Yöllinen kofeiinin kulutus aiheuttaa impulsiivista käyttäytymistä

Texasin El Pason yliopiston ja Illinoisin yliopiston tutkijat Eric B. Saldesin johdolla julkaisivat iScience -lehdessä tutkimuksen, jossa he osoittivat ensimmäistä kertaa, että yöllä nautittu kofeiini vähentää kykyä tukahduttaa ei-toivottuja motorisia reaktioita ja aiheuttaa impulsiivista käyttäytymistä banaanikärpäsillä (Drosophila melanogaster).

Miksi tämä on tärkeää?

Kofeiini on maailman eniten käytetty psykostimulantti. Sitä käytetään paitsi aamulla myös yöllä työvuorojen, opiskelun tai työssäolon helpottamiseksi. Yökofeiinin vaikutukset kognitiivisiin toimintoihin ja käyttäytymisen hallintaan ovat kuitenkin edelleen huonosti ymmärrettyjä.

Suunnittelu ja menetelmät

• Malli: Drosophila on tunnustettu geneettinen kohde käyttäytymisen hermostollisten mekanismien tutkimiseen.
• Anto-olosuhteet: ruokinta kofeiiniliuoksella päiväsaikaan (ZT2–10) tai yöaikaan (ZT14–22); kontrolli – ilman kofeiinia.
• Impulsiivisuustesti: mekaaninen ilmapuhallus (aversiivista ilmapuhallusta). Normaalisti kärpäset lakkaavat liikkumasta voimakkaan ilmavirtauksen yhteydessä; niillä, jotka saivat kofeiinia yöllä, estoreaktio oli heikentynyt.
• Aktiivisuus ja unen hallinta: kävelynopeus ei muuttunut, eikä keinotekoinen unenpuute (valolla tai ravistelulla) aiheuttanut samanlaisia häiriöitä, lukuun ottamatta yleistä hyperaktiivisuutta tai unenpuutetta.

Tärkeimmät havainnot

1. Impulsiivinen liike vain yökofeiinin kanssa.

• Päivän aikana nautitulla kofeiinilla ei ollut vaikutusta kärpästen kykyyn estää liikkumista.
• Yön aikana impulsiivisuus (vasteiden osuus, vastustettava kipu) lisääntyi 40–60 %.

1. Sukupuolten väliset erot.

   • Naiset osoittivat suurempaa impulsiivisuutta (+70 %) miehiin (+30 %) verrattuna, vaikka kehon kofeiinipitoisuudet olivat vertailukelpoisia.

2. Vuorokausirytmin modulaatio.

   • Estämällä vuorokausirytmin geenejä (kello, sykli) tutkijat poistivat eron päivä- ja yökulutuksen välillä, mikä viittaa "haavoittuvuusikkunaan" yöllä.

3. Dopamiini välittäjänä.

• Dopamiinisynteesin väheneminen (pale/+-mutantit) tai PAM-dopaminergisten neuronien hiljentäminen poisti kofeiinin vaikutuksen impulsiivisuuteen.
• Dopamiinin transporterimutantit (fumin/+) lisäsivät impulsiivisuutta.

1. D1-reseptorin rooli kärpäsen aivoissa.

   • Sienen kehon α/β- ja γ-lohkoissa sijaitsevan dDA1/Dop1R1-reseptorin kohdennettu tuhoaminen esti kofeiinin vaikutuksen kokonaan. γ-lohko oli herkin.

Mekanismit

Kirjoittajien mukaan yöllä dopamiinijärjestelmän lisääntynyt herkkyys keskeisissä hermosolmukkeissa ja kofeiinin lisääntyneen läpäisevyyden "ikkuna" häiritsevät estäviä hermopiirejä, mikä johtaa motorisen kontrollin heikkenemiseen.

Tiedemiesten lausunnot

"Osoitimme, että kofeiinilla on erilaisia vaikutuksia kellonajasta ja sukupuolesta riippuen. Nämä vaikutukset välittyvät dopamiinin ja vuorokausirytmin kautta", Saldes sanoo.

"Tuloksilla on merkitystä niille, jotka työskentelevät yöllä tai tarvitsevat kahvia pysyäkseen hereillä: Uni voi heikentyä, ja myös impulssikontrolli voi heikentyä", lisää tutkimuksen toinen kirjoittaja Paul R. Sabandal.

Mahdollisuudet

Kirjoittajat korostavat kliinisten tutkimusten tarvetta ihmisillä, erityisesti vuorotyöntekijöillä, sotilashenkilöstöllä ja terveydenhuollon työntekijöillä, jotta voidaan määrittää:

• Lisääkö kofeiinin juominen yöllä riskiä tehdä harkitsemattomia päätöksiä ja virheitä?
• Onko ihmisillä samanlaisia sukupuolieroja?
• Kuinka uniannokset ja krono-ohjelmat yhdistetään impulsiivisen käyttäytymisen riskiin.

Tämä työ avaa tien yksilöllisille kofeiinin kulutussuosituksille, jotka perustuvat kellonaikaan, sukupuoleen ja yksilölliseen kronotyyppiin.