Исследование показало, что как обычный, так и декофеинизированный кофе могут улучшать когнитивные функции и эмоциональное состояние за счет влияния на кишечный микробиом. При этом ключевую роль играют не столько молекулы кофеина, сколько полифенолы и их метаболиты, которые формируются в организме при участии кишечных бактерий.
Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications, провела группа под руководством Джона Крайана из Университетского колледжа Корка (Ирландия). Участниками стали 62 здоровых добровольца, примерно поровну разделенные на тех, кто регулярно пил кофе, и тех, кто не употреблял его постоянно. Работа была нацелена на изучение связи между потреблением кофе, составом микробиоты кишечника и показателями работы мозга и психоэмоционального состояния.
После исходного этапа наблюдения привычным режимом участники, регулярно употреблявшие кофе, полностью отказались от него на 14 дней. Затем последовал 21‑дневный этап повторного включения напитка в рацион. Добровольцев случайным образом распределили на две подгруппы: одна получала кофе с кофеином, другая — вариант без кофеина. Такой дизайн позволил исследователям сравнить влияние кофеина и других компонентов напитка, прежде всего полифенолов.
В ходе эксперимента у участников многократно брали образцы крови, слюны, мочи и кала. Это дало возможность отследить метаболические изменения и динамику кишечного микробиома на фоне отказа от кофе и его повторного введения. Параллельно оценивали настроение, уровень стресса, качество сна, когнитивные функции, а также поведенческие показатели с помощью стандартизированных тестов и анкет.
По данным исследовательской группы, употребление кофе с кофеином сопровождалось снижением уровня тревожности и улучшением показателей внимания по сравнению с участниками, которые не пили кофе. На фоне приема декофеинизированного варианта напитка фиксировались лучшие результаты тестов на память и более высокое качество сна. Оба вида кофе одновременно ассоциировались с уменьшением выраженности симптомов стресса и депрессии.
Анализ образцов кала показал, что как обычный, так и кофе без кофеина связаны с ростом доли потенциально полезных бактерий в кишечнике. Состав микробиома менялся заметно и в относительно короткие сроки при выключении напитка из рациона и его последующем возвращении. По словам Джона Крайана, наблюдаемая скорость перестройки микробного сообщества указывает на высокую пластичность кишечной экосистемы.
Дополнительный метаболомный анализ выявил корреляцию между когнитивными показателями и концентрацией в моче молекул, возникающих при переработке полифенолов кишечными микробами. На этом основании команда пришла к выводу, что влияние кофе на работу мозга в значительной степени опосредовано именно полифенольными соединениями, а не самим кофеином. Такой вывод отмечает соавтор работы Даниеле Дель Рио из Университета Пармы (Италия), подчеркивая важность изучения химического разнообразия кофейных напитков.
Исследователи указывают, что разные сорта и способы обжарки зерен существенно меняют профиль полифенолов и других биологически активных компонентов. Даниеле Дель Рио считает приоритетной задачей дальнейших работ сравнение различных видов кофе и способов приготовления с точки зрения их влияния на микробиоту и нейропсихологические показатели.
Никола Сегата из Университета Тренто (Италия), комментируя результаты, обращает внимание на ограниченный масштаб исследования. По его оценке, выборка из 62 человек не позволяет автоматически переносить выводы на все группы населения, поэтому необходимы более крупные и длительные по времени проекты. Тем не менее он отмечает, что работа открывает перспективное направление для изучения связи между диетой, микробиомом и психическим здоровьем.
Эволюционный аспект подчеркивает Тельмо Пиевани из Падуанского университета (Италия). По его мнению, результаты указывают на то, что человеческий кишечный микробиом может служить механизмом быстрой адаптации к изменяющимся условиям питания и среды, позволяя организму гибко реагировать без необходимости генетических изменений у хозяина. Исследование кофе, по его оценке, демонстрирует, как привычные продукты оказываются встроены в сложную систему взаимодействий между микробами и мозгом человека.
Авторы работы связывают полученные данные с более широким контекстом недавних исследований кофеина и энергетических напитков. В отличие от кофе и его безкофеиновых вариантов, сладкие энергетики с высокими дозами кофеина и добавками могут не только не давать аналогичных защитных эффектов, но и представлять угрозу для здоровья. На этом фоне внимание к полифенолам и их метаболитам подчеркивает потенциальную важность умеренного потребления именно кофейных напитков в составе сбалансированной диеты.