Koffein gehört zur Familie der heterocyclischen Verbindungen, die als Purine bekannt sind. Es hat den systematischen Namen 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-Purin-2,6-dion; es ist auch bekannt als 1,3,7-Trimethylxanthin und 1,3,7-Trimethyl-2,6-Dioxopurin., Koffein kann als Alkaloid klassifiziert werden, ein Begriff, der für Substanzen verwendet wird, die in einigen Pflanzen als Endprodukte des Stickstoffstoffstoffwechsels produziert werden. Die Chemische Formel lautet C 8 H 10 N 4 O 2 . Koffein hat eine Molmasse von 194,19 Gramm (6,85 Unzen). Es ist in Wasser und in vielen organischen Lösungsmitteln löslich und erscheint in reiner Form als weiße Kristalle. Koffein kann durch Extraktion aus natürlichen Quellen oder durch Synthese aus Harnsäure hergestellt werden.
Mehr als sechzig Pflanzen, darunter solche, die uns Kaffee, Tee, Cola und Kakao geben, produzieren Koffein aus dem Purin-Xanthin., Während Koffein ein natürlicher Bestandteil von Kaffee, Tee, Schokolade und einigen Cola-Getränken ist, wird es Konsumgütern wie Erfrischungsgetränken, Diätpillen und Analgetika zugesetzt . Koffein soll das am weitesten verbreitete Medikament der Welt sein, und mehr als 100 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten konsumieren jeden Tag Koffein. Es hat pharmakologische Anwendungen: als Herz-und Atemstimulans und als Mittel zur Förderung der Nierendiurese. Eine therapeutische Dosis Koffein entspricht in etwa der Menge, die in einer durchschnittlichen Tasse Kaffee zwischen 100 und 200 Milligramm (0,0071 Unzen) enthalten ist., Entkoffeinierter Kaffee kann durch Extraktion mit einem Lösungsmittel (wie Methylenchlorid), Wasserextraktion oder Dampfextraktion hergestellt werden.
Koffein gelangt etwa zehn Minuten nach der Einnahme in den Blutkreislauf und bleibt bis zu zwölf Stunden im Körper. Wie andere Alkaloide hat Koffein starke physiologische Wirkungen auf Mensch und Tier. Es stimuliert den Herzmuskel und entspannt bestimmte Strukturen, die glatte Muskeln enthalten, einschließlich der Koronararterien und der Bronchien. Es ist ein Diuretikum., Theophyllin und Theobromin, zwei andere pflanzliche Alkaloidderivate von Xanthin, haben ähnliche physiologische Wirkungen wie Koffein.
Koffein wirkt durch mehrere vorgeschlagene Mechanismen als Stimulans des Zentralnervensystems (ZNS). Das wichtigste scheint seine Interferenz mit der Fähigkeit des Neurotransmitters Adenosin zu sein, an seinen Nervenzellrezeptor zu binden ., Außerdem hemmt Koffein das Enzym cyclic Nucleotide Phosphodiesterase, das intrazelluläre zyklische Adenosinmonophosphat (cAMP) abbaut, ein weiterer Bote, der an der Übertragung von Nervensignalen von Hormonen beteiligt ist, die außerhalb des Zentralnervensystems stammen
wie Epinephrin und Glucagon-Hormone, die bei Tieren die „Kampf-oder Fluchtreaktion“ auslösen., Andere vorgeschlagene Mechanismen haben mit Auswirkungen auf die intrazellulären Calciumionenkonzentrationen des ZNS zu tun.
Koffein ist mäßig gewohnheitsbildend, aber da Koffeinkonsumenten normalerweise seine Verwendung kontrollieren können, wird es von der American Psychiatric Association nicht als süchtig machendes Stimulans aufgeführt. Koffein gilt nicht als schädlich für den durchschnittlichen gesunden Erwachsenen. Tatsächlich gibt es positive Wirkungen, die sich aus einer moderaten Koffeinaufnahme ergeben (etwa drei Tassen Kaffee pro Tag). Es lindert Müdigkeit, verbessert Denkprozesse, erhöht die Wachsamkeit und verbessert die körperliche Leistungsfähigkeit., Es kann verwendet werden, um Atemdepression zu behandeln und, weil es Blutgefäße im Gehirn verengt, ist oft ein Bestandteil in Kopfschmerzen Heilmittel. Es gibt einige Hinweise darauf, dass Koffein helfen kann, Symptome von Migränekopfschmerzen zu lindern und das Risiko von Gallensteinen zu senken. Einige Studien zeigen, dass Koffein vor der Parkinson-Krankheit schützen kann, möglicherweise indem es den Abbau des Neurotransmitters Dopamin in Gehirnzellen hemmt.
Aufgrund übermäßiger Koffeinaufnahme können einige Nebenwirkungen auftreten, wie Unruhe, Kopfschmerzen, Herzklopfen, Sodbrennen und Schlaflosigkeit., Einige Personen können eine toxische Reaktion darauf haben. Die Einnahme von Schwangeren und stillenden Müttern kann sich nachteilig auf Föten und Babys auswirken; Koffein überquert die Plazenta und gelangt in die Muttermilch. Koffein hat einen großen Sicherheitsspielraum. Eine tödliche Dosis für die meisten Menschen wäre die Menge an Koffein in etwa hundert Tassen Kaffee.
Einige Untersuchungen zu koffeinbedingten Gesundheitsproblemen sind nicht schlüssig. Studien haben keine Korrelation zwischen Koffeinaufnahme und erhöhtem Osteoporoserisiko oder erhöhtem Risiko für Spontanaborte gezeigt., Es gibt keine schlüssigen Beweise, die die Koffeinaufnahme (als Kaffee) mit Blasen -, Bauchspeicheldrüsen -, Brust-oder Darmkrebs in Verbindung bringen. Es gibt auch keine schlüssigen Beweise dafür, dass moderate Koffeinaufnahme zu Herzerkrankungen oder Herzrhythmusstörungen beiträgt; Eine Studie hat jedoch gezeigt, dass ein relativ hoher Kaffeekonsum den Blutspiegel von Homocystein (einer Aminosäure) erhöht—eine Situation, die zu Herzinfarkt oder Alzheimer beitragen kann. Es gibt anhaltende Kontroversen darüber, ob eine starke Koffeinaufnahme den Blutdruck erhöht, das Risiko einer Frau, Brustklumpen zu entwickeln, oder das Auftreten von Fehlgeburten.,