Ảnh hưởng của caffeine đến một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hoá của sinh viên trưòng đại học vinh

Ảnh hưởng của caffeine đến một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hoá của sinh viên trưòng đại học vinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

HOÀNG THỊ LOAN

ẢNH HƯỞNG CỦA CAFFEINE ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ, SINH HÓA CỦA SINH VIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

CHUYÊN NGÀNH: SINH HỌC THỰC NGHIỆM

Mã số: 60.42.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS NGUYỄN NGỌC HIỀN

Vinh - 2010

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập cũng như trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, lời đầu tiên cho tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Ngọc Hiền đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới:

-Ban giám hiệu Trường Đại học Vinh.

-Các thầy cô và cán bộ Khoa đào tạo sau đai học - Trường Đại học Vinh.

-Các thầy cô và cán bộ Khoa sinh học, các thầy cô giáo chuyên ngành Sinh học - Thực nghiệm

-Khoa Hóa – Trường Đại học Vinh

-Khoa xét nghiệm - bệnh viện Đa khoa Nghệ An

-Sinh viên trường Đại học Vinh

Cuối cùng xin được biết ơn sự hy sinh, động viên của gia đình và sự tận tình giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn.

Vì thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn học viên.

Vinh, ngày 31 tháng 12 năm2010

Tác giả

Hoàng Thị Loan

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

CS Cộng sự

ĐTNC Đối tượng nghiên cứu

FFA Free fatty acids (Axit béo tự do)HATĐ Huyết áp tối đa

HATT Huyết áp tối thiểu

TSHH Tần số hô hấp

TSMĐ Tần số mạch đập

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU……… 1

1 Lí do chọn đề tài……… 1

2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài……… 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN……… 3

1.1 Đại cương về caffeine……… 3

1.1.1 Cấu tạo phân tử và tính chất……… 3

1.1.2 Nguồn cung cấp……… 3

1.1.2.1 Các thảo mộc chứa caffeine……… 3

1.1.2.2.Các đồ uống và thực phẩm chứa caffeine……… 4

1.1.3 Chuyển hoá……… 5

1.2 Ảnh hưởng của caffeine đến một số chỉ tiêu sinh lí và sinh hóa……… 6

1.2.1 Các chi tiêu sinh lí……… 6

1.2.2 Các chi tiêu sinh hóa (đường huyết và hàm lượng insulin)……… 9

1.3 Sơ lược lịch sử nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam………… 10

1.3.1 Lịch sử nghiên cứu trên thế giới……… 10

1.3.2 Lịch sử nghiên cứu ở Việt Nam………17

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…….19

2.1 Thể loại nghiên cứu………19

2.2 Đối tượng nghiên cứu ……….19

2.3 Vật liệu nghiên cứu……….19

2.4 Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu……… 19

2.4.1 Cỡ mẫu………19

2.4.2 Phương pháp chọn mẫu………19

2.5 Thiết kế nghiên cứu……… 20

2.6 Chỉ tiêu nghiên cứu……… 21

2.7 Phương pháp nghiên cứu……… 21

2.7.1 phương pháp khảo sát các biến đổi tâm, sinh lí 21

2.7.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh lí……… 21

2.7.3 Phương pháp phân tích đường huyết lúc đói và nồng độ insulin… 21

2.7.4 Phương pháp xác định thành phần cà phê culi robusta 22

2.7.5 Phương pháp xử lí số liệu……… 23

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN……….24

3.1 Thành phần cà phê culi robusta 24

3.2 Đặc điểm của đối tượng nghiên cứu………24

3.3 Kháo sát các biến đổi tâm, sinh lí cơ bản dưới ảnh hưởng của caffeine 25 3.3.1 Kết quả………25

3.3.2 Bàn luận………26

3.4 Ảnh hưởng của caffeine đến một số chỉ tiêu sinh lí……….27

3.4.1 Kết quả ……….27

3.4.1.1 Các chỉ tiêu về tim mạch………27

3.4.1.2 Chỉ tiêu sinh lí về hô hấp (tần số hô hấp)……… 33

3.4.2 Bàn luận……… 35

3.5 Ảnh hưởng của caffeine lên đường huyết lúc đói và nồng độ insulin….36 3.5.1 Kết quả……… 37

3.5.1.1 Đường huyết (Glucose huyết)………37

3.5.1.2 Nồng độ insulin………38

3.5.2 Bàn luận……….40

KẾT LUẬN……….43

KIẾN NGHỊ………

45 TÀI LIỆU THAM KHẢO……….47

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 TSMĐ bình thường ở các lứa tuổi……… 7Bảng 1.2 TSHH bình thường ở các lứa tuổi……… 8Bảng 3.1 Thành phần các chất trong loại cà phê sử dụng………

Bảng 3.13 So sánh sự thay đổi đường huyết của nam và nữ………

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Caffeine là một xanthine alkaloid đắng, tinh thể trắng, có trong hạt, lávà quả của một số loại cây như, chè, cacao… và đặc biệt là cà phê [18]; [24].Chất này tác động vào hệ thần kinh trung ương gây hưng phấn Điều này aicũng có thể nhận thấy sau 10-15 phút sử dụng caffeine [19] Sự sảng khoái ấytạo hưng phấn trong công việc và tác động đến cả tâm lý khiến người ta dễtính hơn Chính vì lý do đó caffeine đóng một vai trò nhất định trong cuộcsống của nhiều người

Cách đây hơn 2000 năm, con người đã phát hiện ra cảm giác hưng phấn

từ việc uống trà và cà phê là do xanthine ankaloit mang lại Nó từng được Lão

Tử giới thiệu với các môn đệ của mình như một loại thuốc trường sinh [24],[33] Vào năm 1819, một nhà khoa học người Đức tên là Friedrich FerdinandRunge đã chiết tách thành công chất này từ cà phê Chất này sau đó đã đượcđặt tên là caffeine, nghĩa là thứ được tìm thấy trong cà phê Tới năm 1827,

các nhà khoa học đã nhận thấy rằng thành phần có tác dụng giúp tỉnh ngủ cótrong trà là cùng một loại với chất caffeine của Runge [18]; [39] Tới cuối thế

kỷ 19, vẫn chất kích thích đó được tìm thấy trong những hạt co la và trongcacao [18]; [31]

Nhiều nhà khoa học cho rằng sự can thiệp của caffeine vào adenosine(một chất hoá học có trong cơ thể hoạt động như một loại thuốc ngủ tự nhiên)chính là thứ giúp khai sinh ra những phát minh, định lí khoa học [15] Việcnày vô hình dung khiến cho caffeine trở thành cứu cánh của các sinh viên, cáchọc giả có thói quen nhốt mình trong phòng thí nghiệm tới ba giờ sáng.Trong cuộc cách mạng công nghiệp, việc thay đổi lịch làm việc, từ theo ánhsáng mặt trời sang theo ánh sáng của đèn điện đòi hỏi phải có thứ gì đó giúpngười tỉnh táo, không bị ngủ gật bên những chiếc máy chạy đều đều Rõràng, nếu không có cà phê chứa caffeine, thuật ngữ 24/7 sẽ là một điều gì đóhoàn toàn xa lạ và mới mẻ [32]

Nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy caffeine lại là nguyên nhân củanhiều bệnh tật Nếu lạm dụng caffeine có thể gây mất ngủ, căng thẳng, bồnchồn, khó chịu, tăng huyết áp, nhịp tim nhanh…[19]; [22] Điều đáng lo ngạilà người tiêu dùng không ý thức được tính chất gây nghiện và những hậu quảcó thể xảy ra do sự lạm dụng các đồ uống chứa caffeine gây ra Vì lí do đó

chúng tôi chọn và thực hiện đề tài “Ảnh hưởng của caffeine đến một số chỉ

tiêu sinh lí, sinh hoá của sinh viên trường Đại học Vinh”

Việc thực hiện đề tài nhằm làm cơ sở khoa học cho việc lựa chọn cácloại thức uống hàng ngày một cách hợp lí, đồng thời góp phần nghiên cứu cácloại đồ uống ở Việt Nam

2 Mục đích của đề tài

-Khảo sát sự biến đổi tâm lí, sinh lí dưới ảnh hưởng của caffeine

-Nghiên cứu sự biến đổi một số chỉ tiêu sinh lí về hô hấp (tần số hôhấp); tim mạch ( huyết áp động mạch, tần số mạch đập)

-Nghiên cứu ảnh hưởng của caffeine trong cà phê lên đường máu lúcđói và nồng độ insulin

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CAFFEINE

1.1.1 Cấu tạo phân tử và tính chất

Caffeine còn được gọi là trimethylxanthine, coffeine, theine,

mateine, guaranine, methyltheobromine hay 1,3,7-trimethylxanthine,là

một xanthine alkaloid đắng, tinh thể trắng, đó là một loại thuốc kích thíchthần kinh [18]; [39]

-Công thức hoá học: C8H10N4O2.

-Cấu tạo phân tử: Ảnh 1.1

Ảnh 1.1 Cấu tạo phân tử của caffeine [9]; [18]

-Khối lượng mol: 194,19g/mol.

-Tính chất vật lí: Caffeine bề ngoài không mùi, dạng tinh thể trắng, vị đắng

hoặc dạng bột, nhiệt độ nóng chảy 234-239 oC, nhiệt độ sôi 178oC, độ hoà tan

trong nước 2,17 g/100ml (25°C), 18,0g/ 100ml (80°C), 67,0 g/100ml (100°C)

.-Tính chất hoá học: Caffeine có tính bazơ yếu, chỉ tạo muối với các axit mạnh và

các muối này không bền dễ bị phân li Trong môi trường kiềm caffeine khôngbền, dễ phân huỷ thành cafedin không có tác dụng và độc [9]; [18]

1.1.2 Nguồn cung cấp

1.1.2.1 Các thảo mộc chứa caffeine

Caffeine tự nhiên được tìm thấy trong lá, hạt giống, và hoa quả củanhiều loại cây trên toàn thế giới:

-Cây cà phê trồng nhiều ở các quốc gia vùng nhiệt đới Hạt cà phê rangcho tới khi nâu đậm sẽ cho một mùi rất thơm với hàm lượng caffeine là 1-2%.Có hai loại cà phê trồng phổ biến trên thị trường:

Coffea Arabica (cà phê chè) mọc tốt ở địa thế cao và có phẩm chất đặcbiệt thơm ngon

Coffea Rubusta (cà phê vối) được trồng ở vùng đất thấp so với mựcnước biển, trồng nhiều ở các quốc gia miền Đông bán cầu, loại này có nhiềucaffeine gấp đôi C Arabica

-Trà xanh hoặc trà đen, trồng nhiều ở vùng Đông Nam Á, trung bình tỉlệ caffeine trong trà khoảng 4%

- Cây cola có nhiều ở Tây Phi, Tây Ấn Độ với 3% caffeine

-Cây cacao nguyên thủy ở Mexico, nhưng đến nay được trồng nhiều ởvùng nhiệt đới Hạt cacao cho một lượng caffeine nhỏ

-Cây Guarana là loại cây dây leo, cho lượng caffeine 3-5% [18]

1.1.2.2.Các đồ uống và thực phẩm chứa caffeine

-Cà phê:

Một tách cà phê 250 ml chứa khoảng 40-170 mg caffeine

Một tách cà phê hoà tan chứa khoảng 40-100 mg caffeine

Một tách cà phê loại bỏ caffeine vẫn chứa khoảng 3-5 mg caffeine

Chè:

Chè đen (Mỹ) 15-75 mg caffeine/200 ml

Chè đen (nước khác) 20-100 mg caffeine/200 ml

Chè ô long 15-55mg caffeine/mỗi túi nhỏ (pha được một tách 250ml)

Chè xanh 8-30 mg caffeine/mỗi túi nhỏ (pha được một tách 250ml)

Chè tuyết 6-25mg caffeine/mỗi túi nhỏ (pha được một tách 250ml)

150 Các loại khác:

Nước uống tăng lực như Redbull chứa khoảng 80 mg caffeine trongmột lon 250 ml

Cola: 30-60 mg/500ml, trước kia loại đồ uống này chứa caffeine lấy từhạt cola, ngày nay cola thường được pha với caffeine nhân tạo, hoặc cũngdùng caffeine tự nhiên nhưng lấy từ hạt cà phê.

Cacao chứa một lượng nhỏ caffeine (khoảng 6 mg /một tách), còn chủyếu là theobromin

Sôcôla tuỳ theo loại có thể chứa từ 15-90mg/100g, ngoài ra còn cótheobromin và nhiều chất phụ khác

Một viên Aspirin forte chứa khoảng 50 mg caffeine, còn loại Aspirinbình thường thì không chứa chất này

Một viên caffeine chứa khoảng 100-300mg caffeine [18]

-Paraxanthine (84%): Có tác dụng tăng lipolysis , dẫn đến tăng glycerol và

Ảnh 1.2 Quá trình chuyển hóa caffeine ở gan [31]

acid béo cấp trong huyết tương.

-Theobromine (12%): Làm giãn mạch máu và tăng lượng nước tiểu.Theobromine cũng là alkaloit trong hạt cacao

-Theophylline (4%): Thư giản cơ trơn của phế quản, và được sử dụngđể điều trị bệnh hen suyễn

Các chất trên sẽ tiếp tục chuyển hoá trong cơ thể và sau đó được bàitiết qua nước tiểu trong vòng 24 giờ [18]; [31]

1.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CAFFEINE ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÍ

Vị trí nào có động nằm trên xương và dưới một lớp da, khi ta để ngóntay lên chỗ đó, ấn nhẹ vào động mạch sẽ thấy mạch đập Mạch đập khôngphải do máu chảy tới nơi bắt mạch mà chính là do làn sóng rung động phátsinh ở động mạch chủ dưới ảnh hưởng cuả tâm thất thu lan truyền tới Lànsóng rung động này càng lan xa thì càng yêú dần vào đến đầu hệ mao mạchthì không còn nữa Do đó hiện tượng mạch đập không thấy ở trên tỉnh mạch

Như vậy, TSMĐ là một chỉ tiêu sinh lý quan trọng trong hoạt động củahệ tuần hoàn Tim co bóp theo từng giai đoạn nhịp nhàng và lặp đi lặp lại gọilà chu kỳ hoạt động của tim Số lần co bóp của tim trong một phút được gọilà TSMĐ hay nhịp tim TSMĐ thể hiện lưu lượng máu qua tim trong một lần

co bóp tống vào động mạch Nếu nhịp tim chậm, chứng tỏ thể tích co tim lớn,lượng máu nhiều; ngược lại khi lượng máu qua tim trong một lần co bóp ít

hơn thì nhịp tim phải tăng lên để đáp ứng sự cung cấp máu cho các tổ chứctrong cơ thể TSMĐ phản ánh quá trình hoạt động của tim theo từng lứa tuổi[3]; [6]; [7].

Bảng1.1 TSMĐ bình thường ở các lứa tuổi [3].

Lứa tuổi TSMĐ ( Nhịp/phút)Trẻ sơ sinh 140-150Trẻ một tuổi 110-1202- 4 tuổi 95-1005-15 tuổi 80-95Người lớn 70-80Người già 60-70Như vậy, TSMĐ giảm dần từ khi sinh ra đến khi trưởng thành.TSMĐ còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:

+ Giới tính: Phụ nữ mạch nhanh hơn nam giới từ 7-8 nhịp / phút

+ Vận động: Luyện tập, ăn uống làm tăng TSMĐ

+ Đau; giảm thể tích tuần hoàn cũng tăng TSMĐ

+ Thuốc kích thích tăng TSMĐ

+ Tăng thân nhiệt: Tăng 10 nhịp/phút/1oC

+ Thuốc giảm đau và an thần làm giảm TSMĐ [3]

- Huyết áp.

Huyết áp là áp lực của máu tác động lên thành động mạch Đây là một

chỉ số quan trọng đánh giá chức năng toàn diện của hệ tim mạch

Các yếu tố tạo nên huyết áp:

+ Sức co bóp của tim

+ Sức co giãn của động mạch lớn

+ Sức cản ngoại vi: khối lượng máu, độ quánh của máu, sức cản củathành mạch và yếu tố thần kinh

Khi tim co bóp để đẩy máu đi thì áp lực máu trong động mạch là lớnnhất gọi là HATĐ hay còn gọi là huyết áp tâm thu Khi tim nghỉ, các cơ timgiãn ra hút máu về, lúc này áp lực máu trong động mạch thấp nhất, người ta

đo được HATT hay còn gọi là huyết áp tâm trương

Bình thường, HATĐ nằm trong khoảng 90-140 mmHg, HATT nằm

trong khoảng 60-90 mmHg Người bị tăng huyết áp nếu HATĐ trên 140mmHg và HATT trên 90 mmHg Người bị hạ huyết áp nếu HATĐ dưới 90mmHg và HATT dưới 60 mmHg [3]; [6]; [7]

Bình thường hô hấp được duy trì tự động nhịp nhàng là nhờ trung khu

hô hấp ở hành não đều đặn phát các xung động làm cho các cơ hô hấp co giãntheo một nhịp độ nhất định Khi nhu cầu oxi của cơ thể tăng lên trong laođộng, trong vận động nặng…đòi hỏi phải điều chỉnh hô hấp sao cho đáp ứngđược nhu cầu thay đổi của cơ thể [3]; [6]; [7]

Bảng1.2 TSHH bình thường ở các lứa tuổi [3].

Lứa tuổi TSMĐ ( Lần/phút)Trẻ sơ sinh 40-60

Trẻ 6 tháng tuổi 35-407-12 tháng tuổi 30-352-3 tuổi 25-304-6 tuổi 20-257-15 tuổi 18-20Người lớn 16-18

Như vây, huyết áp, TSMĐ, TSHH là những chỉ tiêu sinh lí quan trọngđể đánh giá trạng thái sức khóe của mỗi người Chế độ ăn uống hợp lí có thểđiều chỉnh các chỉ số trên theo hướng có lợi Theo hướng nghiên cứu đóngười ta thấy rằng caffeine có thể làm tăng HATĐ, HATT, TSMĐ và TSHH[18]; [19]; [22]; [25]; [36]; [37]

1.2.2 Các chi tiêu sinh hóa (đường huyết và hàm lượng insulin)

Hầu hết các tế bào của cơ thể cần phải có glucose để sản xuất nănglượng, riêng não và các tế bào hệ thần kinh không chỉ cần glucose cho nănglượng mà nó chỉ có thể thực hiện được chức năng của mình khi lượng glucosecó trong máu cao hơn một giới hạn nhất định.

Nhưng glucose vừa là thực phẩm tốt nhất mà cũng xấu và cần được tiêuthụ một cách thận trọng Nếu glucose huyết quá thấp, cơ thể thiếu năng lượngvà gây nên tình trạng mệt lả, chóng mặt, đột quỵ…Nếu glucose huyết quácao, mọi phản ứng sinh học bị xáo trộn Hậu quả là chất đạm, chất béo khôngđược chuyển thể như bình thường khiến chất mỡ tích lũy một cách thái quá,chất đạm bị phân hủy một cách cường điệu do phản ứng sai lầm của cơ thểtrong tình trạng chất đường trong máu tăng cao quá lâu Do đó gây xơ vữamạch máu, chai não, thoái hóa võng mạc, viêm thận, hoại tử mô mềm, dịứng… và thậm chí ung thư [5]; [8]; [11] Trong trạng thái bình thường nồngđộ glucose máu là 3.9 – 6.4 mmol/lit [1]

Việc sử dụng glucose của cơ thể dựa vào insulin, là một loại hormonđược sản xuất bởi tế bào bêta của tuyến tụy Khi glucose huyết cao thì nhiều cơchế thích nghi xảy ra: insulin được sản xuất nhằm mục đích giảm tỷ lệ đườngtrong máu và đường sẽ được tích tụ lại trong gan và cơ bắp dưới dạngglycogen, còn số thừa sẽ bị biến thành mỡ Nếu mức đường huyết hạ xuốngquá thấp, chẳng hạn như ở khoảng giữa các bữa ăn hoặc sau khi làm việc nặng,glucagon (một loại hormon được sản xuất bởi tế bào anpha tuyến tụy ) được tiết

ra để thông báo cho gan chuyển đổi một số glycogen trở thành glucose trở lạiđể nâng mức đường huyết lên Nếu cơ chế phản hồi glucose/insulin làm việcmột cách hiệu quả, lượng glucose có trong máu sẽ tương đối ổn định Nếu sựcân bằng bị phá vỡ và lượng glucose trong máu tăng lên, cơ thể sẽ cố gắng khôiphục lại sự cân bằng đó bằng cách tăng sản xuất insulin và tăng thải glucose rangoài theo nước tiểu [5]; [8]; [11] Ở người bình thường hàm lượng insulintrong máu giao động từ 2.6-24.9 µU/ml [1]

Qua nhiều nghiên cứu người ta kết luận rằng: caffeine làm tăng đườnghuyết và giảm độ nhảy cảm insulin [14]; [20]; [26]; [28]; [36].

1.3 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.3.1 Lịch sử nghiên cứu trên thế giới

Con người đã tiêu thụ cafeine từ thời kỳ đồ đá Người dân sớm nhậnthấy rằng nhai hạt, vỏ, hoặc lá của một số loại cây có tác dụng giảm bớt mệtmỏi, kích thích sự nhận thức và làm người ta sảng khoái hơn Chỉ sau nhiềulần họ thấy rằng tác dụng của caffeine được tăng lên bằng cách ngâm các loàithực vật đó trong nước nóng [24] Nhiều nền văn hóa có truyền thuyết kể vềlịch sử phát hiện ra các loại cây chứa caffeine của những người sống nhiềungàn năm trước đây

Theo một truyền thuyết Trung Quốc nổi tiếng, hoàng đế Trung QuốcShen Nùng trị vì trong khoảng 3000 TCN, vô tình phát hiện ra trà (một loại

đồ uống phổ biến có chứa cafeine) trong khi ngồi dưới gốc cây trà hoang dãuống cốc nước nóng thì chiếc lá rơi vào cốc nước của ông [24]; [33]; [45].Trà cũng có thể được làm từ vỏ cây, lá, hoa của nhiều loại thực vật, nhưngphổ biến nhất là từ cây chè Loại cây này có nguồn gốc từ Trung Quốc, ẤnĐộ, Miến Điện, Thái Lan, Lào và Việt Nam [18] Trà du nhập vào Nhật Bảnvà phát triển thành nghệ thuật pha và sử dụng trà nổi tiêng khắp thế giới Năm

1657, lô trà đầu tiên được chuyển từ Java đến Hà Lan và Anh Theo conđường du lịch, ngày nay trà được sử dụng phổ biến khắp thế giới với nhiềuhình thức khác nhau như trà đá, decaffeine trà…[45]

Nguồn cung cấp caffeine phổ biến nhất là từ hạt cà phê Lịch sử của càphê đã được ghi nhận từ thế kỷ thứ chín Một truyền thuyết kể rằng nhữngngười chăn dê ở Kaffa (thuộc Ethiopia ngày nay) phát hiện ra một số con dêtrong đàn sau khi ăn những cành cây có hoa trắng , quả đỏ đã chạy nhảykhông biết mệt mỏi cho tới tận đêm khuya Họ đem chuyện này kể với thầy tutại một tu viện gần đó Sau khi uống nước ép từ những cây quả đỏ đó, họ đã

tỉnh táo, cầu nguyện cho tới tận đêm khuya Như vậy có thể nói nhờ đàn dêmà con người biết được cây cà phê Người ta tin rằng Kafa của Ethiopia chínhlà vùng đất khởi nguồn của cây cà phê Thế kỉ XIV, những người buôn nô lệ

đã mang cà phê từ Ethiopia đến Ảrập Nhưng giữa thế kỷ XV người ta mớibiết rang hạt cà phê lên và sử dụng nó làm đồ uống Vùng Ảrập chính là nơitrồng cà phê độc quyền Trung tâm giao dịch cà phê chính là thành phố cảngMokka tức là thành phố Al mukha thuộc Yemen ngày nay

Một truyền thuyết nói rằng, khi người Ottoman rút lui khỏi Vienna saukhi thua một trận đánh vào thành phố đã để lại nhiều bao tải chứa hạt cà phê.Người Châu Âu đã không biết phải làm gì với tất cả các hạt cà phê này Vìvậy, Franz Georg Kolschitzky, một người làm việc cho người Thổ Nhĩ Kỳ,được lấy toàn bộ số cà phê do tàn quân để lại Sau đó ông dạy cách làm nướcuống từ cà phê và quán cà phê đầu tiên trong thế giới phương Tây đã được mởở Vienna Tại Anh, các quán cà phê đầu tiên được mở ra ở London năm 1652,tại Ngõ St Michael's, Cornhill Từ đó cà phê nhanh chóng phổ biến khắp Tây

Âu và đóng một vai trò quan trọng trong quan hệ xã hội trong thế kỷ 17 và 18[12]; [18]

Năm 1517, Hà Lan đưa cây cà phê trồng ở Istanbun; năm 1690, trồng ởSrilanca; năm 1696, trồng ở Java; năm 1718, trồng ở Surinam Sang thế kỷXIX cây cà phê đã được trồng khắp các vùng nhiệt đới do sự bành trướng củacác nước đế quốc châu Âu [18]

Sử dụng các hạt cây cô la và trà lá dường như có nguồn gốc cổ xưa,trong nền văn hóa Tây Phi [24] Năm 1911, cây cô la trở thành nổi tiếng khichính phủ Hoa Kỳ bắt giữ 40 thùng và 20 két Coca-Cola xi-rô ởChattanooga, Tennessee, và tuyên bố rằng chất cafeine trong nước uống củanó là "gây tổn hại cho sức khỏe" Năm 1912 hai dự án luật đã được Hạ việnHoa Kỳ Đại thông qua: thêm caffeine vào danh sách "chất gây nghiện" vàhàm lượng chất này phải được liệt kê trên nhãn của sản phẩm [17]

Bằng chứng sớm nhất về sử dụng hạt ca cao xuất phát từ các mặt hàng

đồ uống của người Maya cổ đại 600 TCN Họ đem hạt cây cola sấy khô,nghiền nhỏ, và ủ lên men để tạo một sản phẩm có kết cấu giống như mật ongvà chính vỏ hạt ca cao được dùng để tạo hương vị đặc trưng của sô cô la.Trong thế giới mới, sô cô la được tiêu thụ trong một thức uống và cay đắnggọi là xocolatl Xocolatl đã được tin rằng có thể chống lại mệt mỏi Xocolatllà một thức uống sang trọng rất quan trọng ở Trung Mỹ và ở đó hạt cacaothường được sử dụng như là tiền tệ Xocolatl được giới thiệu với châu Âu dongười Tây Ban Nha và trở thành một thức uống phổ biến năm 1700 Họ cũngđưa cây cacao vào Tây Ấn và Philippines [18]; [24]

Lá và thân cây Holly Yaupon (Ilex vomitoria) đã được người bản thổ

Mỹ sử dụng để pha trà Các nhà khảo cổ đã tìm thấy bằng chứng về điều nàykhi tìm hiểu nền văn hoá của người bản địa châu Mỹ [24]

Vào thế kỉ XVII, ở Pháp cà phê được đặt dưới sự kiểm soát của y giớivà được giới thiệu là thuốc trị bách bệnh Dân chúng rất ưa thích uống cà phêmặc dù bị y giới chống đối Lí do là đã xảy ra trường hợp uống quá nhiều càphê đưa đến triệu chứng như mất ngủ, tâm thần kích động, loạn nhịp tim(Theo [18])

Năm 1819, lần đầu tiên nhà hóa học người Đức Friedrich FerdinandRunge cô lập tương đối tinh khiết caffeine Năm 1827, Oudry cô lập "theine" từtrà, nhưng sau đó đã được chứng minh bởi Mulder và Jobat rằng theine có tácdụng giống như caffeine [18]; [39] Cấu trúc của caffeine đã được làm sáng tỏgần cuối thế kỷ 19 bởi Hermann Emil Fischer, ông cũng là người đầu tiên tổnghợp được caffeine Vì những đóng góp này mà Fischer đã được trao giải Nobelnăm 1902 [18]; [39]

Các nghiên cứu có hệ thống về caffeine được bắt đầu từ năm 1966 Cácnghiên cứu này có thể chia làm bốn hướng cơ bản:

-Nghiên cứu sự biến đổi tâm lí và một số chỉ tiêu sinh lí dưới tác dụngcủa caffeine

Năm 1966, Leinart nghiên cứu trên một nhóm tài xế lái xe ban đêm vàrút ra kết luận caffeine có thể cải thiện sự mệt mỏi, tăng sự tỉnh táo và hưngphấn trong công việc.Theo Gleason (1971) caffeine có thể gây ra các hiệu ứngbất lợi như mật ngủ, bồn chồn và tim đập nhanh Trong nghiên cứu củaBorkowitz, 1971 và Pakes (1979) bổ sung thêm tác dụng gây đau đầu và tănghuyết áp của caffeine Hiệu ứng này khởi đầu trong vòng một giờ và kéo dài3-4 giờ Những kết luận trên được tái khẳng định trong nghiên cứu củaRitchie (1975) Nghiên cứu của Lulz (1978) cho thấy caffeine có thể gây mấtngủ, căng thẳng và đau đầu (theo [19])

Năm 1981, Bolton và Sanford đã cảnh báo các hiệu ứng sau củacaffeine:

+Kích thích hoạt động của tim, hệ hô hấp và hệ thống thần kinh trung ương.+Tăng dẫn truyền thần kinh, kích thích lưu thông máu và tăng huyết áp.+Kích thích và nâng cao cường độ hoạt động của vỏ não Điều này cóthể dẫn đến cảm giác tỉnh táo tạm thời, xua đuổi cơn buồn ngủ và mệt mỏi

+ Gây cảm giác bồn chồn, tránh trống ngực, đau đầu hoặc ù tai và run cơ + Làm cho máu của bạn thêm “bùn lầy” bằng cách tăng mức độ axitbéo trong máu

+Kích thích lưu thông máu

+ Ảnh hưởng đến độ dài và chất lượng của giấc ngủ

+ Đối với người nhảy cảm, caffeine có thể gây cảm giác bồn chồn,đánh trống ngực, căng thẳng, đau đầu hoặc ù tai [19]

Các thông tin này được tái khẳng định trong các nghiên cứu của Denarovà cs (1991) [22]; Nehlig và cs (1992) [36]; Rasmussen và cs (1997) [37];Bennett Alan Weinberg và cs (2001) [18]; Fisone và cs (2004) [25]; Các kếtluận tương tự cũng được khẳng định trong các tài liệu của Tào Duy Cần(1999) [4]; Đỗ Huy Bích và cs (2003 ) [3]; Springhouse ( 2005) [41]; TrầnĐức Hậu (2007) [9]

Bác sĩ Vlachopoulos, Đại học Y Athens (Hy Lạp) nghiên cứu ảnh hưởngcủa caffein tới độ đàn hồi của động mạch chủ và các số đo huyết áp đã đưa ra kếtluận: Khi dùng thuốc chứa lượng caffein tương đương 1 cốc cà phê, huyết áp tối

đa tăng 3 mmHg và huyết áp tối thiểu tăng 6,5 mmHg Độ cứng thành độngmạch chủ cũng tăng hơn so với khi dùng giả dược Công bố trên được đưa ratrong cuộc họp thường niên của Hội Cao Huyết áp Mỹ năm 2002 ( Theo [18])

Keijzers nghiên cứu trên 12 đối tượng, sử dụng caffeine viên năng với liềudùng 3mg caffeine/ kg trọng lượng cơ thể đã thu được kết quả sau: Sau 90 phút

sử dụng caffeine, HHTĐ tăng từ 126 mmHg lên 131 mmHg; HATT tăng từ 66mmHg lên 68 mmHg; TSMĐ tăng từ 61 nhip/phút lên 65 nhịp/phút [28]

-Ngiên cứu ảnh hưởng của caffeine lên đường huyết và hàm lượnginsulin trong máu:

Năm 1967, Cheraskin và cs nghiên cứu ảnh hưởng của caffeine có

trong cà phê đến quá trình trao đổi chất và kết luận: “caffeine làm tăng nồngđộ glucose trong máu” [20] Kết luận này được nhắc lại trong nghiên cứu của

Pizziol (1998) [36] Năm 1997, Jankelson và cs bổ sung thêm tác dụng làm

giảm độ nhảy cảm insulin của caffeine [26]

Keijzeis và cs (2002) thiết kế nghiên cứu trên 12 tình nguyện viênkhoẻ mạnh cho thấy, tiêu thụ cà phê với liều lượng bằng mức tiêu thụ trungbình làm giảm độ nhảy cảm isulin do tác động của caffeine có trong cà phê.Khi nồng độ caffeine trong huyết tương tăng lên làm tăng mức adrenaline.Tác dụng của adrenaline bao gồm thúc đẩy sản xuất glucose ở gan, ức chế sựhấp thụ glucose ở bắp thịt và các mô mỡ Cafein còn kích thích sản xuất FFA.FFA có thể làm giảm sự hấp thu glucose ngoại vi và gan và ảnh hưởng tiêucực đến độ nhạy cảm insulin [28]

Năm 2004, Arnlov và các cs nghiên cứu tác dụng của caffeine lên insulinvà đường huyết Trong nghiên cứu trên, một lượng nhỏ caffeine vào tĩnh mạchcủa những người tham gia thử nghiệm và thu được kết quả tương tự Keijzeis vàcs: caffeine làm tăng đường huyết và giảm độ nhảy cảm isulin Theo ông có thể

giải thích hiện tượng này như sau Lý do thứ nhất có thể là caffeine ảnhhưởng lên sự chuyển tải glucoz từ máu tới các tế bào của cơ thể làm cho mứcđường trong máu tăng Một lý do khác có thể là caffeine kích thích gan tiết raglucose khi mà cơ thể không cần tới [14].

Theo Battram (2007) Sử dụng caffeine sẽ làm tăng nồng độ adrenaline

trong huyết tương Adrenaline là chất ức chế mạnh mẽ hoạt động của insulin,làm giảm quá trình hấp thụ glucose ở các mô [16]

-Nghiên cứu mối quan hệ giữa caiffeine và hóa chất andenosine:

Năm1987, Daly và cs nghiên cứu cơ chế tác động của caffeine Nghiêncứu này tập trung vào hóa chất adenosine do não bộ sản xuất khi ta khôngngủ hoặc khi làm việc [21] Cấu trúc của andenosine được mô tả ở ảnh 1.3

Ảnh 1.3 Cấu tạo phân tử của caffeine và adenosine [21]

Mối quan hệ giữa caffeine và andosine tiếp tục được nghiên cứu trongcác công trình của Nehlig và cs (1992) [35]; Latini (2001) [30] và Basheer(2004) [15] Cơ thể càng làm việc nhiều thì Adenosine sản xuất càng cao Hóachất này sẽ bám các thụ thể ức chế của tế bào thần kinh, làm thần kinh giảmhoạt động và ta cảm thấy buồn ngủ Đây cũng là phản ứng tốt, vì nếu cứ kéodài sự làm việc thì cơ thể sẽ mau suy nhược Giấc ngủ là cơ hội để cơ thể nghỉngơi, bồi dưỡng sinh lực, sẵn sàng cho các hoạt động kế tiếp Caffeine có cấutrúc tương tự như adenosine Chúng chiếm chỗ của adenosine nơi các thụ thểthần kinh và kích thích hệ thần kinh Hệ thần kinh hoạt động nhiều hơn và

một trong những hậu quả là ta thấy tỉnh táo, nhanh nhẹn hơn Vì thế các tài xếlái xe đường trường, những người làm việc trí óc nhiều…đều uống cà phê đểtrở nên sáng suốt Caffeine cũng khiến cho cơ thể tăng sản xuất adrenaline vìtưởng như có chuyện khẩn trương xẩy ra Con ngươi mở rộng, mạch máu giãnnở để đưa nhiều máu ra ngoại vi, tim đập nhanh, huyết áp hơi tăng, hơi thởnhanh Các thay đổi này chỉ thoảng qua, sau khi caffeine bị loại ra khỏi cơ thểtrong vài ba giờ Caffeine còn ảnh hưởng lên hóa chất Dopamine, một chấtgây cảm giác sảng khoái tương tự như heroine, amphetamine Caffeine kíchthích não, sản xuất nhiều dopamine hơn Nói chung, caffeine khiến cho cơ thểở trong tình trạng tỉnh táo Khi adrenaline và dopamine tan biến thì các đápứng trên dẹp xuống, cảm giác mệt mỏi xuất hiện, muốn lấy lại khí thế người

ta phải uống một li cà phê hoặc đồ uống chứa caffeine Vì thế họ phụ thuộcvào caffeine như người hút thuốc lá nghiện nicotine [15]; [20]; [30]; [35]

-Nghiên cứu mối tương quan giữa mức độ tiêu thụ cà phê và tỉ lệ mắcbệnh tiểu đường type 2:

Lane và cs tiến hành nghiên cứu giao chéo trên 14 bệnh nhân tiểuđường sử dụng lượng cà phê tương đương với 375 mg caffeine/người Kếtquả cho thấy sau 2 giờ sử dụng cà phê, mức đường huyết tăng từ 3.2 ± 0.36mmol/lit lên 3.87 ± 0.30 mmol/lit Từ đó Lane đưa ra cảnh báo “Bệnh nhântiểu đường nếu sử dụng các đồ uống chứa caffeine, có thể làm tăng đườnghuyết dẫn đến tăng nguy cơ biến chứng của bệnh tiểu đường” [29]

Salazar và cs (2004) theo dõi trên 41934 nam giới trong 12 năm và

84276 phụ nữ trong 18 năm để kiểm tra các mối quan hệ lâu dài giữa tiêu thụcà phê và các đồ uống chứa caffeine khác và tỉ lệ mắc bệnh đái tháo đườngtype 2 đã đưa ra kết luận: “Tiêu thụ cà phê lâu dài có thể giảm nguy cơ tiểuđường type 2” [38] Kết luận này phù hợp với nghiên cứu của Tuomilehto và

cs (2004) [42]

Từ năm 2007 đến nay các nghiên cứu tập trung khai thác cở chế tácđộng của caffeine ở cấp độ phân tử trong mối quan hệ giữa caffeine -

adreneline, insulin và thụ thể adenosine như công trình của Addicott Battram(2007) [16]; Addicott (2009) [13]

1.3.2 Lịch sử nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam nguồn cung cấp caffeine chủ yếu là trà và cà phê

Sau những chuyến khảo sát các rừng chè ở Hà Giang - Việt Nam (năm1923), ở Vân Nam - Trung Quốc (năm 1926) các nhà khoa học Pháp - Hà Lan

đã viết: “Những rừng chè bao giờ cũng mọc bên bờ các con sông lớn nhưDương Tử, sông Hồng, sông Mê công, sông Salowen và Irrawadi ở Vân Mamvà Mianma, sông Bramapoutro ở Assam [45]

Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô sau những nghiên cứu về tiến hóa câychè bằng cách phân tích chất caffeine trong chè mọc hoang dại ở Tứ Xuyên,Vân Nam (Trung Quốc) và các vùng chè ở Việt Nam (Suối Giàng – Yên Bái,Nghệ An…) đã đưa ra sơ đồ tiến hóa của cây chè như sau: Camellia  ViệtNam  Vân Nam  Assam (Ấn Độ) [45]

Cho đến nay, ở vùng suối Giàng (Văn Chấn, Nghĩa Lộ- Yên Bái), trênđộ cao 1000 mét so với mực nước biển, có một vùng chè hoang khoảng40.000 cây chè dại, trong đó có một cây chè cổ thụ lớn nhất ba người ômkhông xuể Như vậy có thể nói Việt Nam chính là một trong những chiếc nôi

cổ nhất của cây chè thế giới [45]

Cây cà phê đưa được đưa vào trồng ở Việt Nam vào khoảng năm 1870bởi các nhà truyền giáo đạo Ki tô Đầu tiên, cà phê được trồng trong các vườncủa một số nhà thờ ở các tỉnh Hà Nam, Quảng Bình, Kon tum Tuy nhiên, mãiđến tận đầu thế kỷ XX trở đi cà phê mới được trồng trên quy mô tương đốilớn ở các đồn điền của người Pháp tại Phủ Quỳ - Nghệ Tĩnh và sau đó là cáctỉnh Tây Nguyên như Đăk lăk và Lâm Đồng …[12]

Như vậy, việc sản xuất và sử dụng các đồ uống chứa caffeine ở ViệtNam đã có từ lâu Song việc nghiên cứu các đồ uống này chỉ chú trọng đếncông thức pha chế và tác dụng trong y học của caffeine Theo Đỗ Huy Bích(2003) và Trần Đức Hậu (2007), caffeine được liệt kê vào nhóm thuốc kích

thích thần kinh trung ương, được dùng trong điều tri bệnh huyết áp thấp, suy

hô hấp cấp, giảm đau…[2]; [9] Cho đến nay tác giả chưa tìm thấy tài liệu nàonói đến các nghiên cứu thực nghiêm về tác động cà phê nói riêng hay caffeinenói chung được tiến hành ở Việt Nam

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 THỂ LOẠI NGHIÊN CỨU

Đây là nghiên cứu giao chéo với hình thức nghiên cứu trước sau nhằmđánh giá tác dụng của cafeine trong cà phê đến một số chỉ tiêu tâm lí, sinh lívà sinh hoá ở người.

2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Các biến đổi tâm, sinh lí cơ bản và một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hoá củasinh viên trường Đại học Vinh dưới tác dụng của caffeine có trong cà phê

2.3 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

Loại cà phê sử dụng là cà phê bột pha phin với thành phần chính là hạtcà phê Culi Robusta do công ty cổ phần Trung Nguyên sản xuất với liều dùng

( ) 0.3

2.4.2 Phương pháp chọn mẫu

Nhóm nghiên cứu gồm 26 người (13 nam và 13 nữ) có độ tuổi 20-23không có tiền sử các bệnh tim mạch, huyết áp, hen suyễn, tiểu đường vàkhông có thói quen sử dụng cà phê hoặc các đồ uống chứa caffeine

2.5 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

Tất cả các thử nghiệm được tiến hành vào buổi sáng, trước khi cácĐTNC dùng bữa sáng Tất cả các ĐTNC được yêu cầu không dùng các loạichất kích thích như rượu, thuốc lá… trong vòng 24 giờ trước khi thử nghiệm.Trước khi sử dụng cà phê 30 phút, các ĐTNC được đo huyết áp, TSMĐ

TSHH và lấy máu tỉnh mạch để đo đường huyết và nồng độ insulin Sau khi

sử dụng cà phê, các chỉ tiêu huyết áp, TSMĐ TSHH được đo lại 4 lần ở cácthời điểm 30 phút, 60 phút, 90 phút và 120 phút Sau khi sử dụng cà phê 30phút, các ĐTNC được lấy máu tỉnh mạch lần 2 để xét nghiệm đường huyết vànồng độ insulin Thiết kế nghiên cứu được mô tả theo sơ đồ 2.4

Đo các chỉ tiêu sinh lí tại các thời điểm trước khi sử dụng cà phê 30 phút;Sau khi sử dụng cà phê 30 phút, 60 phút, 90 phút và 120 phút

(-30 phút) (30 phút) (60 phút) (90 phút) (120 phút)

Thiết kế nghiên cứu trên được lặp lại ba lần, tiến hành cách nhật Cácsố liệu lấy theo giá trị trung bình

Các biến đổi tâm, sinh lí cơ bản được khảo sát thông qua phiếu điều trađược phát cho các ĐTNC theo dõi trong vòng 24 giờ

Lượng cà phê sử dụng: 1 tách cà phê (20 g cà phê bột phaphin/người/lần)

So sánh các chỉ tiêu nghiên cứu trước và sau khi sử dụng cà phê

2.6 CHỈ TIÊU NGHIÊN CỨU

Lấy máu xét nghiệm xác định các chỉ tiêu sinh hóa ở các thời điểm trước khi sử dụng cà phê 30 phút và sau khi sử dụng cà phê 30 phút

- Các biến đổi tâm, sinh lí cơ bản như đau đầu, mất ngủ, bồn chồn, khóchịu dưới tác động của caffeine.

-Chỉ tiêu sinh lí về hô hấp (tần số hô hấp), tim mạch ( huyết áp độngmạch, tần số mạch đập)

-Chỉ tiêu sinh hoá: Hàm lượng glucose lúc đói và nồng độ insulin

2.7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.7.1 Phương pháp khảo sát các biến đổi tâm, sinh lí

Các biến đổi tâm, sinh lí cơ bản được khảo sát bằng phương pháp trắcnghiệm thông qua phiếu điều tra được phát cho các ĐTNC theo dõi trongvòng 24 giờ

2.7.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh lí

Tần số mạch đập: Được đo theo phương pháp thông thường Xác địnhbằng cách bắt mạch ở động mạch quay vùng cổ tay, đo 3 lần, lấy giá trị trungbình (Đơn vị: nhịp/phút)

Đo huyết áp: Ở trạng thái yên tĩnh bằng huyết áp kế thuỷ ngân theophương pháp Korotkov (Đơn vị mmHg)

Tần số hô hấp: Xác định theo phương pháp đếm nhịp thở trong 60 giây,lặp lại 3 lần và lấy giá trị trung bình (Đơn vị: lần/phút)

2.7.3 Phương pháp phân tích đường huyết lúc đói và nồng độ insulin

Lấy máu tỉnh mạch khửu tay của ĐTNC, sau khi lấy xong thì bỏ kimtiêm, bơm từ từ máu vào thành ống đựng máu để tránh sủi bọt, nghi họ tên,thời điểm lấy máu vào nhãn ống đựng

Chỉ tiêu đường huyết được xác định trên máy đo sinh hoá Visual, hàmlượng insulin được xác định trên máy Cobas 600 do Mỹ sản xuất Các xétnghiệm này được tiến hành tại Bênh viện Đa khoa Nghệ An

2.7.4 Phương pháp xác định thành phần cà phê Culi Robusta

-Sử dụng phương pháp sắc kí xác định hàm lượng caffeine

- Định lượng đường theo nguyên tắc sau: