Влияние кофеин содержащих напитков на деятельность сердечно-сосудистой системы человека

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Влияние кофеин содержащих напитков на деятельность сердечно-сосудистой системы человека

Жидкова А.А. 1
1Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 24» Копейского городского округа
Жидкова Т.С. 1
1Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 24» Копейского городского округа
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Кофе – напиток с которого начинается утро у большого количества людей по всему миру. Кофе и кофеин содержащие напитки очень популярны у школьников в период подготовки к ЕГЭ, у студентов, готовящихся к экзаменам во время сессии, у людей, ведущих активный образ жизни и проводящих много времени в тренажерных залах и на спортивных площадках.

Я тоже веду очень активный образ жизни: участвую в акциях школьного самоуправления, посещаю тренировки (много лет я профессионально занимаюсь танцам), посещаю дополнительные занятия и конечно же готовлюсь к экзаменам. Очень часто мне нужно быстро восстановиться, поддержать себя в тонусе, быстро проснуться и быть активной и собранной. Я заметила, что все чаще в моем рационе стал появляться кофе (я предпочитаю кофе молотый Jardin Espresso di Milano, растворимый кофе Jardin Colombia medellin).

О кофе и кофеин содержащих напитках ходит много толков и мнений, как положительных, так и отрицательных. Я познакомилась с мнением врачей [1], обсудила эту тему с фельдшером школы.

Часто люди покупают такие напитки не задумываясь об их составе и возможных последствиях употребления, часто их мнение формируется по действием рекламных роликов и призывов.

Правда ли они так чудодейственны, и их употребление сделает нас бодрыми, активными, выносливыми и поможет в умственной работе. В этом я очень хочу разобраться. Данная проблема позволила сформировать цель исследования.

Цель работы: изучение влияния кофеин содержащих напитков, на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы.

Анализ литературы позволил выдвинуть следующую гипотезу: кофеин содержащие напитки являются вредными для сердечно - сосудистой системы человека.

В соответветствие с поставленной целью и выдвинутой гипотезой исследования были определены следующие задачи:

•изучить информацию в литературных источниках и сете интернет по теме исследования.

• провести анкетирование.

•изучить pH среды изучаемых напитков, принимающих участие в эксперименте.

•определить экспериментально влияние изучаемых продуктов на физиологические показатели деятельности сердечно-сосудистой системы (температура тела, пульс, артериальное давление).

Объект исследования: влияние кофеин содержащих продуктов на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы.

Предмет исследования: показатели деятельности сердечно – сосудистой системы человека (температура тела, артериальное давление пульс).

Для решения поставленных задач и проверки гипотезы были использованы следующие методы:

- теоретического исследования (анализ литературных источников)

- эмпирического исследования (анкетирование, наблюдение эксперимент)

- статистические (математическая статистическая обработка результатов и их графическое представление).

Научная новизна исследования заключается в том, что проблема влияния кофеин содержащих продуктов (подобной товарной линейки) на показатели деятельности сердечно – сосудистой системы человека, в литературных источниках и сети интернет нет информации о статистической достоверности влияния кофеин содержащих продуктов на показатели деятельности сердечно – сосудистой системы человека, мы первые проводим подобное исследование применяя статистический U-критерия Манна-Уитни.

Практическая значимость: данные исследования могут быть использованы для проведения классных часов по теме здоровье сбережения, а также на уроках биологии.

Глава 1. Теоретическое изучение проблемы.

Воздействие кофеина на организм человека.

Кофеин является алкалоидом-азотсодержащим соединением растительного происхождения, оказывающим стимулирующее действие на центральную нервную систему. Его получают из кофе, листьев коки и чая или синтезируют искусственно [2].

Механизм действия.

Кофеин устраняет действие аденозина-особых молекул, которые являются связующим звеном между нейронами в головном мозге. Они вызывают чувство усталости, которое защищает организм от умственных и физических нагрузок.

Однако в некоторых случаях человеку необходимо бодрствовать и продолжать быть активным. Тогда на помощь приходит кофеин. Он не снимает усталость, а только маскирует симптомы. У человека возникает иллюзия прилива энергии.

Пищевой источник.

Популярные напитки с кофеином:

Кофе. Концентрация вещества зависит от вида и крепости напитка. В одной чашке (150 мл) кофейных зерен может быть от 80 до 115 мг, растворимых-около 70 мг, эспрессо (37 мл) - около 75 мг.

Чай. В одной чашке (150 мл) может быть от 20 до 50 мг. Чем дольше напиток варится, тем больше в нем будет этого вещества.

Энергетические напитки-в 150 мл около 48 мг.

Кола-в одном стакане от 15 до 35 мг.

Какао-в 150 мл около 6 мг.

Кроме того, кофеин содержится в:

таблетки кофеина - там разные концентрации. Одна штука содержит от 50 до 200 мг.;

в шоколаде-дозировка зависит от сорта. В молочных плитках-15 мг,в горьких-90 мг.

Польза для организма.

- Снятие спазма гладкой мускулатуры кровеносных сосудов и внутренних органов, улучшение проходимости дыхательных путей, стимуляция поперечнополосатой мышечной ткани.

- Расширение бронхов за счет увеличения частоты и глубины дыхания.

- Повысить работоспособность, снизить утомляемость, избавиться от сонливости.

- Снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний.

- Стимуляция мозговой деятельности, что способствует лучшей концентрации и сосредоточенности.

- Снижение вероятности развития сахарного диабета.

- Уменьшение количества артериальных бляшек, что в свою очередь снижает вероятность развития болезни Альцгеймера.

- Повышенная секреция желудочного сока.

- Ускорение обмена веществ, процесса расщепления гликогена и клеточного жира. Это качество особенно ценят те, кто хочет похудеть.

- Оказывает мочегонное действие. Вещество не накапливается в крови, а покидает организм вместе с мочой в течение нескольких часов.

- Особенно кофеиновый напиток полезен для гипотоников. Это поможет поднять давление до нужного уровня. При головной боли и мигрени он оказывает обезболивающее действие, сужая кровеносные сосуды головного мозга.

Доказано, что полезные свойства кофеина проявляются только при его низкой дозировке. Это своего рода сигнал для активации сердца и мозга. Если вы используете его слишком много и часто, тело перестает реагировать на него.

Так что же вредного в кофеине?

- Уменьшает всасывание кальция в организме. Из-за частого употребления кофеиновых напитков в желудке нарушается кислотно-щелочной баланс. Степень усвоения питательных веществ снижается, поэтому организм вынужден восполнять недостаток кальция, заимствуя его из костей. Со временем это может привести к остеопорозу (хрупкости костей).

- Из-за сильного мочегонного действия организм обезвоживается.

- Сильная стимуляция нервной системы вызывает нарушения сна и повышает раздражительность.

- В больших дозах он вызывает скачки кровяного и глазного давления, что особенно опасно для пожилых людей.

- Противопоказан при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Это особенно угнетает в сочетании с алкоголем и сигаретами.

- Из-за постоянной стимуляции желудочной секреции возникают проблемы с желудочно-кишечным трактом, и людям с повышенной кислотностью вообще не следует его употреблять.

- Сужение сосудов головного мозга приводит к недостаточному кровотоку, что способствует раннему старению.

Глава 2. Эмпирическое изучение проблемы и

обсуждение результатов исследования.

Результаты анкетирования.

С целью изучения популярности в молодежной среде напитков, содержащих кофеин, а также чтобы узнать, что известно учащимся, о влиянии их на здоровье человека, мы провели опрос среди учащихся старших классов (10-11класс), всем респондентам на момент анкетирования было больше 16 лет. В анкетировании приняли участие 25 учащихся МОУ «СОШ № 24» г. Копейска.

Результаты анкетирования: Приложение №1

Анкетирование:

  1. Пробовали ли Вы кофеин содержащие напитки?

Ответ «ДА» - 25 человек - 100%

  1. Какие кофеин содержащие напитки вы пробовали?

Кофе – 25 человек – 100%

Чай – 25 человек – 100%

Энергетические напитки – 18 человек – 72%

Кола – 25 человек – 100%

Какао – 24 человека – 96%

  1. Как изменилось ваше самочувствие после приема такого напитка?

Почувствовал(а) бодрость – 18 человек – 72%

Почувствовал(а) учащение пульса – 5 человек – 20%

Почувствовал(а) усталость – 1 человек – 4%

Ничего не почувствовал(а) – 5 человек – 20%

  1. Как часто вы употребляете кофеин содержащие напитки?

Ответ «Каждый день» - 25 человек - 100%

Все респонденты пробовали кофеин содержащие напитки. Все опрошенные пили кофе, чай, колу. 18 человек – 72% после приема напитка ощутили бодрость и лишь 1 человек, что составило 4% почувствовал усталость. Все опрошенные потребляют кофеин содержащие напитки ежедневно.

Изучение pH среды изучаемых напитков.

Образец 1. – кислотная среда.

Образец 2. – кислотная среда.

Образец 3 – кислотная среда.

Образец 4. – кислотная среда.

Образец 5. – кислотная среда.

Образец 6 .– кислотная среда.

Экспериментальная часть

Изучение влияния кофеин содержащих напитков на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы.

Эксперимент длился 7 дней. Каждый день у респондентов проводился контрольный замер следующих показателей (артериальное давление, частота пульса, температура тела) после участники эксперимента употребляли один из кофеин содержащих продуктов и проходил замер показателей повторно.

Таблица 1. Кофеин содержащие продукты участвующие в эксперименте.

день 1

Образец 1.

день 2

Образец 2.

день 3

Образец 3.

день 4

Образец 4.

день 5

Образец 5.

день 6

Образец 6.

Кофеин имеет период полураспада около 5 часов. Пик действия кофеина в крови в течение примерно 15-45 минут потребления. В это время и проводился повторный замер показателей.

Таблица 2. Первый день эксперимента.

день 1

Контрольный замер

После употребления кофе молотый образец 1

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

респондент 1

110

70

79

36,8

120

80

80

36,8

респондент 2

100

67

80

36,6

116

78

88

36,8

респондент 3

110

70

80

36,9

121

76

87

36,9

респондент 4

112

72

67

36,7

120

85

89

36,7

респондент 5

120

79

77

36,2

123

83

88

36,2

респондент 6

103

65

76

36,8

112

72

88

36,8

респондент 7

121

70

79

36,6

124

71

95

36,6

респондент 8

116

74

88

36,7

120

80

96

36,8

респондент 9

109

65

70

36,7

117

70

78

36,7

респондент 10

121

80

89

36,8

124

82

90

36,8

респондент 11

113

72

78

36,6

120

80

90

36,6

респондент 12

115

68

67

36,7

117

77

80

36,7

респондент 13

122

80

65

36,7

120

85

74

36,6

респондент 14

120

83

66

36,6

120

89

74

36,7

респондент 15

110

82

78

36,7

120

87

85

36,7

Проведем статистическую обработку данных с помощью U-критерия Манна-Уитни, что позволит нам статистически оценить взаимосвязь между употреблением различных кофеин содержащих напитков и показателями деятельности сердечно-сосудистой системы.

Критерий предназначен для оценки различий между двумя выборками по уровню какого-либо признака, количественно измеренного. Этот метод определяет, достаточно ли мала зона перекрещивающихся значений между двумя рядами. Эмпирическое значение критерия U отражает то, насколько велика зона совпадения между рядами. Поэтому чем меньше Uэмп, тем более вероятно, что различия достоверны. [3]

Статистически оценим влияние употребления кофе молотого образец 1. на систолическое давление.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод: употребления кофе молотого образец 1. оказывает влияние на систолическое давление (в данном случае в сторону его повышения).

Далее статистически оценим влияние употребления кофе молотого образец 1. на диастолическое давление.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод: употребления кофе молотого образец 1. оказывает влияние на диастолическое давление (в данном случае в сторону его повышения).

Статистически оценим влияние употребления кофе молотого образец 1 на частоту пульса.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод: употребления кофе молотого образец 1. оказывает влияние на частоту пульса (в данном случае в сторону его повышения).

Статистически оценим влияние употребления кофе молотого образец 1 на температуру тела.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод: употребления кофе молотого образец 1 не оказывает влияние на повышение или понижение температуры тела.

Чтобы не загромождать работу все расчеты приведены в Приложении 2.

Здесь же мы приводим лишь сводную таблицу результатов нашего исследования.

Таблица 3. Обобщение. Влияние кофеин содержащих напитков на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы.

наименование продукта

показатели деятельности сердечно-сосудистой системы

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Образец 1.

 

 

 

 

Образец 2.

 

 

 

 

Образец 3.

 

 

 

 

Образец 4.

 

 

 

 

Образец 5.

 

 

 

 

Образец 6.

 

 

 

 

 

статистически значимые данные

     

 

зона неопределенной значимости

     

 

отсутствие корреляционной значимости

     

Проанализировав данную таблицу можно сделать следующие выводы:

- наибольшее влияние на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы оказывает молотый кофе.

- листовые чаи (черный и зеленый) оказывают большее влияние нежели чаи из пакетиков.

Выводы:

  1. Полезные свойства кофеина проявляются только при его низкой дозировке. Это своего рода сигнал для активации сердца и мозга. Если вы используете его слишком много и часто, тело перестает реагировать на него.

  2. Все участники эксперимента пробовали кофеин содержащие напитки. Все опрошенные пили кофе, чай, колу. 18 человек – 72% после приема напитка ощутили бодрость и лишь 1 человек, что составило 4% почувствовал усталость. Все опрошенные потребляют кофеин содержащие напитки ежедневно.

  3. Изучение pH среды кофеин содержащих напитков показал, что во всех образцах среда кислая, что при потреблении их в большом количестве может привести к проблемам с ЖКТ.

  4. Наибольшее влияние на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы оказывает молотый кофе.

  5. Листовые чаи (черны и зеленый) оказывают большее влияние нежели чаи из пакетиков.

Список используемой и цитируемой литературы

  1. https://med-tutorial.ru/med-article/art/763.html

  2. https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fzozhmania.ru%2Fpravilnoe-pitanie%2Fkofein

  3. https://www.psychol-ok.ru/statistics/mann-whitney/

Приложение 1.

Результаты анкетирования:

Анкетирование:

  1. Пробовали ли Вы кофеин содержащие напитки?

  1. Какие кофеин содержащие напитки вы пробовали?

  1. Как изменилось ваше самочувствие после приема такого напитка?

  1. Как часто вы употребляете кофеин содержащие напитки?

Приложение 2.

Таблица 4.

день 2

Контрольный замер

Поле употребления растворимый кофе образец 2

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

респондент 1

108

71

76

36.7

123

86

88

36.7

респондент 2

110

70

79

36.6

120

80

90

36.6

респондент 3

110

71

80

36.6

121

76

86

36.6

респондент 4

113

71

68

36.7

120

80

86

36.7

респондент 5

120

80

78

36.2

120

86

90

36.2

респондент 6

104

70

76

36.8

112

75

78

36.8

респондент 7

122

70

78

36.7

123

71

110

36.7

респондент 8

120

75

90

36.7

118

65

97

36.7

респондент 9

109

60

73

36.6

118

70

79

36.6

респондент 10

113

70

67

36.8

123

88

91

36.8

респондент 11

114

75

67

36.6

116

70

67

36.7

респондент 12

120

70

67

36.7

116

77

86

36.7

респондент 13

120

82

66

36.7

121

85

75

36.8

респондент 14

118

80

70

36.7

122

85

76

36.8

респондент 15

115

82

80

36.7

119

90

100

36.7

Статистически оценим влияние употребления кофе растворимый кофе образец 2 на систолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления кофе растворимый кофе образец 2 на диастолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления кофе растворимый кофе образец 2 на частоту пульса.

Статистически оценим влияние употребления кофе растворимый кофе образец 2на температуру тела.

Таблица 5.

день 3

Контрольный замер

После употребления чай зеленый листовой образец 3

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

респондент 1

100

70

80

36.7

122

86

80

36.9

респондент 2

110

67

80

36.6

120

80

88

36.8

респондент 3

110

70

80

36.6

123

76

87

36.9

респондент 4

112

72

67

36.7

120

80

89

36.7

респондент 5

120

79

78

36.2

120

86

88

36.2

респондент 6

104

65

76

36.8

112

75

88

36.9

респондент 7

122

72

80

36.7

123

72

100

36.8

респондент 8

120

74

88

36.5

119

65

96

36.8

респондент 9

109

65

70

36.6

118

70

78

36.7

респондент 10

113

80

89

36.8

123

88

90

36.8

респондент 11

122

72

78

36.6

116

70

90

36.6

респондент 12

120

68

67

36.7

117

78

80

36.7

респондент 13

120

80

65

36.8

121

85

74

36.6

респондент 14

118

83

66

36.6

122

86

74

36.7

респондент 15

112

83

78

36.7

120

92

85

36.7

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый листовой образец 3 на систолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый листовой образец 3 на диастолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый листовой образец 3 на частоту пульса.

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый листовой образец 3 на температуру тела.

Таблица 5.

день 4

Контрольный замер

После употребления чай зеленый (в пакетиках) образец 4

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

респондент 1

108

75

78

36.8

110

77

80

36.8

респондент 2

110

60

76

36.7

120

60

80

36.7

респондент 3

110

70

80

36.5

125

76

80

36.5

респондент 4

113

75

88

36.6

110

75

90

36.6

респондент 5

120

70

70

36.8

123

71

70

36.8

респондент 6

104

79

80

36.6

112

79

81

36.6

респондент 7

120

65

80

36.6

121

67

78

36.6

респондент 8

104

72

80

36.7

106

72

81

36.7

респондент 9

122

74

67

36.8

120

75

67

36.8

респондент 10

120

65

78

36.6

120

65

79

36.6

респондент 11

109

80

76

36.7

112

80

76

36.7

респондент 12

113

72

88

36.8

120

72

89

36.8

респондент 13

122

70

70

36.8

124

72

71

36.8

респондент 14

120

67

89

36.7

122

70

89

36.7

респондент 15

120

70

78

36.5

120

75

80

36.5

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый (в пакетиках) образец 4 на систолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый (в пакетиках) образец 4 на диастолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый (в пакетиках) образец 4 на частоту пульса.

Статистически оценим влияние употребления чай зеленый (в пакетиках) образец 4 на температуру тела.

Таблица 6.

день 5

Контрольный замер

После употребления чай черный образец 5

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

респондент 1

100

74

78

36.8

122

87

90

36.7

респондент 2

111

71

80

36.6

121

80

90

36.6

респондент 3

110

77

81

36.6

122

79

86

36.6

респондент 4

115

71

68

36.7

120

80

86

36.7

респондент 5

115

80

78

36.2

120

86

90

36.2

респондент 6

104

70

76

36.8

115

80

78

36.8

респондент 7

122

70

70

36.7

123

71

100

36.7

респондент 8

119

75

88

36.7

120

65

97

36.8

респондент 9

109

60

70

36.6

118

70

79

36.6

респондент 10

116

70

67

36.8

123

88

94

36.8

респондент 11

114

75

67

36.6

118

70

67

36.6

респондент 12

121

70

64

36.7

116

77

86

36.9

респондент 13

120

82

66

36.8

121

85

77

36.8

респондент 14

118

80

70

36.6

124

85

76

36.6

респондент 15

116

82

80

36.7

120

90

98

36.8

Статистически оценим влияние употребления чай черный образец 5 на систолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай черный «образец 5 на диастолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай черный образец 5 на частоту пульса.

Статистически оценим влияние употребления чай черный образец 5 на температуру тела.

Таблица 7.

день 6

Контрольный замер

После употребления чай черный в пакетиках образец 6

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

Систолическое давление

Диастолическое давление

Пульс

Температура

респондент 1

98

60

76

36.3

109

70

80

36.6

респондент 2

110

67

80

36.6

120

80

88

36.7

респондент 3

110

70

81

36.6

123

76

87

36.7

респондент 4

112

74

66

36.8

120

80

89

36.7

респондент 5

120

79

78

36.2

120

86

88

36.6

респондент 6

102

65

76

36.8

112

75

88

36.8

респондент 7

122

72

80

36.7

123

72

100

36.6

респондент 8

120

74

88

36.5

120

65

96

36.7

респондент 9

110

65

70

36.7

118

70

78

36.7

респондент 10

113

80

89

36.8

120

87

90

36.7

респондент 11

120

72

80

36.7

116

70

90

36.6

респондент 12

120

68

67

36.7

116

78

80

36.8

респондент 13

121

80

65

36.8

121

87

74

36.6

респондент 14

117

85

67

36.6

120

86

74

36.7

респондент 15

114

83

78

36.7

121

92

85

36.8

Статистически оценим влияние употребления чай черный в пакетиках образец 6 на систолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай черный в пакетиках образец 6 на диастолическое давление.

Статистически оценим влияние употребления чай черный в пакетиках образец 6 на частоту пульса.

Статистически оценим влияние употребления чай черный в пакетиках образец 6 на температуру тела.

Просмотров работы: 39