. Archives of Gynecology and Obstetrics. 280 (5): 695–8. doi:10.1007/s00404-009-0991-6. PMID 19238414. S2CID 6475015.
13-Crown PL, Emerson TE, Gu J, Hurst WJ, Pauketat TR, Ward T (August 2012). “Ritual Black Drink consumption at Cahokia”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (35): 13944–9. Bibcode:2012PNAS..10913944C. doi:10.1073/pnas.1208404109. PMC 3435207. PMID 22869743.
14-“Kafein Bağımlılığı Ve Adenozin”. 2020. Stres112.Com. http://www.stres112.com/kafein-bagimliligi-ve-adenozin.html.
15-Rapuri PB, Gallagher JC, Kinyamu HK, Ryschon KL (November 2001). “Caffeine intake increases the rate of bone loss in elderly women and interacts with vitamin D receptor genotypes”. The American Journal of Clinical Nutrition. 74 (5): 694–700. doi:10.1093/ajcn/74.5.694. PMID 11684540.
16-Welsh EJ, Bara A, Barley E, Cates CJ (January 2010). “Caffeine for asthma”(PDF). Cochrane Database Syst Rev (1):
17-Fettahoğlu, Selen. 2017. “Kahve İçtiğimizde Beynimizde Ne Olur? – Bilimoloji”. Bilimoloji. https://www.bilimoloji.com/kahve-ictigimizde-beynimizde-ne-olur/.
18-CD001112. doi:10.1002/14651858.CD001112.pub2. PMC 7053252. PMID 20091514.
19-Grosso G, Micek A, Castellano S, Pajak A, Galvano F (January 2016). “Coffee, tea, caffeine and risk of depression: A systematic review and dose-response meta-analysis of observational studies”. Molecular Nutrition & Food Research. 60 (1): 223–34. doi:10.1002/mnfr.201500620. PMID 26518745.
20-Pelletier, Pierre Joseph (1822). “Cafeine”. Dictionnaire de Médecine (in French). 4. Paris: Béchet Jeune. pp. 35–36. Retrieved 3 March 2011Hicks MB, Hsieh YH, Bell LN (1996). “Tea preparation and its influence on methylxanthine concentration”. Food Research International. 29 (3–4): 325–330. doi:10.1016/0963-9969(96)00038-5.
21-“Kafein İçeren Yiyecek Ve İçecekler Nelerdir?”. 2016. Neoldu.Com. https://www.neoldu.com/kafein-iceren-yiyecek-ve-icecekler-nelerdir-15841h.htm.
22-“Caffeine”. 2020. Pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Caffeine#section=MeSH-Entry-Terms.
23-“Kafein Nelerde Bulunur? Kafein İçeren Besinler”. 2020. Diyetz.Com. https://www.diyetz.com/kafein-iceren-gidalar/.
24- Yalçın, Kübra. 2020. “Kafein Vücuda Nasıl Etki Eder?”. KİGEM. https://www.kigem.com/kafein-vucuda-nasil-etki-eder.html.
25-“How Does Caffeine Keep Us Awake? – Hanan Qasim”. 2020. TED-Ed. https://ed.ted.com/lessons/how-does-caffeine-keep-us-awake-hanan-qasim.
26-Derry, Christopher J, Sheena Derry, and R Andrew Moore. 2014. “Caffeine As An Analgesic Adjuvant For Acute Pain In Adults”. Cochrane Database Of Systematic Reviews. doi:10.1002/14651858.cd009281.pub3.
