Адреналиновый коктейль что это
Поговорим об энергетиках
Сегодня поговорим об энергетиках. Да, о том самом синтетическом пойле, которое так любят мешать школьники с паленой водкой и всякими егермэйстерами. В этой посте не будет рецептов, ибо их тонна в гугле, начиная от бёрна с водой, заканчивая ред буллом с соплями. Представляю вам обзор 10 напитков:
1. Ред Булл. Швейцарское детище, разливающиеся в Подмосковье. Проотец всех энергетиков, в последнее время в каком-то смысле стал именем нарицательным для всех напитков. Имеет самую охуевшую цену и самый приятный вкус. Нынче за пол литра этого пойла придется вывалить 120 рублей. Годится для бодряка, а так же является эталонным энергетиком для коктейлей, которыми убивается в клубах.
Олдфаги помнят неведомую хуйню размером с мизинец, которая продавалась на кассах магазинов за овердохуя рублей. По легенде, если выпить эту баночку маленького Ред Буллика, то ты вместе со своим ЧСВ должен был улететь в стратосферу, но на деле же оказалось сферичным обманом в вакууме и эффект наблюдался только в непреодолимом желании посрать.
2. Бёрн. Отличается от всех своих собратьев отсутствием ванильного привкуса. Если совсем грубо, то отдалено напоминает Ягуар и Страйк, но не бойтесь мои маленькие любители дешевой энергии, вы не пойдете через 10 секунд блевать на пол. Из всех энергетиков имеет наибольший энергетический профит, поэтому в самый раз подойдет для студентоты и водителей. Не так давно появилась новая версия с какой-то непонятной мятой, многие может уже видели такую синюю банку Бёрна. Полная фигня, не советую покупать.
5. Флэш. Самый годный напиток из всех бюджетных. Стоит копейки, продается даже в литровых тарах, натурально бодрит и имеет приятный вкус. Правда, можно посадить печень, если подсесть на него, а учитывая, что производители «что-то» туда добавляют, то шанс того, что вы будете на нем плотно сидеть — очень велик.
7. Эффект. Самая натуральная микстура от кашля, продается в абсолютно различных тарах и дизайнах. Является вторым напитком после РедБулла, который широко применяется в коктейлях. Единственный энергетик, который продается в стеклянной таре.
10. Безалкогольный Страйк, Ягуар, Ред Девил. Вы охуеете, но в магазинах продается безалкогольная версия этого говна. По вкусу и эффекту тоже самое, разве что нет алкоголя. Абсолютно унылый напиток, от чего массово выпездывается с прилавка.
Чем опасны энергетики и можно ли пить их без вреда для здоровья
Энергетики — это напитки, предназначенные для того, чтобы взбодрить человека и повысить его физическую или умственную работоспособность. Они вызывают временный прилив сил и возбуждение нервной системы. При злоупотреблении энергетиками они могут быть очень опасными. Ударные дозы кофеина приводят к серьезным проблемам с сердцем, а его комбинация с углекислым газом и сахаром опасна для желудка и печени. Даже редкое употребление энергетика может вызвать приступ аритмии и другие неприятности. Особенно это касается людей с предрасположенностью к заболеваниям сердечно-сосудистой системы.
Ярослав Конышев, врач-терапевт медицинской компании BestDoctor
Александра Кирьянова, врач-кардиолог, терапевт, ведущий специалист сети клиник «Семейная»
Что такое энергетики
В начале 1980-х годов такие напитки распространились в США и Европе. Надо отметить, что добавлять кофеин в газировку на Западе придумали очень давно, однако в кока-коле и ее аналогах его совсем немного — в несколько раз меньше, чем в типичных японских энергетиках.
Что содержится в энергетике
В энергетике обязательно содержится кофеин, который и играет роль стимулятора нервной системы.
Кофеин — это самое распространенное психоактивное вещество. Значительная часть населения планеты постоянно употребляет его с детства в форме чая, кофе, шоколада, мате, какао, а также многих прохладительных напитков.
В энергетиках на российском рынке около 25–40 мг кофеина на 100 г напитка, или около 125–160 мг на 500 мл и 63–100 на 250 мл — больше запрещено по ГОСТу [1].
Однако за рубежом можно найти и гораздо более крепкие энергетики. По данным проекта Caffeine Informer, больше всего кофеина содержится в американском Redline Xtreme — 316 мг на бутылку в 250 мл.
Для сравнения, в порции эспрессо содержится около 60–80 мг кофеина, в чашке фильтр-кофе — 90–110 мг. Впрочем, в некоторых сортах его может быть гораздо больше — к примеру, в самой большой порции Dark Roast из американского Starbucks содержится 340 мг кофеина.
В небольших дозировках кофеин не вреден и даже полезен для организма. Во-первых, он действительно помогает сконцентрироваться, снизить усталость и взбодриться [2]. Правда, ненадолго: через пару часов после энергетика или кофе усталость вернется. Согласно некоторым исследованиям, умеренное употребление кофеина полезно для сердца — например, снижает риск развития сердечной недостаточности [3].
«Кофеин лучше получать вместе с натуральными кофейными напитками. Например, чашка эспрессо отлично подойдет для этой цели», — отмечает кардиолог Александра Кирьянова.
Порог токсичности кофеина, после которого он вредит организму, — 400 мг в день для взрослых и 100 мг для подростков от 12 до 18 лет [4]. Это не норма, а предельно допустимая дневная дозировка.
Однако это касается лишь полностью здоровых людей. Реакция на кофеин сугубо индивидуальна и зависит не только от возраста и состояния здоровья человека, но и от генетики. Так, у автора этой статьи генетический тест выявил ген, который снижает скорость всасывания кофеина и увеличивает риск побочных эффектов [5].
Есть несколько групп риска, которым кофеин или вовсе противопоказан, или рекомендуется в гораздо меньшем количестве: это беременные, кормящие матери, пожилые, страдающие от расстройств психики, болезней сердечно-сосудистой и нервной систем [6].
Сахар
Не менее важный компонент энергетика, играющий роль стимулятора, — сахар. Когда человек получает большую дозу простых углеводов, он испытывает прилив бодрости. В случае с энергетиками этот эффект дополняет и усиливает стимулирующее действие кофеина. Как и другие сладкие газированные напитки, энергетики не рекомендуются людям с диабетом и болезнями желудка.
L-карнитин
В составе подавляющего большинства энергетиков присутствуют две аминокислоты — L-карнитин и таурин.
L-карнитин — это аминокислота, которая участвует в энергетическом обмене и транспортирует жирные кислоты в митохондрии клеток, чтобы они могли сжигаться для получения энергии. Также он выводит из клеток токсичные соединения.
Достаточное количество L-карнитина позволяет поддерживать выносливость и энергичность, а его дефицит приводит к ослаблению и упадку сил. Большинство людей получают достаточно L-карнитина из пищи.
Некоторые исследования показывают, что это вещество работает как мягкий жиросжигатель и вместе с физическими упражнениями помогает быстрее сбросить вес и увеличить объем мышц. Поэтому L-карнитин часто принимают спортсмены, он входит в состав спортивного питания. L-карнитин считается безопасной и нетоксичной добавкой, однако согласно ряду исследований он может повышать риск развития атеросклероза [7]. В любом случае в составе энергетиков это далеко на самый опасный компонент.
«L-карнитин — это не повод пить энергетики, — констатирует Кирьянова. — Его можно получать более безопасным способом».
Таурин
Вторая аминокислота в энергетиках — таурин. Он содержится во всех клетках организма и выполняет в них множество функций: защищает от окисления, участвует в энергетическом обмене, модуляции генов, гомеостазе и осморегуляции. Таурин полезен для глаз, почек, сердечно-сосудистой и нервной систем. Эксперименты показывают, что таурин, как и L-карнитин, может повышать выносливость и ускорять сжигание жира при тренировках [8], [9].
Таурин — нетоксичное и безопасное вещество, и в составе энергетиков его опасаться не стоит. Человеческий организм сам вырабатывает таурин, а также получает его из еды — в основном рыбы, мяса и яиц. Дефицит таурина может возникнуть у недоношенных детей, людей с сердечной и почечной недостаточностью, диабетиков и веганов, но все остальные получают его в необходимых количествах. Польза добавленного таурина в составе пищевых добавок сейчас исследуется.
Витамины
В энергетики часто добавляют витамины группы B, которые тоже помогают доставлять энергию к клеткам, но этот ингредиент порой присутствует в напитках в количествах, многократно превышающих дневную норму. Пока неясно, есть ли смысл принимать повышенные дозы витаминов группы B. Как бы то ни было, вреда в составе энергетиков они тоже не принесут: излишки выводятся из организма.
Другие стимуляторы
В некоторые энергетики, помимо кофеина, добавляют другие бодрящие вещества. Это могут быть:
Последние два вещества — в сущности, тот же кофеин, только в органической форме.
Вред энергетиков
Стоит отметить, что к серьезным последствиям для здоровья приводит либо злоупотребление энергетиками, либо прием их людьми с противопоказаниями.
Сердечно-сосудистая система
Злоупотребление энергетиками с высокой долей вероятности приведет к серьезным расстройствам сердечно-сосудистой системы даже здорового человека.
Повышенные дозы кофеина:
Смерть от передозировки кофеина — вполне реальная ситуация, и почти все известные случаи связаны именно с проблемами с сердцем.
Так, в 2013 году 26-летний техасец умер из-за того, что выпивал 8–10 банок энергетика в день: у него образовался тромб, который привел к остановке сердца.
В 2017 году в Америке совершенно здоровый 16-летний подросток умер от аритмии, вызванной передозировкой кофеина: в течение двух часов он выпил латте, большую газировку и энергетик.
Нервная система и психика
Как и любые психостимуляторы, энергетики могут негативно влиять на работу нервной системы. Вот самые частые расстройства, связанные с ними:
Кроме того, некоторые исследователи считают, что кофеин вызывает привыкание, которое чревато постоянным повышением дозы и синдромом отмены. Впрочем, исследовать зависимость от кофеина непросто, так как его употребление не порицается и даже поощряется обществом [15].
Печень
В редких случаях энергетики могут вызывать серьезные повреждения печени — некроз или гепатит, похожий на медикаментозный [16].
Желудочно-кишечный тракт
Энергетики повышают кислотность желудка и могут спровоцировать изжогу, понос, гастрит, язвы и воспаления [17]. В газете Los Angeles Times описан случай, когда доктор обнаружил у подростка, пившего по нескольку банок крепкого энергетика в день, целый букет расстройств желудочно-кишечного тракта: сильное воспаление, кровотечение и язвы в двенадцатиперстной кишке.
Вред для детей и подростков
В последние годы потребление энергетиков растет как в Америке и Европе, так и в России. Причем самая активная категория потребителей энергетиков — молодые люди и подростки. Согласно исследованию Национального фонда защиты потребителей, россияне от 18 до 44 лет в среднем употребляют 341 мг кофеина в день, а подростки 12–17 лет — 240 мг.
Американская академия педиатрии рекомендует не давать несовершеннолетним кофеин вообще [18]. Однако считается, что, если они будут изредка потреблять до 45 мг кофеина в составе газировки или шоколада, это не нанесет им серьезного вреда [19].
Дети подвержены более высокому риску развития сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний из-за кофеина. Причем это касается как детей младшего возраста, так и старшеклассников. Исследование американских врачей показало, что 51% всех обращений в скорую помощь в связи с недомоганием, вызванным употреблением энергетических напитков, приходится на детей [20].
В России нет федерального закона, запрещающего продажу энергетиков несовершеннолетним, хотя его несколько раз пытались инициировать. Но на региональном уровне такие запреты действуют примерно в сорока субъектах Российской Федерации.
Энергетики и алкоголь
Энергетические напитки часто смешивают с крепким алкоголем. Это опасная практика, которая увеличивает негативные эффекты обоих компонентов. В России и США продавать такие коктейли законодательно запрещено.
Смешение энергетиков и спиртного значительно увеличивает нагрузку на сердце и печень, повышает вероятность запоя, понижает уровень контроля за своим поведением — из-за воздействия кофеина пьяному человеку может показаться, что он не так уж и пьян, а также повышает вероятность рискованного поведения, например незащищенного секса, сексуального насилия или езды за рулем [21], [22], [23].
Альтернативы энергетикам
Если вам необходим кофеин, то кофе или чай без сахара — гораздо более предпочтительный способ получить его, чем энергетики. Однако есть способы взбодриться и без кофеина:
Комментарии экспертов
Александра Кирьянова, врач-кардиолог, терапевт, ведущий специалист сети клиник «Семейная»
Как установить свою личную предельно допустимую дозировку кофеина?
Допустимая доза кофеина зависит от возраста, пола, индивидуальных особенностей организма.
Считается, что 50–150 мг кофеина в день в составе натурального кофе вполне допустимо. Дозировка 400 мг является предельной, но постоянное употребление кофеина в таком количестве может вызывать привыкание.
Для беременных женщин рекомендуется снизить эту дозу до 50–100 мг в сутки. Предельная дозировка для этой категории — 200 мг в сутки, это может быть чай или кофе с молоком. Беременным не стоит принимать энергетики.
Как проявляется передозировка кофеина и можно ли ее как-то быстро снять?
Передозировку получить достаточно легко. Основные симптомы, которые должны насторожить: периодически нарастающее сердцебиение и одышка, тремор мышц, подергивание глаз, эмоциональное перевозбуждение, беспокойство, растерянность, страх, головная боль, чувство усталости. Замечено, что наблюдаются периоды возбуждения, которые сменяются апатией. Человек не может заснуть. Многие проявления зависят от полученной дозы. Тяжелая передозировка может закончиться летальным исходом.
При появлении у человека признаков интоксикации стоит вызвать скорую. До ее приезда имеет смысл дать ему выпить много чистой воды, обеспечить доступ свежего воздуха. Часто рекомендуется промывание желудка, сорбенты. Врач оценивает состояние пациента и проводит необходимую дезинтоксикационную терапию. Могут назначаться бета-адреноблокаторы, при нарушение ритма, выраженной тахикардии — препараты калия. Самостоятельно медикаменты принимать не стоит. К сожалению, нет такой волшебной таблетки, которая могла бы моментально удалить кофеин из вашего организма.
Ярослав Конышев, врач-терапевт медицинской компании BestDoctor
Можно ли употреблять энергетики перед занятиями спортом? За какое время до тренировки можно употреблять кофеин?
Многие люди, занимающиеся спортом, перед тренировкой принимают те или иные стимулирующие вещества с различными целями: кто-то не может заставить себя приступить к физическим упражнениям, кто-то — чтобы добиться жиросжигающего эффекта. Со второй группой сложнее: необходимо удостовериться, что их сердечно-сосудистая система выдержит повышенные нагрузки в течение продолжительного времени в так называемой эффективной пульсовой зоне жиросжигания.
Для этого рекомендуются своевременные диагностика и лечение хронических заболеваний, а также контроль здоровья перед началом усиленных тренировок. Необходимо ежегодно проходить диспансеризацию, включающую ЭХО-кардиографию или УЗИ сердца, чтобы удостовериться в том, что оно работает корректно.
Прием энергетиков и других кофеиносодержащих продуктов перед занятиями спортом может вызвать множество побочных эффектов. К ним относятся тахикардия, которая в ряде случаев может привести к приступу аритмии, который может как купироваться самостоятельно, так и потребовать вызова скорой.
Также есть риски повышения артериального давления, если у пациента сопутствующая патология сердечно-сосудистой системы, в особенности гипертоническая болезнь или различные нарушения ритма.
Подобные нежелательные реакции встречаются довольно часто, поэтому всем регулярно занимающимся спортом было бы нелишним пользоваться фитнес-браслетами. Они сейчас представлены на рынке гаджетов в широком ассортименте и позволяют отследить базовые показатели организма (ЧСС, АД).
Помимо кризовых вегетативных последствий, возможны сбои работы высшей нервной деятельности: психозы, навязчивые мысли, угнетенное состояние. Стоит отметить, что такие побочные эффекты кофеина и прочих стимуляторов встречаются редко и, как правило, напрямую зависят от дозы. Вероятность возникновения таких сбоев рассчитать возможно только эмпирическим путем, так как работа психики всегда индивидуальна.
Если у вас нет никаких противопоказаний и вы собираетесь принять кофеин перед тренировкой, стоит делать это за 30–40 минут до ее начала. Тогда стимуляторы начнут работать в то время, когда вы занимаетесь разминкой, обеспечив плавный переход к физической активности в интенсивном темпе. Принимать кофеин раньше не только не имеет смысла, но и контрпродуктивно: придется тренироваться в том временном отрезке, когда организм уже начинает испытывать усталость.
Если речь идет о соревнованиях, уточняйте порядок их проведения: профессиональный спорт высоких достижений несовместим ни с какими фармакологическими агентами, так как есть допинг-контроль (и в целом в таких случаях теряется весь смысл честных состязаний спортсменов).
Если же это неофициальное соревнование — скажем, районного уровня или любительский спорт, ориентируйтесь на собственный опыт и самочувствие: если это поможет, почему бы и нет? Важно помнить, что любой стимулятор может помочь вам добиться лучших результатов, но не сделает все за вас. Не существует волшебных средств привести свое тело в тонус и желаемую форму — только физические упражнения.
Можно ли употреблять энергетики и вообще кофеин беременным и кормящим женщинам? Если да, то сколько? Если нет, то почему?
Касательно потребления кофеина во время беременности и лактации ведется много дискуссий, но исследований с высоким уровнем доказательности нет: медицинское сообщество старается не рисковать здоровьем матери и будущего ребенка.
В целом считается, что потребление порядка 100 мг кофеина в сутки вреда не нанесет и может быть даже актуальным в ряде случаев: например, когда беременная женщина чувствует слабость из-за пониженного артериального давления, не может заниматься привычными делами.
В таких случаях рекомендуется пить только кофе с молоком — например, одну чашечку утром. Энергетики, содержащие большое количество сахара, повышают риск развития гестационного сахарного диабета. Кроме того, в них много посторонних веществ, используемых для усиления психостимулирующего эффекта. И хотя влияние подобных напитков на развитие эмбриона не изучено, все же лучше не подвергать опасности здоровье плода.
Гормоны счастья для лучшего самочувствия
На чувство счастья, удовлетворенности влияют биологически активные вещества – гормоны, в малых количествах присутствующие в организме. Они синтезируются в то время, когда человек занят чем-то полезным. Кажется, что в такой момент человек свернул бы горы. В статье читатель узнает, что нужно предпринять, чтобы легко повысить уровень гормонов, а также о витамине, без которого невозможна выработка этих веществ.
Эндорфин
Благодаря эндорфину человек не ощущает боль. Это активное вещество помогает человеку выжить в сверхъестественных условиях. В природе эндорфин повышается в организме живых существ, когда они находятся в условиях опасности. Так, например, раненное хищником животное под действием эндорфина не ощущает боль и может пробежать некоторое время. Так оно получает шанс на спасение. Также эндорфин действует как природный анальгетик во время родов. Он помогает женщине преодолеть боль.
Повысить синтез эндорфина можно такими способами.
Гормон дофамин
Иначе его называют гормоном мотивации и вознаграждения. Именно благодаря дофамину человек может эффективно и с удовольствием обучаться. Если же он достиг того, чего хотел, то в кровь будет выбрасываться дофамин. Причем в головном мозге закрепится связь между выполненным успешным действием и ощущением эйфории. Так ученые объясняют способность человека добиваться целей.
Увеличить поступление в кровь дофамина можно такими несложными способами.
Гормон окситоцин
Это вещество иначе называют «гормоном любви». Под его воздействием человек ощущает привязанность к другим людям. То есть, чем больше в крови окситоцина, тем сильнее мы любим друзей. Также человек перестает бояться, ощущать тревогу. Именно окситоцин заставляет нас флиртовать с посторонними представителями противоположного пола.
По причине того же окситоцина у нас появляются «мурашки по коже» от прикосновений любимого человека и прочих приятных ощущений. Это поистине волшебный эликсир женского здоровья и прекрасного самочувствия.
Вот нехитрые способы увеличения уровня окситоцина в крови.
Серотонин – гормон-антидепрессант
Человек с нормальным уровнем серотонина уверенный в себе, активный, полон жизненных сил. Исследования показывают, что вещество имеет связь со статусом в обществе. То есть, чем выше уровень серотонина в крови, тем человек больше склонен к самореализации. А когда количество вещества намного ниже нормы, то человек переживает депрессию, постоянно зацикливается на своих внутренних переживаниях, подвержен апатии.
Чтобы увеличить выработку серотонина, стоит придерживаться таких простых повседневных правил.
Витамин D
Нехватка этого витамина – причина низкой выработки организмом «гормонов счастья». Витамин D – это также и источник серотонина. У людей, не страдающих дефицитом этого вещества, практически не бывает депрессий.
Существует только два эффективных способа повысить содержание витамина D в крови:
Если выбран второй путь насыщения витаминов D организма, рекомендуется сначала посетить врача, сдать анализы, определяющие количество этого вещества. Переизбыток витамина D не менее вреден, чем дефицит.
А вы сталкивались с ситуациями, виной которых становился дефицит гормонов счастья?
Автор статьи
Михаил Иванович Сквира
Окончил УО «ГомГМУ» по специальности «Лечебное дело». Клинический психолог, магистр психологических наук, с 2016 по 2018 год ведущий специалист в УЗ «ГОКПБ» по работе с алкогольной зависимостью методом «Эдельвейс», автор статей и публикаций. Отмечен благодарностью за многолетний плодотворный труд в системе здравоохранения.
Стаж работы: 16 лет
«Скандальные» молекулы с двумя названиями, которые командуют: «Бей или беги!»
«Скандальные» молекулы с двумя названиями, которые командуют: «Бей или беги!»
Волк и зайчик испытывают разные эмоции при встрече. Один боится и хочет убежать, а другой готов к нападению. В обеих этих реакциях принимают участие две очень важные молекулы — адреналин и норадреналин.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Две молекулы — адреналин и норадреналин — вовлечены в управление реакциями человека в минуту опасности или сильного эмоционального напряжения. В статье рассказывается о том, какие физиологические процессы происходят в организме при их участии и обеспечивают возможность быстрого реагирования наших мышц на экстремальные ситуации.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Что же это за вещество такое — адреналин?
Адреналин — катехоламин, гормон, выделяющийся из корковых структур надпочечников. В переводе с английского adrenal означает «надпочечник», что и дало название этому гормону. Открытие адреналина сопровождалось спорами о приоритетах: кто первым обнаружил, кто первым раскрыл механизм действия. Именно поэтому адреналин считается одной из самых «скандальных» молекул. В 1891–1894 гг. наши соотечественники, переехавшие в Польшу, Наполеон Цыбульский и Владислав Симонович (в некоторых источниках Ладислав Шиманович) исследовали физиологические эффекты экстрактов из надпочечников. Было выдвинуто предположение о том, что вещества, выделяемые этим органом, регулируют работу сердечно-сосудистой и нервной систем. Однако в англоязычной литературе приоритет открытия адреналина как экстракта надпочечников приписывают Джорджу Оливеру и Эдварду Шафферу. В 1895 году в экспериментах, которые Оливер проводил на собственном сыне, было установлено, что экстракт надпочечников вызывает сужение лучевой артерии в руке и повышает давление. Впоследствии авторы опубликовали работу, в которой показали увеличение сокращений мышцы после добавления к ней раствора, экстрагированного из надпочечников (рис. 1). К сожалению, Цыбульский и Симонович так и не стали оспаривать первенство.
Рисунок 1. Записи сокращений скелетной мышцы лягушки в исходных условиях (а) и после добавления экстракта надпочечников (б). Амплитуда и длительность суммарного сигнала выросла.
Экстракт надпочечников содержал смесь различных компонентов. Поэтому необходимо было определить то активное соединение, которое оказывало стимулирующий эффект. И в этой ситуации опять не обошлось без «скандала». В 1898 году Джон Абел из Балтимора выделил это вещество и назвал его эпинефрином. Но в 1901 году Йокичи Такамине — японский иммигрант, живший в США, в более чистом виде выделил компонент экстракта надпочечников, ответственный за повышение кровяного давления и назвал его «адреналин». Таким образом, есть два равнозначно существующих названия — адреналин и эпинефрин. Всемирная организация здравоохранения использует название «эпинефрин», которое происходит от греческого επι («рядом») и νεφρά («почка»). Название «адреналин» — латинское: от ad («сбоку») и renalis («почечный»).
Идею о том, что адреналин жизненно необходим для осуществления многих функций нашего организма, впервые высказал Уолтер Брэдфорд Кеннон — американский психофизиолог. В своей книге «Мудрость тела», впервые опубликованной в 1932 году, он обобщил известные к тому времени данные об адреналине. Кеннон описал важнейшую роль гормона в мобилизации всех систем организма для работы при максимальной нагрузке и назвал это реакцией «бей или беги». Описывая это явление, Кеннон говорил о том, что в минуты опасности адреналин вызывает такое состояние организма, при котором у хищника возрастает возможность нападения («бей»), а жертва реагирует на близкую опасность бегством. Однако Кеннон, называя адреналин молекулой, управляющей реакцией «бей или беги», не мог раскрыть механизм, по которому усиливалась работа скелетной мускулатуры, необходимой для нападения или бегства. Для этого необходимо понимание физиологических процессов, вызывающих повышение сократительной способности мышечных волокон. Далее в нашей статье будет рассказано о том, какие процессы лежат в основе этой реакции.
«У вас возбудимость повысилась» — феномен Орбели—Гинецинского
Еще до того, как Кеннон сформулировал представление о реакции «бей или беги», в 1923 году профессор Санкт-Петербургского медицинского университета Леон Орбели и его коллега Александр Гинецинский, пытаясь ответить на вопрос: «Как заставить мышцы сокращаться сильнее?», провели исследования, в которых выявили очень интересный эффект. В экспериментах на скелетной мышце лягушки они обнаружили, что сила мышечных сокращений, уменьшившаяся при длительной стимуляции, возрастает, если раздражать симпатический нерв [2]. Дело в том, что в организме есть специальная нервная система, которая называется симпатической. Она ответственна за работу сердечно-сосудистой системы и внутренних процессов, происходящих независимо от нашего сознания, но реагирует на изменение внешних условий. Эта система сложно устроена, а ее описание требует отдельного рассказа.
Нервные окончания симпатических нервов подходят близко к органам-мишеням и вызывают изменение их функций. Исследуя роль симпатической нервной системы в регуляции работы скелетной мускулатуры, Л. Орбели и А. Гинецинский поставили эксперимент, в котором долгое время раздражали скелетную мышцу лягушки до такой степени, что сила ее сокращений значительно уменьшалась. Такую мышцу называют «утомленной». Но когда ученые простимулировали блуждающий нерв, который в своем составе имеет и симпатические волокна, то увидели, что сила сокращений «утомленной» мышцы восстановилась (рис. 2). А сами сокращения стали возникать через более короткий период времени после стимула. Исследователи сделали вывод, что улучшение функций утомленной мышцы при стимуляции симпатического нерва вызывает повышение ее возбудимости. Этот эффект получил название феномена Орбели—Гинецинского.
Рисунок 2. Л. Орбели, А. Гинецинский и запись сокращений «утомленной» мышцы при стимуляции симпатического нерва (моменты стимуляции обозначены стрелками). При стимуляции симпатического нерва сила мышечных сокращений возрастает.
Еще одна молекула для выполнения реакции «бей или беги»
Анализируя результаты своих экспериментов с восстановлением сокращений «утомленной» мышцы, Л. Орбели выдвинул важную гипотезу о том, что стимуляция симпатического нерва может оказывать влияние не только на саму мышцу, но в первую очередь на контакт между нервным окончанием мотонейрона и мышечным волокном. Однако неясно было, по какому механизму это происходит.
Для того, чтобы понять механизм возникновения феномена Орбели—Гинецинского, нужно вспомнить, что при раздражении симпатического нерва из его окончаний выделяется другой катехоламин — норадреналин. Он является предшественником адреналина; их различия состоят в небольшой добавочной группе атомов углерода и водорода у норадреналина. Норадреналин тоже имеет второе название — норэпинефрин [2]. При возникновении стрессовой ситуации, когда надо либо нападать, либо убегать, в организме увеличивается содержание и норадреналина, и адреналина [3]. Таким образом, норадреналин является второй молекулой, которая может принимать участие в осуществлении реакции «бей или беги», но как это происходит, долгое время оставалось непонятным. Пытаясь найти объяснение обнаруженному феномену, Л. Орбели предположил, что симпатическая иннервация, повышая сократительные способности мышцы, по-видимому, действует на контакт между мышцей и подходящим к ней нервом периферической нервной системы, которую еще называют соматической. Ее главная функция — управлять нашими движениями.
Нервно-мышечный синапс — главный инструмент для реализации реакции «бей или беги»
Один из важнейших элементов соматической нервной системы — это место «встречи» нервного окончания мотонейрона и мышечного волокна. Для того, чтобы мышцы начали сокращаться, необходима слаженная работа такого контакта между нервным окончанием мотонейрона, посылающего электрический сигнал к мышечному волокну, и специализированной зоной мембраны мышечного волокна. Он называется нервно-мышечным соединением или синапсом (рис. 3). Именно здесь происходят основные события, которые заставляют наши мышцы сокращаться и позволяют нам «бить» или «убегать» в случае опасности. Процесс передачи сигнала от мотонейрона к мышечному волокну обеспечивается работой сложного многоступенчатого механизма, в основе которого лежит преобразование электрического сигнала в химический и обратно.
О работе нейромедиаторов можно прочитать в некоторых ранее опубликованных на «Биомолекуле» статьях. Например, статья «Тайны голубого пятна» посвящена норадреналину; «Молекула здравого ума» — ацетилхолину, а в комиксе «Как происходит выделение нейромедиатора» наглядно проиллюстрирован этот процесс [4], [5], [6].
Рисунок 3. Строение нервно-мышечного синапса. Показаны самые главные элементы (без упоминания многочисленных структур в нервном окончании и мышечном волокне), которые все вместе участвуют в обеспечении работы нервно-мышечного контакта и сокращении мышечного волокна.
рисунок автора статьи
Когда мотонейрон отправляет электрический сигнал по своему аксону, в его окончании вблизи мышечного волокна происходит выделение специального вещества — ацетилхолина, который называют медиатором. Молекулы ацетилхолина упакованы в особые пузырьки — синаптические везикулы. В одной везикуле может находиться до 10 000 молекул ацетилхолина; такая порция ацетилхолина называется квантом. В ответ на электрический импульс выделяется от нескольких десятков до нескольких сотен квантов медиатора. Так электрический сигнал превращается в химический. Выделившиеся молекулы ацетилхолина посредством диффузии проходят через синаптическую щель — промежуток между нервным окончанием и мембраной мышечного волокна. На этой мембране расположены специальные молекулярные комплексы — рецепторы, которые, взаимодействуя с молекулой ацетилхолина, открывают ионный канал в мембране, и через него в мышечное волокно входят ионы. Это приводит к возникновению электрического ответа теперь уже в мышечном волокне, то есть сигнал превратился из химического опять в электрический. Если величина этого сигнала достаточна для того, чтобы запустить дальнейшие внутриклеточные процессы в мышечном волокне, необходимые для начала работы сократительного аппарата — возникает сокращение мышечного волокна. Таким образом, следуя гипотезе Л. Орбели об усилении сократительной способности утомленной мышцы в результате какого-то влияния стимуляции симпатического нерва на нервно-мышечный контакт, можно связать два явления: увеличение содержания адреналина и норадреналина в крови при «встрече с хищником» и ответные реакции — повышение возбудимости скелетной мускулатуры, позволяющей нападать или убегать. Однако прямых экспериментальных подтверждений правильности этого предположения долгое время не было.
Что делает норадреналин в «утомленной» мышце
Несмотря на то, что после работ Л. Орбели и У. Кеннона было проведено множество исследований влияния адреналина и норадреналина как на скелетную мышцу, так и на процессы в нервно-мышечном соединении, ученые расходились во мнениях о молекулярных механизмах, участвующих в развитии феномена Орбели—Гинецинского.
Рисунок 4. Академик РАН Евгений Евгеньевич Никольский.
фото автора статьи
В 1992 году основатель и руководитель лаборатории биофизики синаптических процессов Казанского института биохимии и биофизики академик Евгений Никольский предложил проверить явление, описанное Л. Орбели, на изолированном нервно-мышечном препарате скелетной мышцы лягушки, анализируя процесс передачи сигнала через нервно-мышечный контакт с помощью микроэлектродной техники (рис. 4).
Так же, как и Л. Орбели с А. Гинецинским, мы вызывали утомление портняжной мышцы лягушки, длительно стимулируя аксон электрическими стимулами. В результате ответ мышечного волокна на стимул уменьшался по амплитуде и не мог вызывать сокращения. Когда в раствор, омывающий нервно-мышечный препарат, добавляли норадреналин, электрический сигнал от мышечного волокна возрастал. Но удивительным было то, что это увеличение не было связано с ростом числа порций ацетилхолина, которые освободились из нервного окончания. Не стало больше рецепторов для ацетилхолина на мембране мышечного волокна, которые с ним взаимодействуют, не изменилась чувствительность этих рецепторов к медиатору.
С помощью разработанного нами специального математического метода мы показали, что увеличение ответа мышечного волокна под влиянием норадреналина происходит из-за того, что кванты ацетилхолина в ответ на стимул выделяются более синхронно (рис. 5).
Рисунок 5. На схемах представлено синхронное и несинхронное высвобождение квантов ацетилхолина и электрические ответы мышечного волокна, возникающие в результате выделения квантов медиатора. Когда амплитуда ответа (зеленая линия) достигает критического значения, необходимого для возникновения потенциала действия мышечного волокна, генерируется мышечное сокращение. При несинхронном выделении квантов медиатора ответ не достигает необходимого уровня; потенциал действия мышечного волокна не развивается, сокращение мышцы не возникает.
рисунок автора статьи
Оказалось, что в ходе развития утомления мышцы, когда она перестает сокращаться из-за длительной стимуляции, величина электрического ответа мышечного волокна в нервно-мышечном контакте снижается из-за того, что кванты ацетилхолина начинают выделяться не одновременно в ответ на стимул (рис. 6). Это приводит к уменьшению электрического сигнала мышечного волокна и к отсутствию сокращения. Когда же мы добавляем норадреналин, в нервном окончании аксона происходит целая цепочка внутриклеточных процессов, которые вызывают одновременное срабатывание тех участков нервно-мышечного контакта, где происходит выделение квантов ацетилхолина. А выделившиеся одновременно молекулы ацетилхолина активируют рецепторы на мембране мышечного волокна, их ответы суммируются; величина результирующего электрического сигнала становится больше, что может вызвать сокращение мышцы. Влияние норадреналина на синхронность выделения квантов ацетилхолина в нервно-мышечном контакте мы впервые описали в статье в журнале Journal of Physiology в 1999 году [7].
Рисунок 6. Электрические ответы мышечного волокна на отдельные нервные стимулы (левая часть рисунка) в «утомленной» мышце, в присутствии норадреналина и при действии веществ, блокирующих влияние норадреналина. Моменты возникновения ответов после стимула (пик в левой части) сильно различаются в «утомленной» мышце и становятся практически одинаковыми при действии норадреналина. В правой части — суммарный ответ мышечного волокна в «утомленной» мышце и после действия на нее норадреналина. Под его влиянием амплитуда ответа увеличивается.
рисунок автора статьи
Так, нам удалось получить практическое объяснение феномену Орбели—Гинецинского. Норадреналин, выделяющийся из окончания симпатического нерва, увеличивает ответ мышечного волокна, вызывая более синхронное освобождение молекул медиатора ацетилхолина. Это приводит к тому, что «утомленная» мышца начинает сокращаться. При возникновении реакции «бей или беги» норадреналин, по-видимому, может действовать таким же образом. Но наши данные были получены на лягушке, которая относится к холоднокровным животным, и многие физиологические и биохимические процессы у них происходят по отличающимся от теплокровных механизмам. Поэтому следующей нашей задачей было проверить, встречается ли подобное явление у теплокровных млекопитающих.
Как влияет норадреналин на нервно-мышечный контакт у белой мышки или крысы
В 2018 году мы поставили задачу: исследовать действие адреналина и норадреналина на процессы в нервно-мышечных синапсах скелетных мышц лабораторных мыши и крысы. Эти животные — наиболее распространенные объекты в исследованиях нейрофизиологов. С помощью аналогичных методов, использованных на препаратах лягушки, мы измеряли характеристики электрических ответов и сравнивали их с теми, которые были получены после добавления в раствор, омывающий мышцу, адреналина, норадреналина или их аналогов. Наш проект был поддержан Российским научным фондом. Мы исследовали нервно-мышечные контакты двух разных типов мышц. Дыхательная мышца диафрагма служит для обеспечения процесса дыхания. В нервно-мышечных синапсах этой мышцы мы обнаружили, что добавление адреналина вызывало уменьшение числа квантов ацетилхолина в ответ на нервный стимул [8], [9]. В синапсах локомоторной мышцы, участвующей в обеспечении положения тела и движения, адреналин вызывал увеличение числа освободившихся квантов. Можно предположить, что эти эффекты в синапсах диафрагмы, вероятно, приводят к тому, что у нас перехватывает дыхание в неожиданной ситуации, а возрастание освобождения медиатора в синапсах локомоторных мышц позволяет им интенсивнее сокращаться, и мы способны быстрее бежать. Интересно, что если в синапсах лягушки в присутствии норадреналина мы наблюдали более синхронное выделение квантов, то в нервно-мышечном контакте локомоторной мышцы крысы таким эффектом обладал адреналин [10]. Мы установили, что концентрация адреналина и норадреналина в растворе, омывающем нервно-мышечный препарат, возрастает при стимуляции нерва, подходящего к мышце. Это говорит о том, что около нервно-мышечного контакта присутствуют так называемые эндогенные (образующиеся в самом организме) адреналин и норадреналин. Поэтому увеличение их содержания в минуты опасности может оказывать стимулирующее действие, вызывая либо освобождение большего количества квантов медиатора ацетилхолина, либо повышая степень синхронности их выделения. Оба этих эффекта приводят к росту величины электрического ответа в мышечном волокне, и тем самым могут вызывать его сокращение, которое обеспечивает выполнение команды «бей или беги».
От лекарства до допинга: почему важно изучать эффекты адренергических соединений
Исследования эффектов адреналина и норадреналина на состояние нервно-мышечного контакта очень важны. И не только потому, что интересно знать, как эти вещества, синтезируемые в нашем организме, влияют на работу скелетной мускулатуры и участвуют в осуществлении реакции «бей или беги». Одна из главных причин — что эти вещества и их ближайшие аналоги широко применяются при лечении сердечно-сосудистых и легочных патологий. В последние десятилетия их стали предлагать для лечения целого ряда нейродегенеративных заболеваний, среди которых — разные виды мышечной слабости, боковой амиотрофический склероз, спинальная мышечная атрофия и некоторые другие, связанные с проблемами нарушения работы скелетной мускулатуры и двигательных функций. Необходимо отметить, что такие аналоги адреналина и норадреналина, как сальбутамол и кленбутерол, способные активировать адреналиновые рецепторы, помимо влияния на процессы в нервно-мышечном контакте и усиления мышечных сокращений, могут приводить еще и к повышению мышечной массы и даже использоваться в качестве допинга (запрещенного Международной антидопинговой ассоциацией). Эти соединения также рассматриваются как потенциально эффективные лекарства для лечения саркопении — заболевания, связанного с возрастным снижением массы мышц. Говоря об адреналине и норадреналине, основное внимание мы уделили их влиянию на скелетную мускулатуру и, в частности, на работу нервно-мышечного соединения, поскольку, как мы полагаем, именно в нем развиваются главные события, участвующие в реакции «бей или беги». Однако адреналин — как гормон — и норадреналин — как медиатор — выполняют множество разных жизненно важных функций в нашем организме, чему, безусловно, можно посвятить не одну статью.
Работа поддержана грантом РНФ № 18-15-00046.