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珈琲に含まれるカフェイン|アデノシン受容体の阻害作用について

 

こんにちわ!KENG(ケングー)@Grimpeur_KENG】です!

  

今回の記事は珈琲に含まれるカフェインについての解説です。

 

きっかけは、デカフェを飲んだことが発端。

 

カフェインレスコーヒーが流行っていますが、カフェインっていったいなんぞや?という疑問からこの記事が生まれました。

 

論文のレビューも参考にして記事を書いていますので、どうぞ。

 

カフェインについて

 

カフェインは、化学的にはメチルキサンチンのアルカロイドファミリーに属する成分です。(自分で書いておいて意味わからん(笑))

 

自然界では様々な植物が、虫を寄せ付けない殺虫剤の機能として、自らカフェインを産生します。

 

そして私達人間は、それを抽出して、様々な嗜好品や医薬品に取り入れています。

  

だいたい珈琲一杯150ccあたり60〜100mg程度のカフェインが含まれているそうです。

 

紅茶では30mg、煎茶で20mg、コーラでは10mgと言われています。

 

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実際にコンビニなどでも市販されている滋養強壮栄養補給材であるリポビタンDにも、カフェインは含まれています。

 

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成分表記を見てみると、50mg程のカフェインが含まれています。

 

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モンスターエナジーと呼ばれるものも購入してみました。

 

主観的に恐ろしいイメージで、今まで購入をためらっていましたが、カフェインの含有量を調べるついでに、購入してみました。

 

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100㏄あたり40㎎のカフェインが入っています。

 

この缶の容量は、355ccなので、一本で142mgのカフェインが入っていることになります。

 

そして、飲んでみるとすごい味です。(笑)

 

好き嫌いが分かれそうですが、私の友人は職場でよく飲んでいたのを記憶しています。 

 

アデノシン受容体の
アンタゴニスト

さて薬理学的には、カフェインは身体の各器官(心臓や脳、血管など)に点在する受容体に作用して、様々な作用を引き起こします。

 

その受容体というのは、アデノシン受容体です。

 

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まずアデノシンというのは、核酸の1つであるアデニンと糖の1種であるリボースからなるヌクレオシドです。

 

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このアデノシンという物質は、通常アデノシン受容体と結合することで生理活性を引き起こします。

 

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しかし珈琲に含まれるカフェインは、このアデノシンという物質と化学構造が似ているため、アデノシンがアデノシン受容体へ結合するのを阻害・拮抗します。

 

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実際に、化学構造を並べてみても似てるのがわかると思います。

 

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このように本来結合するはずの物質をアゴニスト(作動薬・刺激薬)と言い、それを阻害する物質をアンタゴニスト(拮抗薬・遮断薬)と言います。

つまり、カフェインはアデノシン受容体のアンタゴニストとして働くのです。

 

アデノシン受容体の種類

アデノシン受容体にはいくつか種類があり、A1受容体・A2a受容体・A2b受容体・A3受容体の4つが現在発見されているようです。

 

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それぞれA1・A3受容体Giタンパク質共役型の受容体A2a・A2b受容体Gsタンパク質共役型の受容体というものに分類されます。

 

これらの受容体は、中枢神経系、心血管系、気管支、胃腸管、腎臓など複数の器官において発現していて、どの器官にどの受容体がどれぐらい発現しているかによって引き起こされる作用に違いが生まれてくるようです。

 

論文のレビューを散見すると、 アデノシンはA1・A2a受容体に特に親和性が強くA2bとA3受容体に対しては親和性が低いという報告があります。

 

つまり、ある1つの器官に、A1およびA2bの2つの受容体が同量発現していた場合は、A1受容体のほうがアデノシンとの親和性は高いため、A1受容体に対する生理活性が引き起こされるみたいです。

  

以下、各受容体の生理活性を発現するまでの簡単な作用機序を記しておきます。

 

A1受容体とA3受容体は、Giタンパク質を介して、アデニル酸シクラーゼ[AC]の活性化を抑制して、細胞内のcAMP量を減少させます。 

Giの[i]は[inhibit:抑制する]を意味します。細胞内で抑制性のシグナル伝達をするイメージ。

 

A2受容体は、Gsタンパク質を介して、アデニル酸シクラーゼ[AC]を活性化させ、細胞内のcAMPを増加し、プロテインキナーゼA[PKA]を活性化させて、生理活性が発現します。 

Gsの「s」は「stimulate:刺激する、興奮させる」を意味します。細胞内で興奮性のシグナル伝達をイメージ。

 

 (Fredholm BB,Ijzerman AP,Jacobson KA,et al:Adenosine receptor. In:Girdlestone D,ed.The IUPHAR compendium of receptor characterization and classification.London:IUPHAR Media,1998:49-57)

 

カフェインは、これらの作用機序を阻害すると考えられています。

 

カフェインのアデノシン受容体に対する親和性に関しては、調べてもわからなかったのですが、アデノシンと同様の親和性を有していてもおかしくはないのかなと思います。

 

この他にもカフェインは、ホスホジエステラーゼという酵素を非選択的に阻害する薬理作用があると考えられていました。

 

しかし、アデノシン受容体に対する阻害作用のほうが、このホスホジエステラーゼの阻害作用よりも、低い濃度で薬理活性を生じることが研究で明らかにされました。

 

つまり、アデノシン受容体に対する阻害作用がカフェインの主要な作用とわかってきたのです。

 

実際に、利尿作用に関して以前調べたことがありますが、ホスホジエステラーゼの阻害によって利尿作用が起こると私は考えていましたが、英論文を散見するとアデノシン受容体による阻害作用から利尿作用が起こることがわかってきているみたいです。 

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勉強不足で、恥ずかしい思いをしました。

 

カフェインの薬理作用

 

このようなアデノシン受容体に対する阻害作用を発端に、様々な細かい伝達経路を経て私達の体に薬理作用が生じてくるわけですが、代表的なものを以下に列挙しておきます。

 

①中枢神経興奮作用(およびパーキンソン病関連)

②心拍数・心拍出量増大作用

③気管支拡張作用(→まだ賛否あり)

④血管の拡張あるいは収縮作用

⑤利尿作用

  

まとめ

カフェインの薬理作用に関しては、いまだ不明な点も多く、調べれば調べる程もやもやが増え続けます。

 

このもやもやを解消したいのですが、解明されるのには数十年かかりそうですね。

 

カフェイン以外にも様々な成分が含まれている珈琲。

 

本当に不思議な飲み物です。 

 

新しい知見や論文があれば教えて頂けると嬉しいので、ぜひぜひコメントを 寄せてくださーい。 

 

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