Allgemeines über Koffein - Merkmale, Wirkung, Vorkommen und mögliche Entzugserscheinungen

Eigenschaften

Bei Koffein oder Coffein handelt es sich um ein Alkaloid, das zur Stoffgruppe der Xanthine gehört. Man zählt es zu den psychoaktiven Drogen und Stimulantien.

Koffein ist ein Bestandteil von zahlreichen Genussmitteln wie

• Kaffee,
• Tee,
• Energy-Drinks oder
• Cola-Getränken

und besitzt eine anregende Wirkung.

In seiner reinen Form ist es ein geruchloses, weißes und kristallines Pulver, das einen bitteren Geschmack aufweist. Keine andere pharmakologisch aktive Substanz ist auf der Welt so häufig verbreitet wie Koffein.

Wirkung

Koffein ist bekannt und beliebt für seine anregende Wirkung. Es hat zahlreiche pharmakologische Effekte auf den menschlichen Organismus:

• Es regt das Zentralnervensystem (ZNS) an.

• Es steigert die Herzfrequenz.

• Es erhöht die Kontraktionskraft des Herzens.

• Es sorgt für Bronchialerweiterung.

• Es wirkt erweiternd auf die peripheren Blutgefäße.

• Es stimuliert die Peristaltik des Darms.

• Es fördert die Glycogenolyse und Lipolyse.

• Koffein hat auch einen leicht harntreibenden Effekt, da es die Rückresorption von Wasser aus dem Primärharn hemmt.

Obwohl Koffein über ein breites Wirkungsspektrum verfügt, dient es in geringen Mengen vorwiegend als Stimulans. Dabei werden vor allem die Psyche, die Konzentration und der Antrieb gesteigert.

Darüber hinaus wird dem Auftreten von Müdigkeit entgegengewirkt. Durch höhere Koffeinmengen werden auch das Atemzentrum und der Kreislauf stimuliert.

In geringerer Konzentration wirkt Koffein vor allem auf die sensorischen Hirnrindeteile, während durch höhere Dosen auch die motorischen Gehirnzentren beeinflusst werden. Dabei wird eine Spannung der Hirngefäße bewirkt, wodurch es zu einer Erhöhung der Aufmerksamkeit und des Konzentrationsvermögens kommt.

Außerdem wird das Schlafbedürfnis verringert, da Ermüdungserscheinungen beseitigt werden. Die Erhöhung des Blutdrucks fällt dabei nur gering aus und verschwindet bei längerer Einnahme gänzlich.

Ermöglicht wird das breite Wirkungsspektrum von Koffein durch eine Reihe von Wirkungskomponenten. Dabei wird auf molekularer Ebene in spezielle Zellvorgänge eingegriffen.

So ist das Koffein in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke nahezu ungehindert zu überschreiten und seine anregende Wirkung im Zentralnervensystem zu entfalten.

Herkunft

Als Entdecker des Koffeins gilt der Apotheker und Chemiker Friedhelb Ferdinand Runge (1794-1867), der auf Johann Wolfgang von Goethes (1749-1832) Anraten Untersuchungen des Kaffees vornahm, um die anregende Substanz des Genussmittels zu entdecken.

Im Jahre 1820 schaffte Runge schließlich die Isolation von reinem Koffein aus Kaffeebohnen, wodurch er als Entdecker des Koffeins angesehen wird. Außerdem gelang es 1821 einigen französischen Apothekern Koffein zu isolieren.

Thein

Ebenso Koffein ist Thein oder Tein, der Wirkstoff, der in schwarzem und grünem Tee vorkommt.

Der Unterschied zwischen Koffein aus Tee und Koffein aus Kaffee besteht darin, dass das Alkaloid unterschiedlich freigesetzt wird. So besteht bei Koffein aus Kaffee eine Bindung an einen Chlorogensäure-Kalium-Komplex. Dieser setzt nach dem Kontakt mit der menschlichen Magensäure das Koffein sofort frei.

Dagegen besteht bei Koffein aus Tee eine Bindung an Polyphenole, wodurch es zu einer Freisetzung des Alkaloids erst im Darm kommt. Als Folge davon tritt die anregende Wirkung später ein, hält dafür aber länger an.

Vorkommen von Koffein in der Nahrung

Koffein ist bekannt als wichtigster Wirkstoff von Kaffee und kommt in den Kaffeestrauchsamen vor. Darüber hinaus ist es aber auch in sechzig unterschiedlichen Pflanzen enthalten. Dazu gehören u.a.:

• der Teestrauch
• der Matebaum
• die Kolanuss
• die Guarana

Gewinnen lässt sich Koffein durch eine Extraktion aus Kaffeebohnen oder Teeblättern. In der Industrie stellt man Koffein vor allem durch die Traubesche Synthese her.

Neben Kaffee und Tee findet Koffein auch Verwendung in zahlreichen Genussmitteln und Erfrischungsgetränken wie:

• Guarana
• Mate
• Energy-Drinks
• Kakao
• Cola-Getränken

Darüber hinaus setzt man es verschiedenen Süßigkeiten wie zum Beispiel Schokolade zu.

Entzugserscheinungen durch Koffein

Bei einer Verringerung des Koffeinkonsums kann es zu Entzugserscheinungen kommen. Diese Beschwerden sind aber nur vorübergehend.

Die Wirkung von Koffein

Die anregende Wirkung von Koffein auf zellulärer Ebene basiert darauf, dass im wachen Zustand von den Nervenzellen Botenstoffe ausgetauscht werden.

Adenosin

Dabei kommt es zum Verbrauch von Energie, wodurch als Nebenprodukt Adenosin entsteht. Dieses hat die Aufgabe, das Gehirn vor Überanstrengung zu bewahren. Dazu setzt es sich an spezielle Rezeptoren auf der Nervenbahn an.

Nachdem das Adenosin gebunden ist, arbeiten die Nervenzellen etwas langsamer, wodurch das Gehirn vor Überanstrengung geschützt wird. Koffein weist in seiner chemischen Struktur Ähnlichkeit mit Adenosin auf, wodurch es dieselben Rezeptoren besetzen kann. Allerdings werden die Rezeptoren durch das Koffein nicht aktiviert.

Da das Adenosin nun nicht mehr andocken kann, erhalten die Nervenbahnen auch kein Signal und arbeiten weiter, obwohl die Adenosinkonzentration ansteigt. Werden über längere Zeit höhere Koffeindosen eingenommen, tritt jedoch eine Veränderung der Nervenzellen ein.

Bei diesen kommt es wieder zu einer Reaktion auf das fehlende Adenosin-Signal und es werden mehr Rezeptoren ausgebildet. Dadurch können sich die Adenosin-Moleküle wieder an die Rezeptoren binden.

Schließlich arbeiten die Nervenzellen langsamer, da der anregende Effekt des Koffeins eingeschränkt wird. Zu dieser Toleranz kann es bereits nach sechs bis fünfzehn Tagen von starkem Koffeinkonsum kommen.

Auswirkungen des eingeschränkten Koffeinkonsums

Verringert man den Konsum von Koffein stark, besteht die Möglichkeit, dass verschiedene Entzugserscheinungen auftreten. Dazu gehören u.a.:

• Kopfschmerzen
• Reizbarkeit
• depressive Stimmung
• Erschöpfung
• Konzentrationsstörungen
• Energieverlust
• Müdigkeit
• Übelkeit

Diese Erscheinungen sind jedoch nur vorübergehend und dauern zwischen zwei und neun Tage. Wird das Koffein zu hoch dosiert, kann es zu einem stark beschleunigtem Puls und Erregungserscheinungen kommen.

Medizinischer Gebrauch

Koffein wird auch für Arzneimittel genutzt. So verwendet man es in Kombinationsschmerzmitteln, da es die analgetische Wirkstärke von Paracetamol und Acetylsalicylsäure erhöht, wodurch sich deren Dosis reduzieren lässt.