Kofein - Caffeine

Kofein

Klinické údaje
Výslovnost	/ K æ f jsem n , k æ f jsem n /
Ostatní jména	Guaranine Methyltheobromine 1,3,7 -Trimethylxanthine Theine
AHFS / Drugs.com	Monografie
Kategorie těhotenství
Odpovědnost za závislost	Fyzické : nízké – střední Psychologické : nízké
Odpovědnost za závislost	Nízký / žádný
Cesty podání	Ústně , insuflace , klystýr , rektální , intravenózní
Třída drog	Povzbuzující
ATC kód
Farmakokinetické údaje
Biologická dostupnost	99%
Vazba na bílkoviny	25–36%
Metabolismus	Primární: CYP1A2 Menší: CYP2E1 , CYP3A4 , CYP2C8 , CYP2C9
Metabolity	Paraxanthin (84%) Theobromin (12%) Theofylin (4%)
Nástup akce	~ 1 hodinu
Poločas eliminace	Dospělí: 3–7 hodin Kojenci (plný termín): 8 hodin Kojenci (předčasně): 100 hodin
Doba působení	3–4 hodiny
Vylučování	Moč (100%)
Identifikátory
Název IUPAC 1,3,7-trimethylpurin-2,6-dion
Číslo CAS
PubChem CID
IUPHAR/BPS
DrugBank
ChemSpider
UNII
KEGG
ČEBI
CHEMBL
PDB ligand
CompTox Dashboard ( EPA )
Informační karta ECHA	100 000,329
Chemická a fyzikální data
Vzorec	C 8 H 10 N 4 O 2
Molární hmotnost	194,194  g · mol −1
3D model ( JSmol )
Hustota	1,23 g / cm 3
Bod tání	235 až 238 ° C (455 až 460 ° F) (bezvodý)
ÚSMĚVY CN1C = NC2 = C1C (= O) N (C (= O) N2C) C
InChI InChI = 1S/C8H10N4O2/c1-10-4-9-6-5 (10) 7 (13) 12 (3) 8 (14) 11 (6) 2/h4H, 1-3H3 Klíč: RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N Y
Datová stránka
Kofein (datová stránka)

Kofein je centrální nervový systém (CNS) stimulant na methylxanthinové třídy . Jedná se o nejrozšířenější psychoaktivní drogu na světě . Na rozdíl od mnoha jiných psychoaktivních látek je legální a neregulovaný téměř ve všech částech světa. Existuje několik známých mechanismů účinku, které vysvětlují účinky kofeinu. Nejvýraznější je, že reverzibilně blokuje působení adenosinu na jeho receptory a následně brání nástupu ospalosti vyvolané adenosinem. Kofein také stimuluje určité části autonomního nervového systému .

Kofein je hořká, bílá krystalická purin , methylxanthin alkaloid , a je chemicky příbuzný adeninu a guaninu bází z deoxyribonukleové kyseliny (DNA) a ribonukleová kyselina (RNA). Nachází se v semenech, plodech, ořeších nebo listech řady rostlin původem z Afriky, východní Asie a Jižní Ameriky a pomáhá je chránit před býložravci a před konkurencí tím, že brání klíčení blízkých semen a povzbuzuje spotřebu vybranými zvířaty, jako jsou včely medonosné . Nejznámějším zdrojem kofeinu je kávové zrno , semeno rostliny Coffea . Lidé mohou pít nápoje obsahující kofein, aby zmírnili nebo zabránili ospalosti a zlepšili kognitivní výkonnost. K výrobě těchto nápojů se kofein extrahuje máčením rostlinného produktu ve vodě, což je proces nazývaný infuze . Nápoje obsahující kofein, jako je káva , čaj a cola , se celosvětově konzumují ve velkých objemech. V roce 2020 bylo celosvětově spotřebováno téměř 10 milionů tun kávových zrn.

Kofein může mít jak pozitivní, tak negativní účinky na zdraví. Může léčit a předcházet předčasným poruchám dýchání kojenců bronchopulmonální dysplazie nedonošených a apnoe nedonošených . Kofeinový citrát je na seznamu modelů základních léků WHO . Může poskytnout mírný ochranný účinek proti některým chorobám, včetně Parkinsonovy choroby . Někteří lidé pociťují narušení spánku nebo úzkost, pokud konzumují kofein, ale jiní vykazují jen malou poruchu. Důkazy o riziku během těhotenství jsou nejednoznačné; některé úřady doporučují, aby těhotné ženy omezily kofein na ekvivalent dvou šálků kávy denně nebo méně. Kofein může způsobit mírnou formu drogové závislosti  - spojenou s abstinenčními příznaky, jako je ospalost, bolest hlavy a podrážděnost - když jedinec přestane užívat kofein po opakovaném denním příjmu. Tolerance k autonomním účinkům zvýšeného krevního tlaku a srdeční frekvence a zvýšeného výdeje moči se vyvíjí s chronickým používáním (tj. Tyto příznaky se stávají méně výraznými nebo se nevyskytují po důsledném používání).

Kofein je americkým úřadem pro kontrolu potravin a léčiv klasifikován jako obecně uznávaný jako bezpečný (GRAS). Toxické dávky, přes 10 gramů denně pro dospělého, jsou mnohem vyšší než typická dávka pod 500 miligramů denně. Evropský úřad pro bezpečnost potravin hlášeno, že až 400 mg kofeinu denně (asi 5,7 mg / kg tělesné hmotnosti za den) nemá bezpečnostní raise obavy netěhotných dospělých, zatímco příjem až do 200 mg za den pro těhotné a kojící ženy nevyvolávají obavy o bezpečnost plodu ani kojených dětí. Šálek kávy obsahuje 80–175 mg kofeinu, podle toho, jaké „fazole“ (semeno) se použije, jak se praží (tmavší pečeně mají méně kofeinu) a jak se připravují (např. Kapání , perkolace nebo espresso) ). K dosažení toxické dávky je tedy zapotřebí zhruba 50–100 obyčejných šálků kávy. Čistý kofein v prášku, který je k dispozici jako doplněk stravy , však může být smrtelný v množství velikosti lžíce.

Použití

Lékařský

Kofein se používá v:

• Bronchopulmonální dysplazie u předčasně narozených dětí pro prevenci i léčbu. Může zlepšit přírůstek hmotnosti během terapie a snížit výskyt mozkové obrny a také snížit jazykové a kognitivní zpoždění. Na druhou stranu jsou možné jemné dlouhodobé vedlejší účinky.
• Apnoe nedonošených jako primární léčba, ale ne prevence.
• Léčba ortostatické hypotenze .
• Někteří lidé používají k léčbě astmatu nápoje obsahující kofein, jako je káva nebo čaj . Důkazy na podporu této praxe jsou však chabé. Zdá se, že kofein v nízkých dávkách zlepšuje funkci dýchacích cest u lidí s astmatem, zvyšuje nucený výdechový objem (FEV1) o 5% až 18%, přičemž tento účinek trvá až čtyři hodiny.
• Přidání kofeinu (100–130 mg) do běžně předepisovaných léků proti bolesti, jako je paracetamol nebo ibuprofen, mírně zvyšuje podíl lidí, kteří dosáhnou úlevy od bolesti .

Zvýšení výkonu

Poznávací

Kofein je stimulant centrálního nervového systému, který může snížit únavu a ospalost . Při normálních dávkách má kofein různé účinky na učení a paměť, ale obecně zlepšuje reakční čas , bdělost , koncentraci a motorickou koordinaci . Množství kofeinu potřebné k vyvolání těchto účinků se liší od člověka k člověku v závislosti na velikosti těla a stupni tolerance. Požadované účinky nastávají přibližně jednu hodinu po konzumaci a požadované účinky mírné dávky obvykle odezní po přibližně třech nebo čtyřech hodinách.

Kofein může zpomalit nebo zabránit spánku a zlepšit výkonnost úkolů během deprivace spánku. Směnní pracovníci, kteří používají kofein, dělají méně chyb, které by mohly být důsledkem ospalosti.

Kofein způsobem závislým na dávce zvyšuje bdělost u unavených i normálních jedinců.

Systematický přehled a meta-analýza z roku 2014 zjistila, že souběžné kofein a L -theanine použití má synergické psychoaktivní účinky, které podporují bdělost, pozornost a přepínání úloh ; tyto účinky jsou nejvýraznější během první hodiny po podání dávky.

Fyzický

Kofein je osvědčenou ergogenní pomůckou u lidí. Kofein zlepšuje sportovní výkon v aerobních (zejména vytrvalostních sportech ) a anaerobních podmínkách. Mírné dávky kofeinu (kolem 5 mg/kg) mohou zlepšit výkonnost při sprintu, jízdu na kole a běhu, vytrvalost (tj. Oddaluje nástup svalové únavy a centrální únavy ) a výkon při jízdě na kole. Kofein zvyšuje bazální rychlost metabolismu u dospělých. Požití kofeinu před aerobním cvičením zvyšuje oxidaci tuků, zvláště u osob s nízkou fyzickou zdatností.

Kofein zlepšuje svalovou sílu a sílu a může zvýšit svalovou vytrvalost. Kofein také zvyšuje výkon při anaerobních testech. Konzumace kofeinu před cvičením s konstantní zátěží je spojena se sníženou vnímanou námahou. I když tento efekt není při cvičení od vyčerpání k dispozici, výkon se výrazně zvýší. To je v souladu s tím, že kofein snižuje vnímanou námahu, protože cvičení od vyčerpání by mělo končit ve stejném bodě únavy. Kofein také zlepšuje výkon a zkracuje čas do dokončení v aerobních časových zkouškách, což je účinek pozitivně (ale ne výhradně) spojený s delší dobou cvičení.

Specifické populace

Dospělí

Pro běžnou populaci zdravých dospělých doporučuje Health Canada denní příjem nejvýše 400 mg. Tento limit byl shledán bezpečným systematickým hodnocením kofeinové toxikologie z roku 2017.

Děti

U zdravých dětí způsobuje mírný příjem kofeinu pod 400 mg účinky, které jsou „skromné ​​a obvykle neškodné“. Vyšší dávky kofeinu (> 400 mg) mohou způsobit fyziologické, psychické a behaviorální poškození, zejména u dětí s psychiatrickými nebo srdečními chorobami. Neexistuje žádný důkaz, že by káva brzdila růst dítěte. American Academy of Pediatrics doporučuje, aby spotřeba kofeinu není vhodný pro děti a mládež, a je třeba se vyhnout. Toto doporučení vychází z klinické zprávy vydané Americkou pediatrickou akademií v roce 2011 s přehledem 45 publikací od roku 1994 do roku 2011 a zahrnuje příspěvky od různých zúčastněných stran (pediatři, výbor pro výživu, kanadská pediatrická společnost, centra pro kontrolu a prevenci nemocí , Správa potravin a léčiv , výbor pro sportovní medicínu a fitness, Národní federace středoškolských asociací). Pro děti do 12 let doporučuje Health Canada maximální denní příjem kofeinu maximálně 2,5 miligramu na kilogram tělesné hmotnosti. Na základě průměrných tělesných hmotností dětí to znamená následující limity příjmu na základě věku:

Věkové rozmezí	Maximální doporučený denní příjem kofeinu
4–6	45 mg (o něco více než v 12 oz typického kofeinovaného nealkoholického nápoje)
7–9	62,5 mg
10–12	85 mg (asi 1 / 2  šálek kávy)

Dospívající

Health Canada nevypracovala doporučení pro mladistvé kvůli nedostatečným údajům. Navrhují však, aby denní příjem kofeinu pro tuto věkovou skupinu nebyl vyšší než 2,5 mg/kg tělesné hmotnosti. Důvodem je, že maximální dávka kofeinu pro dospělé nemusí být vhodná pro lehká dospívající mládež nebo pro mladší dospívající mládež, která stále roste. Denní dávka 2,5 mg/kg tělesné hmotnosti by u většiny mladistvých konzumentů kofeinu nezpůsobila nepříznivé účinky na zdraví. Toto je konzervativní návrh, protože starší a těžší dospívající mohou být schopni konzumovat dávky kofeinu pro dospělé, aniž by měli nežádoucí účinky.

Těhotenství a kojení

Metabolismus kofeinu je v těhotenství snížen, zejména ve třetím trimestru, a poločas kofeinu během těhotenství může být prodloužen až na 15 hodin (ve srovnání s 2,5 až 4,5 hodinami u negravidních dospělých). Současné důkazy o účincích kofeinu na těhotenství a kojení jsou neprůkazné. Existuje omezené množství primárních a sekundárních rad pro nebo proti užívání kofeinu během těhotenství a jeho účinků na plod nebo novorozence.

Britská agentura pro standardy potravin doporučila, aby těhotné ženy z opatrnosti omezily příjem kofeinu na méně než 200 mg kofeinu denně - ekvivalent dvou šálků instantní kávy nebo jednoho a půl až dvou šálků čerstvé kávy . Americký kongres porodníků a gynekologů (ACOG), uzavřené v roce 2010, že spotřeba kofeinu je v bezpečí až do 200 mg za den u těhotných žen. Pro ženy, které kojí, jsou těhotné nebo mohou otěhotnět, doporučuje Health Canada maximální denní příjem kofeinu ne více než 300 mg nebo o něco více než dva šálky kávy o hmotnosti 237 ml. Systematický přehled kofeinové toxikologie z roku 2017 našel důkazy podporující, že konzumace kofeinu až 300 mg/den u těhotných žen obecně není spojena s nepříznivým reprodukčním nebo vývojovým účinkem.

Ve vědecké literatuře existují protichůdné zprávy o užívání kofeinu během těhotenství. Recenze z roku 2011 zjistila, že kofein během těhotenství zřejmě nezvyšuje riziko vrozených vývojových vad , potratu nebo zpomalení růstu, i když je konzumován v mírném až vysokém množství. Jiné recenze však dospěly k závěru, že existují určité důkazy, že vyšší příjem kofeinu těhotnými ženami může být spojen s vyšším rizikem porodu dítěte s nízkou porodní hmotností a může být spojen s vyšším rizikem ztráty těhotenství. Systematický přehled, analyzující výsledky observačních studií, naznačuje, že ženy, které konzumují velké množství kofeinu (více než 300 mg/den) před otěhotněním, mohou mít vyšší riziko ztráty těhotenství.

Nepříznivé účinky

Fyzický

Kofein v kávě a dalších kofeinovaných nápojích může ovlivnit gastrointestinální motilitu a sekreci žaludeční kyseliny . U žen po menopauze může vysoká spotřeba kofeinu urychlit úbytek kostní hmoty .

Akutní požití kofeinu ve velkých dávkách (nejméně 250–300 mg, což odpovídá množství obsaženému v 2–3 šálcích kávy nebo 5–8 šálcích čaje) má za následek krátkodobou stimulaci výdeje moči u jedinců, kteří byli zbaven kofeinu na několik dní nebo týdnů. Toto zvýšení je způsobeno jak diurézou (zvýšení vylučování vody), tak natriurézou (zvýšení vylučování fyziologického roztoku); je zprostředkován blokádou proximálního tubulárního receptoru adenosinu. Akutní zvýšení produkce moči může zvýšit riziko dehydratace . Chroničtí uživatelé kofeinu si však k tomuto účinku vytvářejí toleranci a nedochází ke zvýšení výdeje moči.

Psychologický

Drobné nežádoucí příznaky požití kofeinu, které nejsou natolik závažné, aby si vyžádaly psychiatrickou diagnózu, jsou běžné a zahrnují mírnou úzkost, nervozitu, nespavost, zvýšenou latenci spánku a sníženou koordinaci. Kofein může mít negativní účinky na úzkostné poruchy . Podle přehledu literatury z roku 2011 je užívání kofeinu pozitivně spojeno s úzkostnými a panickými poruchami. Při vysokých dávkách, obvykle vyšších než 300 mg, může kofein způsobit a zhoršit úzkost. U některých lidí může přerušení užívání kofeinu výrazně snížit úzkost. V mírných dávkách je kofein spojován se sníženými příznaky deprese a nižším rizikem sebevraždy .

Zvýšená konzumace kávy a kofeinu je spojena se sníženým rizikem deprese.

Některé učebnice uvádějí, že kofein je mírný euforiant, jiné uvádějí, že to není euforiant, a jedna učebnice na jednom místě uvádí, že kofein není euforiant, ale na jiném místě jej seskupuje mezi euforisty.

Kofeinem indukovaná úzkostná porucha je podtřída DSM-5 diagnostiky úzkostné poruchy vyvolané látkou/léky.

Poruchy výztuže

Závislost

Zda kofein může mít za následek návykovou poruchu, závisí na tom, jak je závislost definována. Nutkavá konzumace kofeinu za žádných okolností nebyla pozorována, a kofein proto není obecně považován za návykový. Některé diagnostické modely, jako například ICDM-9 a ICD-10 , však zahrnují klasifikaci závislosti na kofeinu v rámci širšího diagnostického modelu. Někteří uvádějí, že někteří uživatelé se mohou stát závislými, a proto nemohou omezit používání, přestože vědí, že existují negativní účinky na zdraví.

Kofein se nezdá být posilujícím stimulem a ve skutečnosti může docházet k určitému stupni averze, přičemž lidé ve studii o odpovědnosti za zneužívání drog publikované v monografii výzkumu NIDA dávají přednost placebu před kofeinem . Někteří uvádějí, že výzkum neposkytuje podporu pro základní biochemický mechanismus závislosti na kofeinu. Jiný výzkum uvádí, že to může ovlivnit systém odměn.

K ICDM-9 a ICD-10 byla přidána „závislost na kofeinu“. Jeho přidání však bylo zpochybněno tvrzením, že tento diagnostický model závislosti na kofeinu není podložen důkazy. American Psychiatric Association ‚s DSM-5 nezahrnuje diagnózu kofeinu závislost , ale navrhuje kritéria pro poruchu na další studium.

Závislost a výběr

Odstoupení může způsobit mírné až klinicky významné potíže nebo zhoršení každodenního fungování. Četnost, s jakou k tomu dochází, je udávána 11%, ale v laboratorních testech to zažívá pouze polovina lidí, kteří hlásí stažení, což zpochybňuje mnoho tvrzení o závislosti. Při abstinenci se může objevit mírná fyzická závislost a abstinenční příznaky, s více než 100 mg kofeinu denně, ačkoli tyto příznaky netrvají déle než jeden den. Některé příznaky spojené s psychickou závislostí se mohou objevit také během vysazení. Diagnostická kritéria pro vysazení kofeinu vyžadují předchozí dlouhodobé každodenní užívání kofeinu. Po 24 hodinách výrazného snížení spotřeby jsou ke splnění kritérií pro vysazení nutné minimálně 3 z těchto příznaků nebo symptomů: potíže se soustředěním, depresivní nálada / podrážděnost , příznaky podobné chřipce, bolest hlavy a únava . Příznaky a symptomy navíc musí narušit důležité oblasti fungování a nejsou spojeny s účinky jiného stavu

ICD-11 zahrnuje závislost na kofeinu jako samostatnou diagnostickou kategorii, která přesně odráží navrhovaný soubor kritérií DSM-5 pro „poruchu užívání kofeinu“. Porucha užívání kofeinu se týká závislosti na kofeinu charakterizované neschopností kontrolovat spotřebu kofeinu navzdory negativním fyziologickým důsledkům. APA , který publikoval DSM-5, uznal, že existují dostatečné důkazy, aby se vytvořila diagnostický model kofeinu závislosti na DSM-5, ale poznamenal, že klinický význam této poruchy je nejasný. Vzhledem k tomuto neprůkaznému důkazu o klinickém významu klasifikuje DSM-5 poruchu užívání kofeinu jako „podmínku pro další studium“.

Tolerance vůči účinkům kofeinu se vyskytuje u zvýšeného krevního tlaku vyvolaného kofeinem a u subjektivních pocitů nervozity. Senzibilizace , proces, při kterém se účinky při používání stávají výraznějšími, nastává u pozitivních účinků, jako jsou pocity bdělosti a pohody. Tolerance se liší pro denní, pravidelné uživatele kofeinu a uživatele s vysokým obsahem kofeinu. Bylo prokázáno, že vysoké dávky kofeinu (750 až 1200 mg/den rozložené po celý den) produkují úplnou toleranci k některým, ale ne ke všem účinkům kofeinu. Dávky až 100 mg/den, jako je 6 oz šálek kávy nebo dvě až tři 12 oz porce kofeinovaného nealkoholického nápoje, mohou kromě jiných intolerancí i nadále způsobovat poruchy spánku. Nepravidelní uživatelé kofeinu mají nejnižší kofeinovou toleranci při narušení spánku. Někteří pijáci kávy si vytvářejí toleranci vůči nežádoucím účinkům narušujícím spánek, ale jiní zjevně ne.

Riziko dalších nemocí

Ochranný účinek kofeinu proti Alzheimerově chorobě a demenci je možný, ale důkazy jsou neprůkazné. Může chránit lidi před cirhózou jater . Kofein může snížit závažnost akutní horské nemoci, pokud je užíván několik hodin před dosažením vysoké nadmořské výšky. Jedna metaanalýza zjistila, že konzumace kofeinu je spojena se sníženým rizikem diabetu 2. typu . Pravidelná konzumace kofeinu snižuje riziko vzniku Parkinsonovy choroby a zpomaluje progresi Parkinsonovy choroby. Konzumace kofeinu může být spojena se sníženým rizikem deprese , přestože byly hlášeny protichůdné výsledky.

Kofein zvyšuje nitrooční tlak u pacientů s glaukomem, ale zdá se, že neovlivňuje normální jedince.

DSM-5 také zahrnuje další poruchy způsobené kofeinem, sestávající z kofeinem indukované úzkostné poruchy, kofeinem indukované poruchy spánku a nespecifikovaných poruch souvisejících s kofeinem. První dvě poruchy jsou klasifikovány jako „úzkostná porucha“ a „porucha spánku a bdění“, protože mají podobné vlastnosti. Další poruchy, které se projevují značným stresem a narušením každodenního fungování a které vyžadují klinickou pozornost, ale nesplňují kritéria pro diagnostiku u jakýchkoli specifických poruch, jsou uvedeny v části „Nespecifikované poruchy související s kofeinem“.

Předávkovat

Konzumace 1–1,5 gramu (1 000–1 500 mg) denně je spojena se stavem známým jako kofeinismus . Kofeinismus obvykle kombinuje závislost na kofeinu s řadou nepříjemných symptomů včetně nervozity, podrážděnosti, neklidu, nespavosti, bolestí hlavy a bušení srdce po užití kofeinu.

Předávkování kofeinem může mít za následek stav nadměrné stimulace centrálního nervového systému známý jako intoxikace kofeinem, klinicky významný dočasný stav, který se vyvine během nebo krátce po konzumaci kofeinu. Tento syndrom se obvykle objevuje až po požití velkého množství kofeinu, což je mnohem více než v kofeinovaných nápojích a kofeinových tabletách (např. Více než 400–500 mg najednou). Podle DSM-5 může být intoxikace kofeinem diagnostikována, pokud se po nedávné konzumaci kofeinu vyvine pět (nebo více) z následujících příznaků: neklid, nervozita, vzrušení, nespavost, zrudnutí obličeje, diuréza (zvýšená produkce moči), gastrointestinální poruchy svalové záškuby, spletitý tok myšlenek a řeči, tachykardie (zvýšená srdeční frekvence) nebo srdeční arytmie, období nevyčerpatelnosti a psychomotorická agitace.

Podle Mezinárodní klasifikace nemocí (ICD-11) mohou případy velmi vysokého příjmu kofeinu (např.> 5 g) vést k intoxikaci kofeinem s příznaky zahrnujícím mánii, depresi, výpadky úsudku, dezorientaci, dezinhibici, bludy, halucinace nebo psychózu a rhabdomyolýza (rozpad tkáně kosterního svalstva).

Energetické nápoje

Vysoká spotřeba kofeinu v energetických nápojích (nejméně 1 litr nebo 320 mg kofeinu) byla spojena s krátkodobými kardiovaskulárními vedlejšími účinky včetně hypertenze, prodlouženého QT intervalu a bušení srdce. Tyto kardiovaskulární vedlejší účinky nebyly pozorovány při menším množství spotřeby kofeinu v energetických nápojích (méně než 200 mg).

Silná intoxikace

Od roku 2007 není známo žádné protijed nebo reverzní činidlo pro intoxikaci kofeinem, léčba mírné intoxikace kofeinem je zaměřena na úlevu od symptomů; těžká intoxikace může vyžadovat peritoneální dialýzu , hemodialýzu nebo hemofiltraci . Intralipidová infuzní terapie je indikována v případech bezprostředního rizika zástavy srdce, aby se zachytil volný sérový kofein.

Smrtelná dávka

Úmrtí po požití kofeinu se zdá být vzácná a nejčastěji je způsobena úmyslným předávkováním léky. V roce 2016 bylo do center pro kontrolu jedů ve Spojených státech hlášeno 3702 expozic souvisejících s kofeinem, z nichž 846 vyžadovalo ošetření ve zdravotnickém zařízení a 16 mělo zásadní výsledek; a v případových studiích je hlášeno několik úmrtí souvisejících s kofeinem. LD ₅₀ kofeinu u člověka je závislá na individuální citlivosti, ale se odhaduje na 150-200 mg na kg (2,2 lb) tělesné hmotnosti (75-100 šálků kávy pro 70 kg (150 liber) dospělých). Existují případy, kdy byly dávky 57 miligramů na kilogram smrtelné. Řadu smrtelných nehod způsobilo předávkování snadno dostupnými práškovými kofeinovými doplňky, u nichž je odhadované smrtelné množství menší než polévková lžíce. Smrtelná dávka je nižší u jedinců, jejichž schopnost metabolizovat kofein je narušena v důsledku genetiky nebo chronického onemocnění jater. Úmrtí bylo hlášeno u muže s cirhózou jater, který se předávkoval mincovnami s kofeinem.

Interakce

Kofein je substrátem pro CYP1A2 a prostřednictvím tohoto a dalších mechanismů interaguje s mnoha látkami.

Alkohol

Podle DSST alkohol poskytuje snížení výkonu a kofein má výrazné zlepšení výkonu. Když jsou alkohol a kofein konzumovány společně, jsou účinky kofeinu ovlivněny, ale účinky alkoholu zůstávají stejné. Například když se přidá další kofein, účinek léčiva vyvolaný alkoholem se nesníží. Chvění a bdělost způsobená kofeinem se však sníží, když se konzumuje další alkohol. Samotná konzumace alkoholu snižuje jak inhibiční, tak aktivační aspekty kontroly chování. Kofein antagonizuje aktivační aspekt kontroly chování, ale nemá žádný vliv na inhibiční kontrolu chování. Tyto pokyny Dietní doporučení pro Američany doporučujeme zamezení souběžnému konzumaci alkoholu a kofeinu, protože by to mohlo vést ke zvýšené konzumaci alkoholu, s vyšším rizikem úrazu s alkoholem spojené.

Tabák

Kouření zvyšuje kouření kofeinu o 56%.

Antikoncepce

Antikoncepční pilulky mohou prodloužit poločas kofeinu, což vyžaduje větší pozornost konzumace kofeinu.

Léky

Kofein někdy zvyšuje účinnost některých léků, například těch na bolesti hlavy . Bylo stanoveno, že kofein zvyšuje účinnost některých volně prodejných analgetik o 40%.

Farmakologické účinky adenosinu mohou být oslabeny u jedinců užívajících velké množství methylxanthinů, jako je kofein.

Farmakologie

Farmakodynamika

Struktura typické chemické synapse
Postsynaptická hustota Napěťově řízený kanál Ca ++ Synaptický váček Transportér neurotransmiteru Receptor Neurotransmiter Axon terminál Synaptická štěrbina Dendrit

Při nedostatku kofeinu a když je člověk vzhůru a ve střehu, je v neuronech (CNS) přítomen malý adenosin . S pokračujícím bdělým stavem se v průběhu času adenosin hromadí v neuronální synapsi , čímž se navazuje na adenosinové receptory na určitých neuronech CNS a aktivuje je ; když jsou aktivovány, tyto receptory produkují buněčnou odpověď, která nakonec zvyšuje ospalost . Když je kofein konzumován, antagonizuje receptory adenosinu; jinými slovy, kofein brání adenosinu v aktivaci receptoru blokováním umístění na receptoru, kde se na něj adenosin váže. Díky tomu kofein dočasně zabraňuje ospalosti nebo ji zmírňuje, a tím udržuje nebo obnovuje bdělost.

Cíle receptoru a iontového kanálu

Kofein je antagonista z adenosinu _2A receptoru , a knockout myší studie specificky zapojeny antagonismus A _2A receptoru odpovědných za bdělost podporující účinky kofeinu. Antagonismus receptorů A2A ve ventrolaterální preoptické oblasti (VLPO) snižuje inhibiční neurotransmisi GABA na tuberomammillary jádro , histaminergní projekční jádro, které aktivací závisle podporuje vzrušení. Tato dezinhibice tuberomammillary jádra je následným mechanismem, kterým kofein vyvolává účinky podporující bdělost. Kofein je antagonista všech čtyř adenosinového receptoru subtypů ( A ₁ , _2A , _2B , a A ₃ ), i když s různými energiemi . Afinitou ( K _D ) hodnoty kofeinu pro lidských adenosinových receptorů jsou 12 uM v A ₁ , 2,4 uM na A _2A , 13 uM v A _2B , a 80 uM u A ₃ .

Antagonismus adenosinových receptorů kofeinem také stimuluje medulární vagální, vazomotorická a respirační centra , což zvyšuje dechovou frekvenci, snižuje srdeční frekvenci a zužuje cévy. Antagonismus receptoru adenosinu také podporuje uvolňování neurotransmiterů (např. Monoaminy a acetylcholin ), které dodávají kofeinu jeho stimulační účinky; adenosin působí jako inhibiční neurotransmiter, který potlačuje aktivitu v centrálním nervovém systému. Palpitace srdce jsou způsobeny blokádou receptoru A ₁ .

Protože je kofein rozpustný ve vodě i v lipidech, snadno prochází hematoencefalickou bariérou, která odděluje krevní oběh od vnitřku mozku. Jakmile se dostanete do mozku, hlavním způsobem účinku je neselektivní antagonista receptorů adenosinu (jinými slovy činidlo, které snižuje účinky adenosinu). Molekula kofeinu je strukturálně podobná adenosinu a je schopná se vázat na receptory adenosinu na povrchu buněk, aniž by je aktivovala, čímž působí jako kompetitivní antagonista .

Kromě své aktivity na receptorech adenosinu je kofein antagonistou inositol trisfosfátového receptoru 1 a na napětí nezávislým aktivátorem ryanodinových receptorů ( RYR1 , RYR2 a RYR3 ). Je také kompetitivním antagonistou ionotropního glycinového receptoru .

Účinky na striatální dopamin

Zatímco kofein není přímo vázat na jakékoliv dopaminové receptory , má vliv na vazebnou aktivitu dopaminu na jeho receptory v striatu vazbou na receptory adenosinu, které se vytvořily GPCR heteromers s dopaminové receptory, konkrétně A ₁ - D ₁ receptoru heterodimeru (to je receptorový komplex s 1 adenosin ₁ receptoru a 1 dopaminu D ₁ receptor) a _2A - D ₂ receptoru heterotetramerních (to je receptor komplex se 2 adenosinu _A2A receptoru a 2 dopaminu D ₂ receptoru). A _2A -D ₂ receptoru heterotetramerních byl identifikován jako primární farmakologický cíl kofeinu, a to především proto, že zprostředkovává některé jeho psychostimulantů účinků a jeho farmakodynamické interakce s dopaminergními psychostimulanty.

Kofein také způsobuje uvolnění dopaminu v dorzálním striatu a jádru nucleus accumbens (substruktura uvnitř ventrálního striata ), ale nikoli ve skořápce nucleus accumbens , a to antagonizací receptorů A ₁ v axonovém konci dopaminových neuronů a heterodimerů A ₁ - A _2A (receptorový komplex složený z 1 receptoru adenosinu A1 a ₁ receptoru adenosinu _A2A ) v axonovém konci glutamátových neuronů. Během chronického užívání kofeinu je uvolňování dopaminu vyvolané kofeinem v jádru nucleus accumbens výrazně sníženo v důsledku tolerance k lékům .

Enzymové cíle

Kofein, stejně jako ostatní xanthiny , také působí jako inhibitor fosfodiesterázy . Kofein jako kompetitivní neselektivní inhibitor fosfodiesterázy zvyšuje intracelulární cAMP , aktivuje protein kinázu A , inhibuje syntézu TNF-alfa a leukotrienu a snižuje zánět a vrozenou imunitu . Kofein také ovlivňuje cholinergní systém, kde je středně silným inhibitorem enzymu acetylcholinesterázy .

Farmakokinetika

Kofein z kávy nebo jiných nápojů je absorbován tenkým střevem do 45 minut po požití a distribuován do všech tělesných tkání. Maximální koncentrace v krvi je dosaženo za 1–2 hodiny. Je eliminována kinetikou prvního řádu . Kofein může být také absorbován rektálně, což dokládají čípky ergotamin tartrátu a kofeinu (k úlevě od migrény ) a chlorbutanolu a kofeinu (k léčbě hyperemese ). Rektální absorpce je však méně účinná než orální: maximální koncentrace ( C _max ) a celkové absorbované množství ( AUC ) jsou obě asi 30% (tj. 1/3,5) orálních množství.

Biologický poločas kofeinu -  doba potřebná k vyloučení poloviny dávky v těle-se mezi jednotlivci velmi liší podle faktorů, jako je těhotenství, jiné léky, funkce jaterních enzymů (potřebné pro metabolismus kofeinu) a věk. U zdravých dospělých je poločas kofeinu mezi 3 a 7 hodinami. Poločas je u dospělých kuřáků snížen o 30-50% , u žen užívajících perorální antikoncepci přibližně dvojnásobný a prodloužen v posledním trimestru těhotenství . U novorozenců může být poločas rozpadu 80 hodin nebo více, klesá velmi rychle s věkem, možná až do 6 měsíců věku, než je hodnota pro dospělé. Antidepresivum fluvoxamin (Luvox) snižuje clearance kofeinu o více než 90%a zvyšuje jeho eliminační poločas více než desetkrát; od 4,9 hodiny do 56 hodin.

Kofein je metabolizován v játrech u cytochromu P450 oxidázy enzymového systému, zejména, podle CYP1A2 isozym, do tří dimethyl xanthiny , z nichž každá má své vlastní účinky na tělo:

• Paraxanthin (84%): Zvyšuje lipolýzu , což vede ke zvýšeným hladinám glycerolu a volných mastných kyselin v krevní plazmě .
• Theobromin (12%): Rozšiřuje cévy a zvyšuje objem moči . Theobromin je také hlavní alkaloid v kakaových bobech ( čokoláda ).
• Theofylin (4%): Uvolňuje hladké svaly z průdušek , a používá se k léčbě astmatu . Terapeutická dávka theofylinu, nicméně, je mnohokrát větší, než je úroveň dosaženou od metabolismu kofeinu.

Kyselina 1,3,7-trimethylurová je malý metabolit kofeinu. Každý z těchto metabolitů je dále metabolizován a poté vyloučen močí. Kofein se může hromadit u jedinců s těžkým onemocněním jater , což zvyšuje jeho poločas.

Recenze z roku 2011 zjistila, že zvýšený příjem kofeinu byl spojen s variacemi ve dvou genech, které zvyšují rychlost katabolismu kofeinu. Subjekty, které měly tuto mutaci na obou chromozomech, konzumovaly o 40 mg více kofeinu denně než ostatní. To je pravděpodobně způsobeno potřebou vyššího příjmu k dosažení srovnatelného požadovaného účinku, nikoli tím, že by gen vedl k dispozici pro větší pobídku k návyku.

Chemie

Čistý bezvodý kofein je bílý prášek hořké chuti s bodem tání 235–238 ° C bez zápachu. Kofein je mírně rozpustný ve vodě při pokojové teplotě (2 g/100 ml), ale velmi rozpustný ve vroucí vodě (66 g/100 ml). Je také mírně rozpustný v ethanolu (1,5 g/100 ml). Je slabě bazický (pKa z konjugovaná kyselina = ~ 0,6), které vyžadují silné kyseliny, to protonovat. Kofein neobsahuje žádná stereogenní centra, a proto je klasifikován jako achirální molekula.

Xanthin Jádro kofeinu obsahuje dva kondenzované kruhy, z -pyrimidindionu a imidazol . Pyrimidindion zase obsahuje dvě amidové funkční skupiny, které existují převážně v obojetné rezonanci, kde jsou atomy dusíku dvojitě vázány na jejich sousední atomy amidových uhlíků. Proto všech šest atomů v kruhovém systému -pyrimidindionu sp ² hybridizuje a rovinný. Proto je kondenzovaný kruh 5,6 jádro kofeinu obsahuje celkem deset pí elektronů , a tudíž v souladu s pravidlem Hůckelovo je aromatický .

Syntéza

Biosyntézy kofeinu je příklad evoluce konvergentní mezi různými druhy.

Kofein lze syntetizovat v laboratoři počínaje dimethylmočovinou a kyselinou malónovou .

Komerční zásoby kofeinu se obvykle nevyrábějí synteticky, protože chemikálie je snadno dostupná jako vedlejší produkt bez kofeinu.

Bez kofeinu

Extrakci kofeinu z kávy za účelem výroby kofeinu a kávy bez kofeinu lze provádět za použití řady rozpouštědel. Níže jsou uvedeny hlavní metody:

• Extrakce vody: Kávová zrna jsou namočená ve vodě. Voda, která kromě kofeinu obsahuje mnoho dalších sloučenin a přispívá k chuti kávy, pak prochází aktivním uhlím , které kofein odstraní. Vodu lze poté vrátit zpět k fazolím a odpařit suchou, takže káva bez kofeinu má původní chuť. Výrobci kávy získávají zpět kofein a dále jej prodávají k použití v nealkoholických nápojích a volně prodejných kofeinových tabletách.
• Extrakce superkritického oxidu uhličitého: Superkritický oxid uhličitý je vynikající nepolární rozpouštědlo pro kofein a je bezpečnější než organická rozpouštědla, která se jinak používají. Proces extrakce je jednoduchý: CO
  2je protlačován zelenými kávovými zrny při teplotách nad 31,1 ° C a tlacích nad 73 atm . Za těchto podmínek CO
  2je ve „ superkritickém “ stavu : Má vlastnosti podobné plynu, které mu umožňují proniknout hluboko do fazolí, ale také vlastnosti podobné tekutinám, které rozpouští 97–99% kofeinu. Kofeinem nabitý CO
  2poté se postříká vysokotlakou vodou, aby se odstranil kofein. Kofein pak lze izolovat adsorpcí na dřevěném uhlí (jak je uvedeno výše) nebo destilací , rekrystalizací nebo reverzní osmózou .
• Extrakce organickými rozpouštědly: Některá organická rozpouštědla, jako je ethylacetát, představují mnohem menší nebezpečí pro zdraví a životní prostředí než dříve používaná chlorovaná a aromatická organická rozpouštědla. Další metodou je použít triglyceridové oleje získané z použité kávové sedliny.

Káva „bez kofeinu“ ve skutečnosti v mnoha případech obsahuje kofein - některé komerčně dostupné kávové výrobky bez kofeinu obsahují značné množství. Jedna studie zjistila, že káva bez kofeinu obsahuje 10 mg kofeinu na šálek, ve srovnání s přibližně 85 mg kofeinu na šálek běžné kávy.

Detekce v tělních tekutinách

Kofein lze kvantifikovat v krvi, plazmě nebo séru, aby bylo možné monitorovat terapii u novorozenců , potvrdit diagnózu otravy nebo usnadnit vyšetřování úmrtí z lékařské oblasti. Plazmatické hladiny kofeinu se obvykle pohybují v rozmezí 2–10 mg/l u pijáků kávy, 12–36 mg/l u novorozenců léčených pro apnoe a 40–400 mg/l u obětí akutního předávkování. Koncentrace kofeinu v moči se často měří v soutěžních sportovních programech, u nichž se za zneužívání obvykle považuje hladina přesahující 15 mg/l.

Analogy

Byly vytvořeny některé analogické látky, které napodobují vlastnosti kofeinu s funkcí nebo strukturou nebo obojí. Z druhé skupiny jsou xanthiny DMPX a 8-chlorotheofylin , což je složka dramaminu . Členové třídy xanthinů substituovaných dusíkem jsou často navrhováni jako potenciální alternativy ke kofeinu. Bylo také objasněno mnoho dalších analogů xanthinu tvořících třídu antagonistů adenosinového receptoru.

Některé další analogy kofeinu:

• Dipropylcyklopentylxanthin
• 8-cyklopentyl-1,3-dimethylxanthin
• 8-fenylteofylin

Srážení tříslovin

Kofein, stejně jako jiné alkaloidy jako cinchonin , chinin nebo strychnin , vysráží polyfenoly a třísloviny . Tuto vlastnost lze použít v kvantifikační metodě.

Přirozený výskyt

Je známo, že přibližně třicet druhů rostlin obsahuje kofein. Běžnými zdroji jsou „fazole“ (semena) dvou pěstovaných kávovníků, Coffea arabica a Coffea canephora (množství se liší, ale typická hodnota je 1,3%); a z kakaovníku Theobroma cacao ; listy čajovníku ; a kola ořechy . Mezi další zdroje patří listy cesmíny yauponové , jihoamerické cesmíny yerba mate a amazonské cesmíny guayusa ; a semena z bobulí guarany amazonského javoru . Mírné podnebí po celém světě přineslo nesouvisející rostliny obsahující kofein.

Kofein v rostlinách působí jako přírodní pesticid : může paralyzovat a zabíjet hmyzí dravce živící se rostlinou. Vysoká hladina kofeinu se nachází v kávových sazenicích, když vyvíjejí listy a postrádají mechanickou ochranu. Kromě toho se v okolní půdě kávových sazenic nacházejí vysoké hladiny kofeinu, které brání klíčení semen blízkých kávových sazenic, což dává semenáčkům s nejvyššími úrovněmi kofeinu méně konkurentů o stávající zdroje pro přežití. Kofein je uložen v čajových listech na dvou místech. Za prvé, v buněčných vakuolách, kde je komplexován s polyfenoly . Tento kofein se pravděpodobně uvolňuje do ústních částí hmyzu, aby odradil bylinožravce. Za druhé, kolem cévních svazků, kde pravděpodobně brání patogenním houbám ve vstupu a kolonizaci cévních svazků. Kofein v nektaru může zlepšit reprodukční úspěch rostlin produkujících pyl zlepšením paměti odměn opylovačů, jako jsou včely medonosné .

Rozdílné vnímání účinků požití nápojů vyrobených z různých rostlin obsahujících kofein lze vysvětlit skutečností, že tyto nápoje také obsahují různé směsi jiných methylxanthinových alkaloidů , včetně srdečních stimulantů theofylinu a theobrominu a polyfenolů, které mohou tvořit nerozpustné komplexy s kofeinem .

produkty

Obsah kofeinu ve vybraných potravinách a drogách

Produkt	Velikost porce	Kofein na porci ( mg )	Kofein (mg/ l )
Kofeinová tableta (pravidelná síla)	1 tableta	100	-
Kofeinová tableta (extra silná)	1 tableta	200	-
Excedrinová tableta	1 tableta	65	-
Hershey's Special Dark (45% obsah kakaa)	1 bar (43 g nebo 1,5 oz)	31	-
Hershey's Milk Chocolate (11% obsah kakaa)	1 bar (43 g nebo 1,5 oz)	10	-
Perkolovaná káva	207  ml (7,0  US fl oz )	80 –135	386 –652
Překapaná káva	207 ml (7,0 US fl oz)	115 –175	555 –845
Káva, bez kofeinu	207 ml (7,0 US fl oz)	5 –15	24 –72
Káva, espresso	44–60 ml (1,5–2,0 US fl oz)	100	1 691 –2 254
Čaj  - černý, zelený a další druhy - máčejte 3 minuty.	177 mililitrů (6,0 US fl oz)	22 –74	124 –418
Guayakí yerba mate (volný list)	6 g (0,21 oz)	85	Cca. 358
Coca-Cola	355 ml (12,0 US fl oz)	34	96
horská Rosa	355 ml (12,0 US fl oz)	54	154
Pepsi nulový cukr	355 ml (12,0 US fl oz)	69	194
Guaraná Antarktida	350 ml (12 amerických fl oz)	30	100
Jolt Cola	695 ml (23,5 US fl oz)	280	403
červený býk	250 ml (8,5 US fl oz)	80	320
Mléčný nápoj s kávovou příchutí	250 ml (8,5 US fl oz)	33 –197	660 –3290

Mezi produkty obsahující kofein patří káva, čaj, nealkoholické nápoje („coly“), energetické nápoje , jiné nápoje, čokoláda , kofeinové tablety, jiné orální produkty a inhalační výrobky. Podle studie z roku 2020 ve Spojených státech je káva hlavním zdrojem příjmu kofeinu u dospělých středního věku, zatímco u mladistvých jsou hlavním zdrojem nealkoholické nápoje a čaj. Energetické nápoje jsou častěji konzumovány jako zdroj kofeinu u dospívajících ve srovnání s dospělými.

Nápoje

Káva

Světovým primárním zdrojem kofeinu je kávové „zrno“ (semeno kávovníku ), ze kterého se vaří káva. Obsah kofeinu v kávě se velmi liší v závislosti na typu kávových zrn a použitém způsobu přípravy; i fazole v daném keři mohou vykazovat rozdíly v koncentraci. Obecně se jedna porce kávy pohybuje v rozmezí od 80 do 100 miligramů, na jeden šálek ( 30 mililitrů) espressa odrůdy arabica , až přibližně 100–125 miligramů na šálek (120 mililitrů) překapávané kávy . Káva Arabica obvykle obsahuje polovinu kofeinu z odrůdy robusta . Obecně platí, že tmavě pražená káva má o něco méně kofeinu než světlejší pražení, protože proces pražení snižuje obsah kofeinu v zrnku o malé množství.

Čaj

Čaj obsahuje sušší hmotnost více kofeinu než káva. Typická porce však obsahuje mnohem méně, protože ve srovnání s ekvivalentní porcí kávy se spotřebuje méně produktu. K obsahu kofeinu přispívají také rostoucí podmínky, techniky zpracování a další proměnné. Čaje tedy obsahují různá množství kofeinu.

Čaj obsahuje malé množství teobrominu a mírně vyšší hladiny teofylinu než káva. Na čaj má významný vliv příprava a mnoho dalších faktorů a barva je velmi špatným indikátorem obsahu kofeinu. Čaje podobně jako světle japonský zelený čaj , Gyokuro například obsahovat daleko více kofeinu než mnohem tmavší čajů jako lapsang souchong , který má jen velmi málo.

Nealkoholické a energetické nápoje

Kofein je také běžnou přísadou nealkoholických nápojů , jako je cola , původně připravovaných z ořechů kola . Nealkoholické nápoje obvykle obsahují 0 až 55 miligramů kofeinu na porci 12 uncí. Naproti tomu energetické nápoje , jako je Red Bull , mohou začínat na 80 miligramech kofeinu v jedné porci. Kofein v těchto nápojích buď pochází z použitých přísad, nebo je přísadou získanou z produktu bez kofeinu nebo z chemické syntézy. Guarana, hlavní složka energetických nápojů, obsahuje velké množství kofeinu s malým množstvím teobrominu a teofylinu v přirozeně se vyskytující pomocné látce s pomalým uvolňováním .

Jiné nápoje

• Mate je nápoj oblíbený v mnoha částech Jižní Ameriky. Jeho příprava spočívá v naplnění tykve listy jihoamerické cesmíny yerba mate , zalitím listy horkou, ale ne vroucí vodou, a pitím brčkem, bombilkou, která funguje jako filtr tak, aby čerpala pouze tekutinu a ne yerba listy.
• Guaraná je nealkoholický nápoj pocházející z Brazílie vyrobený ze semen ovoce Guaraná .
• Listy Ilex guayusa , ekvádorského cesmína, se vloží do vroucí vody a připraví se čaj guayusa.
• Listy Ilex vomitoria , stromu cesmíny yaupon, se vloží do vroucí vody a připraví se čaj yaupon.
• Komerčně připravené mléčné nápoje s příchutí kávy jsou v Austrálii oblíbené. Mezi příklady patří ledová káva Oak's Ice a Farmers Union Ice . Množství kofeinu v těchto nápojích se může velmi lišit. Koncentrace kofeinu se mohou výrazně lišit od tvrzení výrobce.

Čokoláda

Čokoláda získaná z kakaových bobů obsahuje malé množství kofeinu. Slabý stimulační účinek čokolády může být způsoben kombinací teobrominu a teofylinu, stejně jako kofeinu. Typická 28 gramová porce tyčinky z mléčné čokolády má přibližně tolik kofeinu jako šálek kávy bez kofeinu. Hmotností hořké čokolády je jeden až dvojnásobek množství kofeinu jako kávy: 80–160 mg na 100 g. Vyšší procenta kakaa, jako je 90%, činí přibližně 200 mg na 100 g přibližně, a tedy 100 gramová 85% kakaová tyčinka obsahuje asi 195 mg kofeinu.

Tablety

Tablety nabízejí oproti kávě, čaji a jiným kofeinovaným nápojům několik výhod, včetně pohodlí, známého dávkování a vyhýbání se současnému příjmu cukru, kyselin a tekutin. Výrobci kofeinových tablet tvrdí, že užívání kofeinu farmaceutické kvality zlepšuje duševní bdělost. Tyto tablety běžně používají studenti studující na zkoušky a lidé, kteří pracují nebo řídí dlouhé hodiny.

Jiné orální přípravky

Jedna americká společnost prodává orálně rozpustné kofeinové proužky. Další příjem je SpazzStick , kofeinový balzám na rty . Alert Energy Caffeine Gum byla zavedena ve Spojených státech v roce 2013, ale byla dobrovolně stažena po oznámení vyšetřování FDA o zdravotních účincích přidaného kofeinu v potravinách.

Inhalační látky

Existuje několik produktů uváděných na trh, které nabízejí inhalátory, které dodávají patentované směsi doplňků, přičemž klíčovou složkou je kofein. V roce 2012 zaslal FDA varovný dopis jedné ze společností prodávajících tyto inhalátory, v níž vyjádřil obavy z nedostatku dostupných bezpečnostních informací o vdechovaném kofeinu.

Kombinace s jinými léky

• Některé nápoje kombinují alkohol s kofeinem a vytvářejí kofeinový alkoholický nápoj . Stimulační účinky kofeinu mohou maskovat depresivní účinky alkoholu, což potenciálně snižuje povědomí uživatele o jeho úrovni intoxikace . Kvůli bezpečnostním obavám byly na tyto nápoje zakázány . Zejména Spojené státy americké Food and Drug Administration označil kofeinu přidán alkoholický nápoj nápojů jako „nebezpečné potravinářské přídatné látky“.
• Ya ba obsahuje kombinaci metamfetaminu a kofeinu.
• Léky proti bolesti, jako je propyfenazon/paracetamol/kofein, kombinují kofein s analgetikem .

Dějiny

Objev a šíření používání

Podle čínské legendy čínský císař Shennong , údajně pokládaný asi v roce 3000 př. N. L., Nechtěně objevil čaj, když poznamenal, že když určité listy spadly do vroucí vody, vznikl voňavý a regenerační nápoj. Shennong je také zmíněn v Lu Yu's Cha Jing , slavné rané práci na téma čaje.

Nejstarší věrohodné důkazy o pití kávy nebo znalosti kávovníku se objevují v polovině patnáctého století v súfijských klášterech v Jemenu v jižní Arábii. Z Mochy se káva rozšířila do Egypta a severní Afriky a v 16. století se dostala do zbytku Blízkého východu, Persie a Turecka . Z Blízkého východu se pití kávy rozšířilo do Itálie, poté do zbytku Evropy a kávovníky převáželi Nizozemci do Východní Indie a do Severní a Jižní Ameriky.

Zdá se, že používání ořechů Kola má starověký původ. Žvýká se v mnoha západoafrických kulturách, v soukromém i sociálním prostředí, aby obnovila vitalitu a zmírnila záchvaty hladu.

Nejstarší důkazy o používání kakaových bobů pocházejí ze zbytků nalezených ve starověkém mayském květináči z roku 600 př. N. L. Také, čokoláda byla spotřebována v hořká a kořeněná nápoj s názvem xocolatl , často ochucený vanilkou , chile pepře a Achiote . Věřilo se, že Xocolatl bojuje s únavou, což je víra, kterou lze pravděpodobně připsat obsahu theobrominu a kofeinu. Čokoláda byla důležitým luxusním zbožím v celé předkolumbovské Mezoamerice a kakaové boby byly často používány jako platidlo.

Xocolatl byl představen na Evropu ze strany Španělů , a stal se oblíbeným nápojem od roku 1700. Španělé také zavedly kakaovník do západních nezávislých producentů a Filipín . Byl používán v alchymistických procesech, kde byl znám jako „černé fazole“.

Listy a stonky cesmíny yaupon ( Ilex vomitoria ) používali domorodí Američané k vaření čaje zvaného asi nebo „ černý nápoj “. Archeologové našli důkazy o tomto použití daleko do starověku, pravděpodobně z doby pozdní archaiky .

Chemická identifikace, izolace a syntéza

V roce 1819 německý chemik Friedlieb Ferdinand Runge poprvé izoloval relativně čistý kofein; nazval to „Kaffebase“ (tj. základna, která existuje v kávě). Podle Rungeho to udělal na příkaz Johanna Wolfganga von Goethe . V roce 1821 izoloval kofein jak francouzský chemik Pierre Jean Robiquet, tak další dvojice francouzských chemiků, Pierre-Joseph Pelletier a Joseph Bienaimé Caventou , podle švédského chemika Jönse Jacoba Berzelius ve svém ročním časopise. Kromě toho Berzelius uvedl, že francouzští chemici učinili své objevy nezávisle na jakékoli znalosti o Rungeově nebo jiné práci. Berzelius však později uznal Rungeovu prioritu v extrakci kofeinu a prohlásil: „V tomto bodě by však nemělo zůstat bez povšimnutí, že Runge (ve svých Phytochemical Discoveries , 1820, strany 146–147) specifikoval stejnou metodu a popsal kofein pod jméno Caffeebase o rok dříve než Robiquet, kterému je objev této látky obvykle přisuzován, když o tom učinil první ústní oznámení na setkání farmaceutické společnosti v Paříži. “

Pelletierův článek o kofeinu byl první, kdo použil termín v tisku (ve francouzské podobě Caféine z francouzského slova pro kávu: kavárna ). Potvrzuje Berzeliusův účet:

Kofein, podstatné jméno (ženský). Krystalizovatelná látka objevená v kávě v roce 1821 panem Robiquetem. Ve stejném období - když hledali chinin v kávě, protože několik lékařů považuje kávu za lék, který snižuje horečky a protože káva patří do stejné rodiny jako strom chininu [chininu] - pánové Pelletier a Caventou získal kofein; ale protože jejich výzkum měl jiný cíl a protože jejich výzkum nebyl dokončen, přenechali přednost tomuto tématu panu Robiquetovi. Nevíme, proč pan Robiquet nezveřejnil analýzu kávy, kterou přečetl Farmaceutické společnosti. Jeho zveřejnění by nám umožnilo lépe poznat kofein a poskytlo by nám přesné představy o složení kávy ...

Robiquet byl jedním z prvních, kdo izoloval a popsal vlastnosti čistého kofeinu, zatímco Pelletier byl první, kdo provedl elementární analýzu .

V roce 1827 M. Oudry izoloval „théine“ z čaje, ale v roce 1838 Mulder a Carl Jobst dokázali, že thein je ve skutečnosti stejný jako kofein.

V roce 1895 německý chemik Hermann Emil Fischer (1852–1919) poprvé syntetizoval kofein z jeho chemických složek (tj. „ Totální syntéza “) a o dva roky později také odvodil strukturní vzorec sloučeniny. Byla to součást práce, za kterou byl Fischer v roce 1902 oceněn Nobelovou cenou .

Historické předpisy

Protože bylo uznáno, že káva obsahuje nějakou sloučeninu, která působí jako stimulant, nejprve káva a později také kofein někdy podléhaly regulaci. Například v 16. století islamisté v Mekce a v Osmanské říši dělali kávu pro některé třídy nelegální. Anglický Karel II. Se to pokusil zakázat v roce 1676, Frederick II Pruska to zakázal v roce 1777 a káva byla ve Švédsku zakázána v různých časech mezi lety 1756 a 1823.

V roce 1911 se kofein stal ohniskem jednoho z prvních zdokumentovaných zdravotních strachů, když americká vláda zabavila 40 sudů a 20 sudů sirupu Coca-Cola v Chattanooga v Tennessee a tvrdila, že kofein v jeho nápoji je „zdraví škodlivý“. Ačkoli soudce rozhodl ve prospěch Coca-Coly, v roce 1912 byly do Sněmovny reprezentantů USA zavedeny dva návrhy zákonů o změně zákona o čistých potravinách a léčivech , přičemž kofein byl zařazen na seznam „návykových“ a „škodlivých“ látek, které musí být uvedeno na etiketě výrobku.

Společnost a kultura

Předpisy

Americký úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v současné době povoluje pouze nápoje obsahující méně než 0,02% kofeinu; ale kofeinový prášek, který se prodává jako doplněk stravy, není regulován. Je regulačním požadavkem, že na etiketě většiny balených potravin musí být uveden seznam složek, včetně potravinářských přídatných látek, jako je kofein, v sestupném pořadí. Neexistuje však žádné regulační ustanovení pro povinné kvantitativní označování kofeinu (např. Miligramy kofeinu na uvedenou velikost porce). Existuje řada potravinových přísad, které přirozeně obsahují kofein. Tyto přísady se musí objevit v seznamech složek potravin. Nicméně, jak je tomu v případě „kofeinu v potravinářských přídatných látkách“, neexistuje požadavek na identifikaci kvantitativního množství kofeinu ve složených potravinách obsahujících přísady, které jsou přírodními zdroji kofeinu. Zatímco káva nebo čokoláda jsou široce uznávány jako zdroje kofeinu, některé přísady (např. Guarana , yerba maté ) jsou pravděpodobně méně uznávány jako zdroje kofeinu. Pro tyto přírodní zdroje kofeinu neexistuje žádné regulační ustanovení, které by vyžadovalo, aby etiketa na potravinách identifikovala přítomnost kofeinu a neuváděla množství kofeinu přítomného v potravinách.

Spotřeba

Celosvětová spotřeba kofeinu byla odhadnuta na 120 000 tun ročně, což z něj činí nejpopulárnější psychoaktivní látku na světě. To představuje jednu porci kofeinovaného nápoje pro každou osobu každý den. Konzumace kofeinu zůstala v letech 1997 až 2015 stabilní. Káva, čaj a nealkoholické nápoje jsou nejdůležitějšími zdroji kofeinu, přičemž energetické nápoje se na celkovém příjmu kofeinu ve všech věkových skupinách podílejí jen málo.

Náboženství

Církev adventistů sedmého dne donedávna žádala, aby její členové „abstinovali od nápojů obsahujících kofein“, ale toto odstranili z křestních slibů (přičemž jako politiku stále doporučují zdržet se). Některá z těchto náboženství věří, že člověk nemá konzumovat nelékařskou, psychoaktivní látku, nebo věří, že by neměl konzumovat látku, která je návyková. Církev Ježíše Krista Svatých posledních dnů s ohledem na nápoje s kofeinem prohlásila následující: „... církevní zjevení vysvětlující zdravotní praktiky (Nauka a smlouvy 89) nezmiňuje používání kofeinu. Církevní zdravotní směrnice zakazují alkoholické nápoje, kouření nebo žvýkání tabáku a „horké nápoje“ - církevní vedoucí je učili odkazovat se konkrétně na čaj a kávu. “

Gaudiya Vaishnavas se obecně také zdrží kofeinu, protože věří, že zatemňuje mysl a nadměrně stimuluje smysly. Aby mohl být zasvěcen pod guruem, musí mít alespoň jeden rok bez kofeinu, alkoholu, nikotinu nebo jiných drog.

Nápoje s kofeinem jsou dnes muslimy hojně konzumovány . V 16. století se některé muslimské úřady neúspěšně pokoušely je zakázat jako zakázané „opojné nápoje“ podle islámských dietních zákonů .

Jiné organismy

Nedávno objevené bakterie Pseudomonas putida CBB5 mohou žít z čistého kofeinu a mohou štěpit kofein na oxid uhličitý a čpavek.

Kofein je toxický pro ptáky a psy a kočky a má výrazný nepříznivý účinek na měkkýše , různý hmyz a pavouky . To je alespoň částečně způsobeno špatnou schopností metabolizovat sloučeninu, což způsobuje vyšší hladiny pro danou dávku na jednotku hmotnosti. Bylo také zjištěno, že kofein zvyšuje paměť odměn včel .

Výzkum

Kofein byl použit ke zdvojnásobení chromozomů v haploidní pšenici .

Viz také

• Adderall
• Amfetamin
• Kokain
• Nootropní
• Činidlo podporující bdělost

Reference

Poznámky

Citace

Bibliografie

• Bersten I (1999). Káva, sex a zdraví: Historie protikávových křižáků a sexuální hysterie . Sydney: Helian Books. ISBN 978-0-9577581-0-0.
• Carpenter M (2015). Kofeinováno: Jak nám náš každodenní návyk pomáhá, bolí a zahákne nás . Chochol. ISBN 978-0142181805.
• Pendergrast M (2001) [1999]. Neobvyklé důvody: Historie kávy a jak to změnilo náš svět . Londýn: Texere. ISBN 978-1-58799-088-5.
• Pollan M (2021). This Is Your Mind on Plants . Penguin Press. ISBN 9780593296905.

externí odkazy

• GMD MS Spectrum
• Zpráva Consumers Union o licencích a nezákonných drogách, kofein-část 1 část 2
• Kofein: ChemSub online
• Kofein v periodické tabulce videí (University of Nottingham)
• Kofeinové mezinárodní karty chemické bezpečnosti
• Zaměstnanci kliniky Mayo (3. října 2009). „Obsah kofeinu pro kávu, čaj, sodu a další“ . Klinika Mayo . Vyvolány 8 November 2010 .