การบริโภคคาเฟอีนในเวลากลางคืนทำให้เกิดพฤติกรรมหุนหันพลันแล่น

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่เมืองเอลพาโซและมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ นำโดย Eric B. Saldes ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร iScienceซึ่งแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าการดื่มคาเฟอีนในเวลากลางคืนจะลดความสามารถในการระงับการตอบสนองของมอเตอร์ที่ไม่พึงประสงค์ และทำให้เกิดพฤติกรรมหุนหันพลันแล่นในแมลงวันผลไม้ (Drosophila melanogaster)

เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญ?

คาเฟอีนเป็นสารกระตุ้นจิตประสาทที่บริโภคกันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลก ไม่เพียงแต่บริโภคในตอนเช้าเท่านั้น แต่ยังบริโภคตอนกลางคืนเพื่อรับมือกับการทำงานกะ เรียน หรือการทำงานประจำ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของคาเฟอีนในเวลากลางคืนต่อการทำงานของสมองและการควบคุมพฤติกรรมยังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้

การออกแบบและวิธีการ

• แบบจำลอง: แมลงวันผลไม้เป็นวัตถุทางพันธุกรรมที่ได้รับการยอมรับสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการทำงานของระบบประสาท
• เงื่อนไขการบริหาร: ให้อาหารด้วยสารละลายคาเฟอีนในช่วงเวลากลางวัน (ZT2–10) หรือตอนกลางคืน (ZT14–22) ชั่วโมง; ควบคุม – ไม่มีคาเฟอีน
• การทดสอบการหุนหันพลันแล่น: การพ่นลมแบบกลไก (การพ่นลมแบบไม่พึงประสงค์) โดยปกติ แมลงวันจะหยุดเคลื่อนไหวเมื่อมีกระแสลมแรงเกิดขึ้น ส่วนผู้ที่ได้รับคาเฟอีนในเวลากลางคืน พบว่าปฏิกิริยาการยับยั้งจะบกพร่อง
• การควบคุมกิจกรรมและการนอนหลับ: ความเร็วในการเดินไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลง และการขาดการนอนหลับโดยเทียม (ด้วยแสงหรือการเขย่า) ไม่ได้ทำให้เกิดข้อบกพร่องที่คล้ายคลึงกัน ไม่รวมถึงภาวะสมาธิสั้นโดยทั่วไปหรือการขาดการนอนหลับ

ผลการค้นพบที่สำคัญ

1. การเคลื่อนไหวฉับพลันต้องมีคาเฟอีนในตอนกลางคืนเท่านั้น

• คาเฟอีนในระหว่างวันไม่มีผลต่อความสามารถของแมลงวันในการยับยั้งการเคลื่อนไหวของแมลงวัน
• ในระหว่างคืน ความหุนหันพลันแล่น (เศษส่วนของการตอบสนอง ความเจ็บปวดที่ต้องต้านทาน) เพิ่มขึ้น 40–60%

1. ความแตกต่างทางเพศ

   • เพศหญิงมีความหุนหันพลันแล่นมากกว่า (+70%) เมื่อเทียบกับเพศชาย (+30%) แม้จะมีระดับคาเฟอีนในร่างกายที่ใกล้เคียงกัน

2. การปรับเปลี่ยนจังหวะชีวภาพ

   • โดยการปิดกั้นยีนในแต่ละวัน (นาฬิกา รอบเดือน) นักวิทยาศาสตร์สามารถกำจัดความแตกต่างระหว่างการบริโภคอาหารในเวลากลางวันและกลางคืน ซึ่งบ่งชี้ถึง "ช่วงเวลาแห่งความเปราะบาง" ในเวลากลางคืน

3. โดพามีนเป็นตัวกลาง

• การสังเคราะห์โดพามีนที่ลดลง (กลายพันธุ์ซีด/+) หรือการทำให้เซลล์ประสาทโดพามีน PAM เงียบลง ทำให้ผลของคาเฟอีนต่อความหุนหันพลันแล่นหายไป
• สารกลายพันธุ์ของตัวขนส่งโดพามีน (ฟูมิน/+) ทำให้เกิดความหุนหันพลันแล่นมากขึ้น

1. บทบาทของตัวรับ D1 ในสมองแมลงวัน

   • การทำลายตัวรับ dDA1/Dop1R1 แบบเจาะจงในกลีบ α/β และ γ ของตัวเห็ดสามารถยับยั้งฤทธิ์คาเฟอีนได้อย่างสมบูรณ์ กลีบ γ มีความไวต่อปฏิกิริยามากที่สุด

กลไก

ตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้ ในเวลากลางคืน ความไวที่เพิ่มขึ้นของระบบโดปามีนในต่อมประสาทสำคัญและ "หน้าต่าง" ของการซึมผ่านที่เพิ่มขึ้นของคาเฟอีนจะไปรบกวนวงจรประสาทยับยั้ง ซึ่งนำไปสู่การควบคุมการเคลื่อนไหวที่บกพร่อง

คำกล่าวของนักวิทยาศาสตร์

“เราแสดงให้เห็นว่าคาเฟอีนมีผลแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวันและเพศ ผลกระทบเหล่านี้ถูกควบคุมโดยโดปามีนและนาฬิกาชีวภาพ” ซัลเดสกล่าว

“ผลการวิจัยนี้มีความสำคัญต่อผู้ที่ทำงานในเวลากลางคืนหรือผู้ที่ต้องดื่มกาแฟเพื่อให้ตื่น เพราะไม่เพียงแต่การนอนหลับเท่านั้นที่ได้รับผลกระทบ แต่การควบคุมแรงกระตุ้นก็อาจได้รับผลกระทบด้วยเช่นกัน” Paul R. Sabandal ผู้เขียนร่วมกล่าวเสริม

โอกาส

ผู้เขียนเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการศึกษาทางคลินิกในมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มคนทำงานกะ บุคลากรทางทหาร และบุคลากรด้านการดูแลสุขภาพ เพื่อค้นหา:

• การดื่มคาเฟอีนในเวลากลางคืนจะเพิ่มความเสี่ยงในการตัดสินใจอย่างหุนหันพลันแล่นและผิดพลาดหรือไม่?
• มนุษย์มีเพศสภาพคล้ายกันหรือไม่?
• วิธีเชื่อมโยงปริมาณการนอนหลับและการควบคุมเวลาเข้ากับความเสี่ยงของพฤติกรรมหุนหันพลันแล่น

งานนี้เปิดทางไปสู่คำแนะนำการบริโภคคาเฟอีนแบบเฉพาะบุคคลโดยอิงตามช่วงเวลาของวัน เพศ และโครโนไทป์ของแต่ละบุคคล