Zuletzt aktualisiert am 13. August 2022

1,3,7-Trimethylxanthin (auch bekannt als Koffein) ist eine natürlich vorkommende stimulierende Substanz aus der Klasse der Xanthine. Zu den bemerkenswerten Wirkungen gehören Stimulation, Wachheit, erhöhte Konzentration und Motivation. Es ist die am meisten konsumierte psychoaktive Substanz der Welt.

Koffein findet sich in unterschiedlichen Mengen in den Samen, Blättern und Früchten einiger Pflanzen, wo es als natürliches Pestizid wirkt und das Belohnungsgedächtnis von Bestäubern verbessert. Am häufigsten wird es von Menschen in Aufgüssen konsumiert, die aus den Samen der Kaffeepflanze und den Blättern des Teestrauchs gewonnen werden, sowie in verschiedenen Lebensmitteln und Getränken, die Produkte aus der Kolanuss enthalten.

Im Gegensatz zu vielen anderen psychoaktiven Drogen ist Koffein in fast allen Teilen der Welt legal und unreguliert. Koffeinhaltige Getränke wie Kaffee, Tee, Softdrinks und Energydrinks erfreuen sich großer Beliebtheit. Koffein ist die am häufigsten konsumierte Droge der Welt. 90 % der Erwachsenen in Nordamerika konsumieren Koffein auf täglicher Basis. Der weltweite Konsum von Koffein wird auf 120.000 Tonnen pro Jahr geschätzt, was es zur beliebtesten psychoaktiven Substanz der Welt macht. Dies entspricht einer Portion eines koffeinhaltigen Getränks für jede Person pro Tag.

Chemie von Koffein

Koffein, oder 1,3,7-Trimethylpurin-2,6-dion, ist ein Alkaloid mit einem substituierten Xanthin-Kern. Xanthin ist ein substituiertes Purin, das aus zwei kondensierten Ringen besteht: einem Pyrimidin und einem Imidazol. Pryimidin ist ein sechsgliedriger Ring mit Stickstoffbestandteilen an R1 und R3; Imidazol ist ein fünfgliedriger Ring mit Stickstoffsubstituenten an R1 und R3. Xanthin enthält Sauerstoffgruppen, die an R2 und R6 doppelt gebunden sind. Koffein enthält zusätzliche Methylsubstitutionen an R1, R3 und R7 seiner Struktur. Diese sind an die offenen Stickstoffgruppen des Xanthinskeletts gebunden. Es handelt sich um eine achirale aromatische Substanz.

Der Xanthinkern von Koffein enthält zwei kondensierte Ringe, ein Pyrimidindion und ein Imidazol. Das Pyrimidindion wiederum enthält zwei funktionelle Amidgruppen, die überwiegend in einer zwitterionischen Resonanz vorliegen, d.h. an der Stelle, an der die Stickstoffatome doppelt an die benachbarten Amidkohlenstoffatome gebunden sind. Somit sind alle sechs Atome innerhalb des Pyrimidindion-Ringsystems sp2-hybridisiert und planar. Der ankondensierte 5,6-Ringkern von Koffein enthält also insgesamt zehn pi-Elektronen und ist damit nach der Hückelschen Regel aromatisch.

Reines, wasserfreies Koffein ist ein bitter schmeckendes, weißes, geruchloses Pulver mit einem Schmelzpunkt von 235-238 °C. Koffein ist bei Raumtemperatur mäßig löslich in Wasser (2 g/100 mL), aber sehr gut löslich in kochendem Wasser (66 g/100 mL). Es ist auch mäßig löslich in Ethanol (1,5 g/100 mL). Es ist schwach basisch (pKa der konjugierten Säure = ~0,6) und erfordert eine starke Säure, um es zu protonieren. Koffein enthält keine stereogenen Zentren und wird daher als achirales Molekül eingestuft.

Pharmakologie von Koffein

In Abwesenheit von Koffein und wenn eine Person wach und aufmerksam ist, ist wenig Adenosin in (ZNS-)Neuronen vorhanden. Bei fortgesetztem Wachzustand sammelt sich im Laufe der Zeit Adenosin in der neuronalen Synapse an, das wiederum an Adenosinrezeptoren bindet und diese aktiviert, die sich auf bestimmten ZNS-Neuronen befinden; wenn diese Rezeptoren aktiviert werden, erzeugen sie eine zelluläre Reaktion, die letztendlich die Schläfrigkeit erhöht. Wenn Koffein konsumiert wird, antagonisiert es die Adenosinrezeptoren; mit anderen Worten, Koffein verhindert, dass Adenin den Rezeptor aktiviert, indem es die Stelle auf dem Rezeptor blockiert, an der Adenosin daran bindet. Infolgedessen verhindert oder lindert Koffein vorübergehend die Schläfrigkeit und erhält oder stellt so die Wachsamkeit wieder her.

Der Hauptwirkungsmechanismus von Koffein ist als nicht-selektiver Antagonist an den Adenosin-A1- und -A2A-Rezeptoren. Während des Wachzustandes steigt der Spiegel des Neurotransmitters Adenosin im Gehirn stetig an und löst Müdigkeit und Schläfrigkeit aus. Das Koffeinmolekül ähnelt strukturell dem Adenosin, wodurch es an Adenosinrezeptoren auf der Zelloberfläche binden kann, ohne diese zu aktivieren, und somit als kompetitiver Hemmstoff wirkt.

Daneben hat Koffein auch Auswirkungen auf die meisten anderen wichtigen Neurotransmitter, einschließlich Dopamin, Acetylcholin, Serotonin und, in hohen Dosen, auf Noradrenalin, und in geringem Maße auf Adrenalin, Glutamat und Cortisol. In hohen Dosen, die 500 Milligramm überschreiten, hemmt Koffein die GABA-Neurotransmission. Die GABA-Reduktion erklärt, warum Koffein bei hohen Dosierungen Angstzustände, Schlaflosigkeit, Herzrasen und Atemfrequenz erhöht.

Koffein aus Kaffee oder anderen Getränken wird innerhalb von 45 Minuten nach der Einnahme vom Dünndarm absorbiert und in allen Körpergeweben verteilt. Die maximale Blutkonzentration wird innerhalb von 1-2 Stunden erreicht. Es wird mit einer Kinetik erster Ordnung eliminiert. Koffein kann auch rektal resorbiert werden, was durch Zäpfchen aus Ergotamintartrat und Koffein (zur Linderung von Migräne) und aus Chlorobutanol und Koffein (zur Behandlung von Hyperemesis) bewiesen wird. Die rektale Absorption ist jedoch weniger effizient als die orale: die maximale Konzentration (Cmax) und die absorbierte Gesamtmenge (AUC) betragen beide etwa 30 % (d. h. 1/3,5) der oralen Mengen.

Koffein ist ein Antagonist von Adenosin-A2A-Rezeptoren, und Knockout-Mausstudien haben speziell den Antagonismus des A2A-Rezeptors als verantwortlich für die wachheitsfördernden Effekte von Koffein impliziert. Der Antagonismus von A2A-Rezeptoren im ventrolateralen präoptischen Areal (VLPO) reduziert die hemmende GABA-Neurotransmission zum Nucleus tuberomammillaris, einem histaminergen Projektionskern, der aktivierungsabhängig die Erregung fördert. Diese Enthemmung des tuberomammillären Kerns ist der nachgeschaltete Mechanismus, durch den Koffein wachheitsfördernde Effekte erzeugt. Koffein ist ein Antagonist aller vier Adenosinrezeptor-Subtypen (A1, A2A, A2B und A3), allerdings mit unterschiedlichen Potenzen. Die Affinitätswerte (KD) von Koffein für die menschlichen Adenosinrezeptoren betragen 12 μM an A1, 2,4 μM an A2A, 13 μM an A2B und 80 μM an A3.

Stoffwechselprodukte

Koffein wird in der Leber durch das Cytochrom-P450-Oxidase-Enzymsystem, insbesondere durch das CYP1A2-Isoenzym, zu drei Dimethylxanthinen verstoffwechselt, von denen jedes seine eigene Wirkung auf den Körper hat:

  • Paraxanthin (84%): Steigert die Lipolyse, was zu erhöhten Glycerin- und freien Fettsäurespiegeln im Blutplasma führt.
  • Theobromin (12%): Erweitert die Blutgefäße und erhöht das Urinvolumen. Theobromin ist auch das Hauptalkaloid in der Kakaobohne und damit in der Schokolade.
  • Theophyllin (4%): Entspannt die glatte Muskulatur der Bronchien und wird zur Behandlung von Asthma eingesetzt. Die therapeutische Dosis von Theophyllin ist jedoch um ein Vielfaches höher als die Werte, die durch den Koffeinstoffwechsel erreicht werden.

Körperliche Wirkung von Koffein

  • StimulationKoffein wird als leicht bis mäßig energiereich und stimulierend beschrieben, und zwar auf eine Art und Weise, die im Vergleich zu der von traditionellen Freizeitstimulanzien wie Amphetamin, MDMA oder Kokain deutlich schwächer ist. Dies fördert körperliche Aktivitäten wie das Ausführen von Hausarbeiten und sich wiederholenden Aufgaben, die ansonsten langweilige und anstrengende körperliche Aktivitäten wären. Die besondere Art der Stimulation, die Koffein darstellt, kann als erzwungen beschrieben werden. Das bedeutet, dass es bei höheren Dosierungen schwierig oder unmöglich wird, still zu halten, da Kieferpressen, unwillkürliches Körperzittern und Vibrationen auftreten, was zu extremem Zittern des gesamten Körpers, Unruhe in den Händen und einem allgemeinen Mangel an motorischer Kontrolle führt.
  • Appetitunterdrückung
  • Bronchodilatation – Koffein ist ein wirksamer Bronchodilatator. In klinischen Tests an Erwachsenen mit Asthma hat sich gezeigt, dass Koffein bei relativ niedrigen Dosen (5mg/kg Körpergewicht) eine kleine Verbesserung der Lungenfunktion bewirkt.
  • Schwindel – Dieser Effekt ist nicht häufig, außer bei zu hohen Dosen oder bei Einnahme bei Müdigkeit oder niedrigem Blutzucker.
  • Häufiges Wasserlassen – Wenn Menschen, die in den Tagen zuvor kein Koffein konsumiert haben, eine Koffeindosis verabreicht wird, die 2-3 Tassen Kaffee entspricht, führt dies zu einem leichten Anstieg der Urinausscheidung Die meisten Menschen, die Koffein konsumieren, nehmen es jedoch täglich zu sich. Es hat sich gezeigt, dass regelmäßige Koffeinkonsumenten eine starke Toleranz gegenüber der harntreibenden Wirkung entwickeln.
  • Kopfschmerzen und Unterdrückung von KopfschmerzenKoffein kann Kopfschmerzen bei leichter und üblicher Dosierung unterdrücken, kann aber bei höheren Dosierungen Kopfschmerzen verursachen. Dies ist wahrscheinlich auf seine gefäßverengende und gefäßerweiternde Wirkung zurückzuführen.
  • Erhöhter Blutdruck
  • Erhöhte Herzfrequenz
  • Erhöhte Transpiration
  • Übelkeit – Es wurde berichtet, dass mäßige bis extreme Übelkeit auftritt, typischerweise bei höheren Dosierungen.
  • Steigerung der Ausdauer – Dieser Effekt ist relativ mild im Vergleich zu anderen Stimulanzien wie Amphetamin.
  • Taktile Verstärkung
  • Zähneknirschen – Dieser Effekt tritt nicht so konsequent auf wie bei anderen Stimulanzien wie Amphetamin oder MDMA.
  • Vasokonstriktion und Vasodilatation – Während Koffein als leichter Vasokonstriktor wirkt, ist sein Metabolit Theobromin ein Vasodilatator und es wird angenommen, dass sich diese Effekte gegenseitig aufheben.

Kognitive Wirkung von Koffein

Obwohl negative Nebenwirkungen bei niedrigen bis moderaten Dosierungen in der Regel mild sind, werden sie bei höheren Mengen oder längerem Gebrauch zunehmend wahrscheinlicher. Dies gilt insbesondere während des Absetzens der Erfahrung. Zu den bekanntesten dieser kognitiven Effekte gehören im Allgemeinen:

  • Verstärkung der Analyse
  • Angst
  • Kognitive Euphorie – Dieser Effekt, wenn er auftritt, ist im Allgemeinen mild im Vergleich zu den meisten psychoaktiven Stimulanzien und tritt normalerweise nur bei Personen mit geringer Toleranz auf.
  • Kognitive Dysphorie – Dieser Effekt tritt typischerweise nur bei hohen bis extrem hohen Dosierungen auf.
  • Zwanghaftes Nachdosieren – Dieser Effekt ist weniger stark ausgeprägt als bei Nikotin oder Kokain.
  • Ego-Aufblähung
  • Konzentrationssteigerung – Diese Komponente ist am wirksamsten bei niedrigen bis moderaten Dosierungen, da alles, was höher ist, normalerweise die Konzentration beeinträchtigt.
  • Gesteigerte Libido
  • Gesteigertes Musikempfinden – Koffein ist zwar in der Lage, diese Wirkung zu erzeugen, tut dies aber nicht so zuverlässig wie bei traditionellen Stimulanzien oder Entaktogenen.
  • Reizbarkeit
  • Gedächtnisverbesserung
  • Motivationsverbesserung
  • Beschleunigung des Denkens
  • Wachsamkeit

Nachwirkungen von Koffein

Die Effekte, die während des Offsets eines Stimulanzien-Erlebnisses auftreten, fühlen sich im Allgemeinen negativ und unangenehm an im Vergleich zu den Effekten, die während des Peaks auftraten. Koffein blockiert Adenosinrezeptoren, was zu einem Aufbau von Adenosin während des Höhepunkts führt. Während des Offset-Erlebnisses aktiviert das aufgebaute Adenosin die zuvor blockierten Rezeptoren mit einer viel höheren Stärke als sie es normalerweise tun würden, was eine Reihe von unangenehmen Effekten verursacht. Dies wird oft als „Comedown“ bezeichnet. Der mit Koffein erlebte Comedown ist in der Regel weniger intensiv als der Comedown, der mit dopaminergen Stimulanzien wie Amphetamin und Kokain erlebt wird. Zu den allgemeinen Wirkungen gehören:

Orale Dosierung von Koffein

WARNUNG: Beginne immer mit niedrigeren Dosen aufgrund der Unterschiede zwischen individuellem Körpergewicht, Toleranz, Stoffwechsel und persönlicher Empfindlichkeit. Siehe Safer-Use.

Erste (spürbare) Wirkung10mg
Leichte Wirkung20 bis 50mg
Mittlere Wirkung50 bis 150mg
Starke Wirkung150 bis 500mg
Sehr starke Wirkung500mg+

Orale Wirkungsdauer von Koffein

Insgesamt2 bis 5 Stunden
Erste (spürbare) Wirkung5 bis 10 Minuten
Höhepunkt („Peak“)1 bis 2 Stunden
Nachwirkungen2 bis 4 Stunden

Nasal gezogene Dosierung von Koffein

Erste (spürbare) Wirkung2.5mg
Leichte Wirkung10 bis 25mg
Mittlere Wirkung25 bis 40mg
Starke Wirkung40 bis 80mg
Sehr starke Wirkung80mg

Nasal gezogene Wirkungsdauer von Koffein

Insgesamt1 bis 2.5 Stunden
Erste (spürbare) Wirkung0.5 bis 2 Minuten
Höhepunkt („Peak“)0.5 bis 1 Stunde
Nachwirkungen6 bis 24 Stunden

Toxizität und Schadenspotenzial (Gefahren) von Koffein

Es ist nicht bekannt, dass Koffein Hirnschäden verursacht, und seine Toxizität ist im Verhältnis zur Dosis äußerst gering. Es gibt relativ wenige körperliche Nebenwirkungen, die mit einer Koffeinexposition verbunden sind. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass es in vernünftigen Dosen in einem sorgfältigen Kontext keine negativen kognitiven, psychiatrischen oder toxischen körperlichen Folgen irgendeiner Art aufweist.

Tödliche Dosis

Eine extreme Überdosierung kann zum Tod führen. Die mittlere tödliche Dosis (LD50) bei oraler Verabreichung liegt bei 192 Milligramm pro Kilogramm bei Ratten. Die LD50 von Koffein beim Menschen hängt von der individuellen Empfindlichkeit ab, wird aber auf etwa 150 bis 200 Milligramm pro Kilogramm Körpermasse oder etwa 80 bis 100 Tassen Kaffee für einen durchschnittlichen Erwachsenen geschätzt. Obwohl das Erreichen der tödlichen Dosis von Koffein mit normalem Kaffee schwierig wäre, ist es einfacher, hohe Dosen mit Koffeintabletten zu erreichen, und die tödliche Dosis kann bei Personen, deren Fähigkeit, Koffein zu metabolisieren, beeinträchtigt ist, niedriger sein.

Es wird dringend empfohlen, bei der Verwendung dieser Substanz Praktiken zur Schadensbegrenzung (Safer-Use) anzuwenden.

Abhängigkeit und Missbrauchspotenzial

Koffein erzeugt bei chronischem Gebrauch eine Abhängigkeit und hat ein geringes Missbrauchspotenzial. Wenn sich eine Abhängigkeit entwickelt hat, kommt es zu Heißhungerattacken und Entzugserscheinungen, wenn man den Konsum plötzlich beendet.

Bei längerem und wiederholtem Konsum entwickelt sich eine Toleranz gegenüber vielen Wirkungen von Koffein. Dies führt dazu, dass der Benutzer immer größere Dosen verabreichen muss, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Nachdem sich eine Toleranz entwickelt hat, dauert es etwa 3 – 7 Tage, bis die Toleranz auf die Hälfte reduziert ist, und 1 – 2 Wochen, bis sie ohne weiteren Konsum auf den Ausgangswert zurückgeht. Koffein zeigt eine Kreuztoleranz mit Antagonisten der Adenosinrezeptoren, was bedeutet, dass nach dem Konsum von Koffein bestimmte Stimulanzien wie Theacrin und Theobromin eine verminderte Wirkung haben.

Entzugserscheinungen

Entzugssymptome – einschließlich Kopfschmerzen, Reizbarkeit, Konzentrationsunfähigkeit, Schläfrigkeit, Schlaflosigkeit und Schmerzen im Magen, Oberkörper und in den Gelenken – können innerhalb von 12 bis 24 Stunden nach Absetzen der Koffeineinnahme auftreten, erreichen ihren Höhepunkt nach etwa 48 Stunden und dauern in der Regel 2 bis 9 Tage. 21] Entzugskopfschmerzen treten bei 52% der Personen auf, die den Koffeinkonsum für zwei Tage eingestellt haben, nachdem sie zuvor durchschnittlich 235 mg Koffein pro Tag zu sich genommen hatten. Bei lang anhaltenden Koffeinkonsumenten werden auch Symptome wie erhöhte Depressionen und Angstzustände, Übelkeit, Erbrechen, körperliche Schmerzen und intensives Verlangen nach koffeinhaltigen Getränken berichtet. Wissen, Unterstützung und Interaktion mit Gleichaltrigen können den Entzug erleichtern.

Psychose

Es gibt begrenzte Hinweise darauf, dass Koffein in hohen Dosen oder bei chronischem Missbrauch bei normalen Personen eine Psychose auslösen und bei Personen mit diagnostizierter Schizophrenie eine bereits bestehende Psychose verschlimmern kann.Es hat sich gezeigt, dass Koffein die Wirkung von Methamphetamin verstärkt, das ebenfalls eine Psychose auslösen kann.

Gefährliche Wechselwirkungen (Mischkonsum)

Obwohl viele psychoaktive Substanzen für sich allein genommen einigermaßen sicher sind, können sie in Kombination mit anderen Substanzen plötzlich gefährlich oder sogar lebensbedrohlich werden. Die folgende Liste enthält einige bekannte gefährliche Kombinationen (obwohl sie garantiert nicht alle enthält). Unabhängige Recherchen (z. B. Google, DuckDuckGo) sollten immer durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass eine Kombination aus zwei oder mehr Substanzen sicher zu konsumieren ist. Einige der aufgelisteten Wechselwirkungen wurden von TripSit entnommen.

  • DOx – Hohe Dosen von Koffein können Angstzustände verursachen, die beim Trippen weniger gut zu handhaben sind, und da beide anregend sind, kann es zu einem gewissen körperlichen Unwohlsein kommen.
  • 25x-NBOMe – Koffein kann die natürliche Stimulation von psychedelischen Drogen hervorbringen, um sie unangenehm zu machen. Hohe Dosen können Angstzustände verursachen, die beim Trippen schwer zu handhaben sind.
  • ΑMT – Hohe Dosen von Koffein können Angstzustände verursachen, die beim Trippen weniger gut zu handhaben sind, und da beide stimulierend sind, kann die Kombination ein gewisses körperliches Unwohlsein verursachen.
  • PCP – Die Details dieser Kombination sind nicht gut verstanden, aber PCP interagiert im Allgemeinen auf unvorhersehbare Weise.
  • Amphetamine – Diese Kombination von Stimulanzien ist im Allgemeinen nicht notwendig und kann die Belastung des Herzens erhöhen sowie möglicherweise Angstzustände und größeres körperliches Unwohlsein verursachen.
  • MDMAKoffein ist in Verbindung mit MDMA nicht unbedingt notwendig und erhöht die neurotoxischen Wirkungen von MDMA.
  • Kokain – Beide Stimulanzien, Risiko von Tachykardie, Bluthochdruck und in extremen Fällen Herzversagen.

Rechtliche Lage von Koffein

Koffein ist in fast allen Teilen der Welt legal. Allerdings ist es oft reguliert, weil es eine psychoaktive Substanz ist. In den Vereinigten Staaten zum Beispiel beschränkt die Food and Drug Administration (FDA) den Koffeingehalt von Getränken auf weniger als 0,02 %, es sei denn, sie sind als Nahrungsergänzungsmittel gelistet.

Weiterführende Links


Große Teile dieses Artikels sind direkte Übersetzungen aus dem PsychonautsWiki.

Ich berufe mich dabei auf die Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International (CC BY-SA 4.0 des Wikis, weshalb dieser Artikel auch darunter fällt.

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