Кофеин — Википедия

Кофеин
Общие
Систематическое наименование	1,3,7-триметил-1H-пурин-2,6(3H,7H)-дион
Традиционные названия	1,3,7-триметилксантин, гуаранин, кофеин, матеин, метилтеобромин, теин
Хим. формула	C₈H₁₀N₄O₂
Рац. формула	C8H10N4O2
Физические свойства
Состояние	твёрдое кристаллическое вещество бесцветное или белого цвета, без запаха
Молярная масса	194,19 г/моль
Плотность	1,23 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	234 °C
	180 °C
Химические свойства
pKa	14
Структура
Дипольный момент	3,64 Д
Классификация
Рег. номер CAS	58-08-2
PubChem	2519
Рег. номер EINECS	200-362-1
SMILES
InChI
RTECS	EV6475000
ChEBI	27732
ChemSpider	2424
Безопасность
ЛД50	192 мг/кг (мыши, перорально)
Токсичность	умеренно-токсичен
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Кофеи́н (также матеин (от мате)^[1], теин^[1], гуаранин^[1][2]) — алкалоид пуринового ряда, бесцветные или белые горькие кристаллы. Является психостимулятором, содержится в кофе, чае и многих прохладительных напитках.

Кофеин содержится в растениях, таких, как кофейное дерево, чай, какао, мате, гуарана, кола и некоторых других. Он синтезируется растениями для защиты от насекомых, поедающих листья, стебли и зёрна, а также для поощрения опылителей.

У животных и человека он стимулирует центральную нервную систему, усиливает сердечную деятельность, ускоряет пульс, вызывает расширение кровеносных сосудов (преимущественно сосудов скелетных мышц, головного мозга, сердца, почек), усиливает мочеотделение, снижает агрегацию тромбоцитов (однако в некоторых случаях отмечаются противоположные эффекты). Это связано с тем, что кофеин блокирует фермент фосфодиэстеразу, разрушающий цАМФ, что приводит к его накоплению в клетках. цАМФ — вторичный медиатор, через который осуществляются эффекты различных физиологически активных веществ, прежде всего, адреналина. Таким образом, накопление цАМФ приводит к адреналино-подобным эффектам.

В медицине кофеин применяется в составе средств от головной боли, при мигрени, как стимулятор дыхания и сердечной деятельности при простудных заболеваниях, для повышения умственной и физической работоспособности, для устранения сонливости^[3].

Дозировки при назначении кофеина должны подбираться индивидуально. Высшие дозы для взрослых внутрь: разовая 0,3 г, суточная 1,0 г, внутривенно: разовая 0,4 г, суточная 1.0 г^{[источник не указан 682 дня]}.

История открытия

Открыт и назван «кофеином» в 1819 году немецким химиком Фердинандом Рунге^[4].

В 1827 году Удри выделил из чайных листьев новый алкалоид и назвал его теином. Кофеин в чистом виде впервые получен в 1828 году (Пеллетье и Каванту). В 1832 году его состав был установлен Велером и Пфаффом с Либихом. В 1838 году Иобст и Г. Я. Мульдер доказали тождественность теина и кофеина.

Структура кофеина была выяснена к концу XIX века Германом Эмилем Фишером^[5], который был также первым человеком, кто искусственно синтезировал кофеин. Он стал лауреатом Нобелевской премии по химии 1902 года, которую получил отчасти за эту работу.

Химическое строение и свойства

Химическое название кофеина — 1,3,7-триметил-ксантин. В щелочной среде (при pH>9), превращается в кофеидин C₇H₁₂N₄O. По строению и фармакологическим свойствам кофеин близок к теобромину и теофиллину; все три алкалоида относятся к группе метилксантинов. Кофеин лучше действует на ЦНС, а теофиллин и теобромин — в качестве стимуляторов сердечной деятельности и лёгких мочегонных средств.

Кофеин, как и другие пуриновые алкалоиды, даёт положительную мурексидную реакцию, при нагревании с реактивом Несслера кофеин образует красно-бурый осадок, в отличие от теобромина, дающего в таких условиях светло-коричневое окрашивание.

Физические свойства

Белые игольчатые кристаллы горьковатого вкуса, без запаха. Хорошо растворим в хлороформе, плохо растворим в холодной воде (1:60), легко — в горячей (1:2), трудно растворим в этаноле (1:50). Растворы имеют нейтральную реакцию; стерилизуют при +100 °C в течение 30 мин. Т _пл. 234 °C.

Фармакология

В малых дозах оказывает стимулирующее воздействие на нервную систему. При длительном применении может вызывать слабую зависимость — теизм. В больших дозах вызывает истощение, а в дозах 150—200 мг на килограмм массы тела (80—100 чашек кофе за ограниченный^{[какой?]} промежуток времени) — смерть^{[6][уточнить]}. Под воздействием кофеина ускоряется сердечная деятельность, поднимается кровяное давление, примерно на 40 минут слегка улучшается настроение за счёт высвобождения дофамина, но через 3—6 часов действие кофеина проходит: появляется усталость, вялость, снижение трудоспособности.

Физиологические особенности действия кофеина на ЦНС были изучены И. П. Павловым и его сотрудниками, показавшими, что кофеин усиливает и регулирует процессы возбуждения в коре головного мозга; в соответствующих дозах он усиливает положительные^{[какие?]} условные рефлексы и повышает двигательную активность. Стимулирующее действие приводит к повышению умственной и физической работоспособности, уменьшению усталости и сонливости. Большие дозы могут, однако, привести к истощению нервных клеток. Влияние кофеина (как и других психостимулирующих средств) на высшую нервную деятельность в значительной степени зависит от типа нервной системы. Поэтому дозирование кофеина должно производиться с учётом индивидуальных особенностей нервной деятельности. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга, возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры. Сердечная деятельность под влиянием кофеина усиливается, сокращения миокарда становятся более интенсивными и учащаются. При коллаптоидных и шоковых состояниях артериальное давление под влиянием кофеина повышается, при нормальном артериальном давлении существенных изменений не наблюдается, так как одновременно с возбуждением сосудодвигательного центра и сердца под влиянием кофеина расширяются кровеносные сосуды скелетных мышц и других областей тела (сосуды головного мозга, сердца, почек), однако сосуды органов брюшной полости (кроме почек) сужаются. Диурез под влиянием кофеина несколько усиливается, главным образом в связи с уменьшением реабсорбции электролитов в почечных канальцах.

Кофеин понижает агрегацию тромбоцитов.

Под влиянием кофеина происходит стимуляция секреторной деятельности желудка.

По современным данным, в механизме действия кофеина существенную роль играет его угнетающее влияние на фермент фосфодиэстеразу, что ведёт к внутриклеточному накоплению циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Циклический АМФ рассматривается как медиаторное вещество (вторичный медиатор), при помощи которого осуществляются физиологические эффекты различных биогенных лекарственных веществ. Под влиянием циклического АМФ усиливаются процессы гликогенолиза, стимулируются метаболические процессы в разных органах и тканях, в том числе в мышечной ткани и в ЦНС. Полагают, что стимуляция кофеином желудочной секреции тоже связана с увеличением содержания циклического АМФ в слизистой оболочке желудка (см. также Теофиллин, Циметидин).

В нейрохимическом механизме стимулирующего действия кофеина важную роль играет его способность связываться со специфическими «пуриновыми», или аденозиновыми рецепторами мозга, эндогенным агонистом для которых является пуриновый нуклеозид — аденозин. Структурное сходство молекулы кофеина и аденозина способствует этому. Поскольку аденозин рассматривается как фактор, уменьшающий процессы возбуждения в мозге, замещение его кофеином приводит к стимулирующему эффекту. При длительном применении кофеина возможно образование в клетках мозга новых аденозиновых рецепторов, и действие кофеина постепенно уменьшается. Вместе с тем при внезапном прекращении введения кофеина, аденозин занимает все доступные рецепторы, что может привести к усилению торможения с явлениями утомления, сонливости, депрессии и др.

Применение

Из-за возбуждающего свойства кофеина и физического привыкания к нему многие люди употребляют кофеиносодержащие продукты (напитки) для взбадривания. Кофе чаще всего пьют утром для быстрого восстановления после сна. Чаи (чёрный, зелёный) пьют в любое время дня, обычно после еды. Поскольку чай часто пьют из-за вкуса или для утоления жажды, производятся чаи без кофеина, не имеющие (порой нежелательных) свойств возбуждения ЦНС и повышения кровяного давления. Выпускается и декофеинизированный кофе.

В медицине кофеин (и кофеин-бензоат натрия) применяют при инфекционных и других заболеваниях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС и сердечно-сосудистой системы, при отравлениях наркотиками и другими ядами, угнетающими ЦНС, при спазмах сосудов головного мозга (при мигрени и др.), для повышения психической и физической работоспособности, для устранения сонливости. Применяют также кофеин при энурезе у детей.

Кофеин также используется как мочегонное средство.

Кофеин является действующим компонентом большинства «энергетических напитков» (в большинстве таких напитков его содержится 250—350 мг/л, но некоторые энергетические напитки, в частности изготовляемые для спортсменов, могут содержать кофеина в десятки раз больше)^[7].

Кофеин входит в состав «энергетических жевательных резинок» (в большинстве их его содержится 50—75 мг, но некоторые энергетические жевательные резинки STAY ALERT®, в частности изготовляемые для армии США^[8], содержат кофеина до 100 мг).

Содержание кофеина в кофе — 380—650 мг/л, в растворимом кофе — 310—480 мг/л, в кофе «Эспрессо» — 1700—2250 мг/л. В напитке «Кола» около 100 мг/л кофеина^[9]. Содержание кофеина в чае варьируется в достаточно широком диапазоне — до 5—6 раз в сухом листе — в зависимости от разновидности и возраста чайного куста, времени сбора, продолжительности ферментации и других факторов^[10]. В заваренном чае содержание кофеина в существенной мере зависит от способа заваривания (продолжительность, температура воды) и также может отличаться в несколько раз^[10][11]. В большинстве случаев содержание кофеина в заваренном чае находится в пределах 180—420 мг/л^[12][13]. Кофеин в чае действует мягче, но дольше, чем кофеин в кофе^[13]. Продукты «без кофеина» всё равно его содержат, но в уменьшенном количестве. Так, например, чёрный декофеинизированный чай обычно содержит от 8 до 42 мг кофеина на 1 л напитка^[12]. В процессе декофеинезирования из кофе обычно удаляется от 94 % до 98 % кофеина.^[14]

Фармакотерапевтические свойства

В основе психостимулирующего действия кофеина лежит его способность подавлять активность центральных аденозиновых рецепторов (А1 и А2) в коре головного мозга и подкорковых образованиях ЦНС. В настоящее время показано, что аденозин (промежуточный продукт метаболизма АТФ) выполняет в ЦНС роль нейромедиатора, агонистически влияя на аденозиновые рецепторы, расположенные на цитоплазматических мембранах нейронов. Возбуждение аденозином аденозиновых рецепторов I вида (A1) вызывает в клетках головного мозга уменьшение образования цАМФ, что в конечном итоге приводит к угнетению их функциональной активности.

Блокада А1-аденозиновых рецепторов способствует прекращению тормозного действия аденозина, что клинически проявляется повышением умственной и физической работоспособности.

Однако кофеин не обладает избирательной способностью блокировать только А1-аденозиновые рецепторы головного мозга, а также блокирует и А2-аденозиновые рецепторы. Доказано, что активация А2-аденозиновых рецепторов (скорее всего, пресинаптических гетерорецепторов) в ЦНС сопровождается подавлением функциональной активности D2 дофаминовых рецепторов. Блокада кофеином А2-аденозиновых рецепторов способствует восстановлению функциональной активности D2 дофаминовых рецепторов, что также вносит вклад в психостимулирующий эффект препарата.

Показания

Побочные эффекты

Со стороны ЦНС: возбуждение, тревога, тремор (дрожание пальцев рук и ног), беспокойство, головная боль, головокружение, судороги, усиление рефлексов, повышение мышечного тонуса, тахипноэ, бессонница; при внезапной отмене — усиление процессов торможения ЦНС (утомление и сонливость).

Со стороны ЖКТ: тошнота, рвота, обострение язвенной болезни.

Со стороны сердечно-сосудистой системы: усиленное сердцебиение, тахикардия, аритмия, повышение артериального давления.

Передозировка

Симптомы — боль в животе, ажитация, тревога, психическое и двигательное возбуждение, спутанность сознания, делирий (диссоциатив), обезвоживание, тахикардия, аритмия, гипертермия, учащенное мочеиспускание, головная боль, повышенная тактильная или болевая чувствительность, тремор или мышечные подергивания; тошнота и рвота, иногда с кровью; звон в ушах, эпилептические припадки (при острой передозировке — тонико-клонические судороги).

Кофеин в дозах более 300 мг в сутки (в том числе на фоне злоупотребления кофе — более 4 чашек натурального кофе по 150 мл) может вызвать состояние тревоги, головную боль, тремор, спутанность сознания, экстрасистолию.

Противопоказания

Кофеин, как и другие стимуляторы ЦНС, противопоказан при повышенной возбудимости, бессоннице, выраженной гипертензии и атеросклерозе, при органических заболеваниях сердечно-сосудистой системы, в старческом возрасте, при глаукоме. Приём кофеина ускоряет рост кист у больных поликистозом.

Психические расстройства, вызванные употреблением кофеина

Существует предположение, что кофеин в больших дозах или при хроническом злоупотреблении может вызвать психоз у здоровых людей или усилить уже имеющийся психоз у больных шизофренией^[15][16][17].

Кофеин, теобромин, теофиллин в высоких дозах при хроническом употреблении может привести к истощению нервной системы, что может стать основой для последующего психоза^[18].

Чаще всего описывается возникновение делирия при передозировке кофеина^[19]. Возникает наплыв ярких зрительных галлюцинаций, иногда слуховых, человек теряет ориентировку в окружающем мире. После выведения кофеина из организма память о прошедшем обычно частично либо полностью сохраняется. Некоторые больные теряют способность правильно оценивать расстояния, и предметы кажутся им расположенными ближе, чем на самом деле^[20]. Соматические нарушения, сопутствующие делирию: мидриаз, гиперемия, атаксия, тахикардия, сильная жажда, сухость кожи и слизистых, синюшность кожных покровов, иногда повышение артериального давления и повышение температуры тела^[21]. Неврологическая и соматическая симптоматика при этом имеет сходства с таковой при атропиновом отравлении^[19].

В более тяжёлых случаях может присутствовать более глубокое помрачение сознания, сопровождаемое бессмысленным двигательным возбуждением^[20]. В этих случаях часта последующая полная амнезия^[20] и клиническая картина ближе к сумеречному помрачению сознания^[22].

Известен случай, когда пожилая женщина, употреблявшая на протяжении двух лет по 300 грамм кофе ежедневно (около 30 г чистого кофеина) испытала психоз с дезориентировкой в окружающем, эпизодическими зрительными галлюцинациями, эйфорией, ажитацией, окончившийся смертью^[23].

Бывают и случаи развития галлюциноза^[24]. Затяжные психозы со зрительными и слуховыми галлюцинациями при длительном злоупотреблении чаем описаны В. П. Поляковым и Уорком^[24][25].

Аффективные психозы у длительно злоупотребляющих кофеином довольно редки, однако описан случай возникновения состояния, напоминающего гипоманиакальное^[24].

Психозы с нарушением сознания при отравлении кофеином обычно длятся не более нескольких суток^[26].

Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением кофеина, кодируются в Международной классификации болезней 10-пересмотра (МКБ-10) кодом F1515.. При длительном злоупотреблении или при передозировке кофеин может вызвать психоз, синдромы нарушения сознания, делириозные состояния^[19].

Получение

Кофеин экстрагируют из отходов чая, кофейных зёрен. В промышленности кофеин синтезируют из мочевой кислоты и ксантина.

Традиционный синтез из мочевой кислоты состоит из 2-х стадий:

1. Действие формамида на мочевую кислоту, в результате чего образуется ксантин.
2. На 2-й стадии ксантин подвергается метилированию диметилсульфатом, в зависимости от условий возможно получение кофеина и теобромина.

Кофеин получается в слабощелочной среде при pH = 8,0-9,0. Если же метилирование происходит в присутствии KOH и метанола при 60-70° С, то образуется теобромин.

Выход кофеина достигает в среднем 65-70 %^[4].

Наибольшее распространение из полусинтетических методов получил метод, разработанный О. Ю. Магидсоном и Е. С. Головчинской^[27], в котором исходным продуктом служит мочевая кислота. Метод сводится к нагреванию мочевой кислоты с уксусным ангидридом в присутствии катализатора (диметиланилин, пиридин) с образованием 8-метилксантина. Реакция протекает через промежуточное раскрытие имидазольного цикла в пуриновой системе, декарбоксилирование и отщепление уксусной кислоты по схеме:

Полученный 8-метилксантин метилируют, при этом в зависимости от условий проведения реакции могут быть получены 1,3,7,8-тетраметилксантин или 3,7,8-триметилксантин.

При метилировании 8-метилксантина избытком диметилсульфата в слабощелочной среде, получается 1,3,7,8-тетраметилксантин, а при метилировании метиловым эфиром бензол(толуол)-сульфокислоты (220—230° С в присутствии CaO) получается 3,7,8-триметилксантин (8-метилтеобромин)^[27]:

Порядок замещения в пуриновом ядре зависит от «кислотности» соответствующих атомов водорода. Атомы водорода в положениях 3,7 обладают близкой кислотностью, атом же водорода в 1-м положении обладает более низкой кислотностью. В соответствии с этим при метилировании ксантина порядок замещения — 3,7 и 1. Для получения из 8-метилкофеина и 8-метилтеобромина, соответственно, кофеина и теобромина необходимо удалить метильную группу из положения-8. С этой целью полученные три и -тетраметилпроизводные ксантина подвергают хлорированию.

Направление процесса хлорирования зависит главным образом от температурного режима проведения реакции. При температуре ниже 8-10° С хлор замещает водород метильной группой при C₈, а при температуре ~80° С хлорируется не только CH₃-группа в положении 8, но одновременно замещается на хлор один атом водорода в метильной группе у С₇. При последующем гидролизе соответствующих хлорпроизводных, получается кофеин и теобромин. Схематично все эти процессы можно представить следующим образом^[27]:

Существует также синтез из циануксусной кислоты и диалкилмочевины, разработанный Морицом Траубе. Этот способ является наиболее экономичным^[4].

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Bennett Alan Weinberg, Bonnie K. Bealer. The World of Caffeine: The Science and Culture of the World’s Most Popular Drug. — Routledge, 2004. — P. 235. — ISBN 978-1-135-95817-6.
2. ↑ Caffeine. PubChem public chemical database. Проверено 26 июля 2011. Архивировано 23 августа 2011 года.
3. ↑ Машковский М. Д. Лекарственные средства. — 15-е изд. — М.: Новая Волна, 2005. — С. 121. — 1200 с. — ISBN 5-7864-0203-7.
4. ↑ ^{1 2 3} Фармацевтическая химия : в 2 ч. : учебн. пособие / В. Г. Беликов — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: МЕДпресс-информ, 2007. — 624с. — ISBN 5-98322-206-6.
5. ↑ (en) Hj. Théel, » The Nobel Prize in Chemistry 1902 [archive] «, The Nobel Foundation 1902
6. ↑ Peters, Josef M. (1967). «Factors Affecting Caffeine Toxicity: A Review of the Literature». The Journal of Clinical Pharmacology and the Journal of New Drugs (7): 131–141. Проверено 2011-12-02.
7. ↑ [1], http://www.caffeineinformer.com
8. ↑ Gary H. Kamimori & *. The rate of absorption and relative bioavailability of caffeine administered in chewing gum versus capsules to normal healthy volunteers // International Journal of Pharmaceutics. — 2002. — С. 159–167. — ISSN 03785173.
9. ↑ Caffeine Content of Beverages, Foods, & Medications (англ.). www.erowid.org. Проверено 8 января 2012.
10. ↑ ^{1 2} Melican, Nigel. CAFFEINE AND TEA: Myth and Reality (англ.). CHA DAO, a journal of tea and tea culture. Проверено 8 января 2012. Архивировано 3 февраля 2012 года.
11. ↑ Goodwin, Lindsey. Factors Influencing Caffeine Levels in Tea (англ.). About.com. Проверено 8 января 2012. Архивировано 3 февраля 2012 года.
12. ↑ ^{1 2} Goodwin, Lindsey. How Much Caffeine is in Coffee, Tea, Cola & Other Drinks? (англ.). About.com. Проверено 8 января 2012. Архивировано 3 февраля 2012 года.
13. ↑ ^{1 2} Общественная организация «ЭКСПЕРТ». Кофеин чая: заблуждения и реальность (рус.). tea4you.com. Проверено 8 января 2012. Архивировано 3 февраля 2012 года.
14. ↑ How is caffeine removed to produce decaffeinated coffee? (англ.). Scientific American (Oct 21, 1999). Проверено 19 сентября 2017.
15. ↑ Hedges D. W., Woon F. L., Hoopes S. P. (2009). «Caffeine-induced psychosis.». CNS Spectrums 14 (3): 127–9. PMID 19407709.
16. ↑ Joseph M. Cerimele, Adam P. Stern, Didier Jutras-Aswad (Сентябрь 2010). «Psychosis following excessive ingestion of energy drinks in a patient with schizophrenia.». American Journal of Psychiatry 167 (3): 353. DOI:10.1176/appi.ajp.2009.09101456. PMID 20194494.
17. ↑ Broderick P., Benjamin A. B. Caffeine and psychiatric symptoms: a review. (англ.) // The Journal of the Oklahoma State Medical Association. — 2004. — Vol. 97, no. 12. — P. 538—542. — PMID 15732884. [исправить]
18. ↑ M. Solinas, S. Ferré, Z. You, M. Karcz-Kubicha, P. Popoli, S. Goldberg (Август 2002). «Caffeine Induces Dopamine and Glutamate Release in the Shell of the Nucleus Accumbens». The Journal of Neuroscience 14 (3): 127–9. Проверено 2 июля 2016.
19. ↑ ^{1 2 3} Столяров, 1964, с. 140.
20. ↑ ^{1 2 3} Столяров, 1964, с. 141.
21. ↑ Столяров, 1964, с. 140—141.
22. ↑ Столяров, 1964, с. 142.
23. ↑ Wagner W. — Der Nervenarzt, 1939, Bd, 12, S. 296
24. ↑ ^{1 2 3} Столяров, 1964, с. 144.
25. ↑ Поляков В. П. — Невропат. и психиатр., 1951, т. 20, стр. 77.
26. ↑ Столяров, 1964, с. 143.
27. ↑ ^{1 2 3} Фармацевтическая химия / Г. А. Мелентьева. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Медицина, 1976. — Т. II.

Литература

• Мелентьева Г. А. Фармацевтическая химия. — 2-е изд., перераб. и доп. — Т. 2. — М.: Медицина, 1976. — ил.
• Беликов В. Г. Фармацевтическая химия : учебн. пособие : в 2 ч. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: МЕДпресс-информ, 2007. — 624 с. — ISBN 5-98322-206-6.
• Харкевич Д. А. Фармакология : учебник. — 9-е изд., перераб., испр. и доп.. — М.: ГЭОТАР-Медицина, 2006. — С. 256. — 736 с. — ISBN 5-9704-0264-8.
• Столяров Г. В. Лекарственные психозы и психотомиметические средства / под ред. В. М. Банщикова. — М.: Медицина, 1964.

Ссылки

Кофеин — это… Что такое Кофеин?

Кофеин
Общие
Систематическое наименование	1,3,7-триметил-1H-пурин-2,6(3H,7H)-дион
Традиционные названия	1,3,7-триметилксантин, кофеин, теин
Эмпирическая формула	C8H10N4O2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твёрдое
Молярная масса	194,19 г/моль
Плотность	1,23 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	234 °C
Температура сублимации	180 °C
Классификация
Рег. номер CAS	58-08-2
SMILES	C[n]1cnc2N(C)C(=O)N(C)C(=O)c12
Безопасность
ЛД50	192 мг/кг

Кофеи́н (также называемый теин, матеин, гуаранин^[1]) — алкалоид пуринового ряда, бесцветные горькие на вкус кристаллы.

Содержится в таких растениях, как кофейное дерево, чай, мате, гуарана, кола, и некоторых других. Синтезируется растениями для защиты от насекомых, поедающих листья, стебли и зёрна. Содержится в различных напитках, в малых дозах оказывает стимулирующее воздействие на нервную систему. В больших дозах вызывает истощение и со временем зависимость — кофеинизм, в дозах 150—200 мг на килограмм массы тела (80—100 чашек кофе за ограниченный промежуток времени) — смерть^[2]. Под воздействием кофеина ускоряется сердечная деятельность, поднимается кровяное давление, примерно на 40 минут слегка улучшается настроение за счёт высвобождения дофамина, но через 3—6 часов действие кофеина проходит: появляется усталость, вялость, снижение трудоспособности.

Химическое строение

Химическое название кофеина — 1,3,7-триметилксантин. В щелочной среде (при рН>9), даёт кофеидин C₇H₁₂N₄O. По строению и фармакологическим свойствам кофеин близок к теобромину и теофиллину; все три алкалоида относятся к группе метилксантинов. Кофеин лучше действует на ЦНС, а теофиллин и теобромин — в качестве стимуляторов сердечной деятельности и лёгких мочегонных средств.

Кофеин, как и другие пуриновые алкалоиды, даёт положительную мурексидную реакцию, при нагревании с реактивом Несслера кофеин образует красно-бурый осадок, в отличие от теобромина, дающего в таких условиях светло-коричневое окрашивание.

Физические свойства

Белые игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок горьковатого вкуса, без запаха. Хорошо растворим в хлороформе, плохо растворим в холодной воде (1:60), легко — в горячей (1:2), трудно растворим в этаноле (1:50). Растворы имеют нейтральную реакцию; стерилизуют при +100 °C в течение 30 мин. Т _пл. 234 C°

Получение

Кофеин экстрагируют из отходов чая, кофейных зерен. В промышленности кофеин синтезируют из мочевой кислоты и ксантина.

Кофейные зерна

История открытия

В 1827 году Удри выделил из чайных листьев новый алкалоид и назвал его теином. Кофеин в чистом виде впервые получен в 1828 году (Пеллетье и Каванту). В 1832 году его состав был установлен Велером и Пфаффом с Либихом. В 1838 году Иобст и Г. Я. Мульдер доказали тождественность теина и кофеина.

Фармакологические свойства

Физиологические особенности действия кофеина на ЦНС были изучены И. П. Павловым и его сотрудниками, показавшими, что кофеин усиливает и регулирует процессы возбуждения в коре головного мозга; в соответствующих дозах он усиливает положительные условные рефлексы и повышает двигательную активность. Стимулирующее действие приводит к повышению умственной и физической работоспособности, уменьшению усталости и сонливости. Большие дозы могут, однако, привести к истощению нервных клеток. Действие кофеина (как и других психостимулирующих средств) в значительной степени зависит от типа высшей нервной деятельности; дозирование кофеина должно поэтому производиться с учётом индивидуальных особенностей нервной деятельности. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга, возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры. Сердечная деятельность под влиянием кофеина усиливается, сокращения миокарда становятся более интенсивными и учащаются. При коллаптоидных и шоковых состояниях артериальное давление под влиянием кофеина повышается, при нормальном артериальном давлении существенных изменений не наблюдается, так как одновременно с возбуждением сосудодвигательного центра и сердца под влиянием кофеина расширяются кровеносные сосуды скелетных мышц и других областей тела (сосуды головного мозга, сердца, почек), однако сосуды органов брюшной полости (кроме почек) сужаются. Диурез под влиянием кофеина несколько усиливается, главным образом в связи с уменьшением реабсорбции электролитов в почечных канальцах.

Кофеин понижает агрегацию тромбоцитов.

Под влиянием кофеина происходит стимуляция секреторной деятельности желудка.

По современным данным, в механизме действия кофеина существенную роль играет его угнетающее влияние на фермент фосфодиэстеразу, что ведёт к внутриклеточному накоплению циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Циклический АМФ рассматривается как медиаторное вещество (вторичный медиатор), при помощи которого осуществляются физиологические эффекты различных биогенных лекарственных веществ. Под влиянием циклического АМФ усиливаются процессы гликогенолиза, стимулируются метаболические процессы в разных органах и тканях, в том числе в мышечной ткани и в ЦНС. Полагают, что стимуляция кофеином желудочной секреции тоже связана с увеличением содержания циклического АМФ в слизистой оболочке желудка (см. также Теофиллин, Циметидин).

В нейрохимическом механизме стимулирующего действия кофеина важную роль играет его способность связываться со специфическими «пуриновыми», или аденозиновыми рецепторами мозга, эндогенным лигандом для которых является пуриновый нуклеозид — аденозин. Структурное сходство молекулы кофеина и аденозина способствует этому. Поскольку аденозин рассматривается как фактор, уменьшающий процессы возбуждения в мозге, замещение его кофеином приводит к стимулирующему эффекту. При длительном применении кофеина возможно образование в клетках мозга новых аденозиновых рецепторов, и действие кофеина постепенно уменьшается. Вместе с тем при внезапном прекращении введения кофеина, аденозин занимает все доступные рецепторы, что может привести к усилению торможения с явлениями утомления, сонливости, депрессии и др.

Применение

Из-за возбуждающего свойства кофеина и физического привыкания к нему многие люди употребляют кофеиносодержащие продукты (напитки) для взбадривания. Кофе чаще всего пьют утром для быстрого восстановления после сна. Чаи (чёрный, зелёный) пьют в любое время дня, обычно после еды. Поскольку чай часто пьют из-за вкуса или для утоления жажды, производятся чаи без кофеина, не имеющие (порой нежелательных) свойств возбуждения ЦНС и повышения кровяного давления. Выпускается и декофеинизированный кофе.

В медицине кофеин (и кофеин-бензоат натрия) применяют при инфекционных и других заболеваниях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС и сердечно-сосудистой системы, при отравлениях наркотиками и другими ядами, угнетающими ЦНС, при спазмах сосудов головного мозга (при мигрени и др.), для повышения психической и физической работоспособности, для устранения сонливости. Применяют также кофеин при энурезе у детей.

Кофеин также используется как мочегонное средство.

Кофеин является действующим компонентом большинства «энергетических напитков» (в большинстве таких напитков его содержится 250—350 мг/л, но некоторые энергетические напитки, в частности изготовляемые для спортсменов, могут содержать кофеина в десятки раз больше). ^[3].

Содержание кофеина в сваренном кофе — 380—650 мг/л, в растворимом кофе — 310—480 мг/л, в кофе «Эспрессо» — 1700—2250 мг/л. В напитке «Кола» около 100 мг/л кофеина^[4]. Содержание кофеина в чае варьируется в достаточно широком диапазоне — до 5—6 раз в сухом листе — в зависимости от разновидности и возраста чайного куста, времени сбора, способа приготовления и других факторов^[5]. В заваренном чае содержание кофеина в существенной мере зависит от способа заваривания (продолжительность, температура воды) и также может отличаться в разы^[5][6]. В большинстве случаев содержание кофеина в заваренном чае находится в пределах 180—420 мг/л^[7][8]. Кофеин в чае действует мягче, но дольше, чем кофеин в кофе^[8]. Продукты «без кофеина» всё равно его содержат, но в уменьшенном количестве. Так, например, чёрный декофеинизированный чай обычно содержит от 8 до 42 мг кофеина на 1 л напитка^[7]. В США декофеинизирование означает, что продукт состоит из кофеина на 2,5% или менее^[9].

Противопоказания

Кофеин, как и другие стимуляторы ЦНС, противопоказан при повышенной возбудимости, бессоннице, выраженной гипертензии и атеросклерозе, при органических заболеваниях сердечно-сосудистой системы, в старческом возрасте, при глаукоме.

См. также

Примечания

1. ↑ Caffeine. PubChem public chemical database. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 26 июля 2011.
2. ↑ Peters, Josef M. (1967). «Factors Affecting Caffeine Toxicity: A Review of the Literature». The Journal of Clinical Pharmacology and the Journal of New Drugs (7): 131–141.
3. ↑ [1], http://www.energyfiend.com
4. ↑ Caffeine Content of Beverages, Foods, & Medications  (англ.). www.erowid.org. Проверено 8 января 2012.
5. ↑ ^{1 2} Melican, Nigel CAFFEINE AND TEA: Myth and Reality  (англ.). CHA DAO, a journal of tea and tea culture. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 8 января 2012.
6. ↑ Goodwin, Lindsey Factors Influencing Caffeine Levels in Tea  (англ.). About.com. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 8 января 2012.
7. ↑ ^{1 2} Goodwin, Lindsey How Much Caffeine is in Coffee, Tea, Cola & Other Drinks?  (англ.). About.com. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 8 января 2012.
8. ↑ ^{1 2} Общественная организация «ЭКСПЕРТ» Кофеин чая: заблуждения и реальность  (рус.). tea4you.com. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 8 января 2012.
9. ↑ Линн, Рики 15 фактов о кофеине  (рус.). i-tea.com.ua. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 8 января 2012.

Источники

Ссылки

инструкция по применению, аналоги, статьи » Справочник ЛС

Со стороны нервной системы: возбуждение, тревожность, тремор, беспокойство, головная боль, головокружение, эпилептические припадки, усиление рефлексов, тахипноэ, бессонница; при внезапной отмене — усиление торможения ЦНС, повышенная утомляемость, сонливость, мышечное напряжение.
Со стороны ССС: сердцебиение, тахикардия, аритмии, повышение АД. Со стороны пищеварительной системы: тошнота, рвота, обострение язвенной болезни.
Прочие: заложенность носа, при длительном применении — привыкание, лекарственная зависимость; при субконъюнктивальном введении — кратковременная боль, небольшой локальный отек с возможным появлением единичных петехий.
Передозировка. Симптомы: гастралгия, ажитация, тревожность, возбуждение, двигательное беспокойство, спутанность сознания, делирий, обезвоживание, тахикардия, аритмия, гипертермия, учащенное мочеиспускание, головная боль, повышенная тактильная или болевая чувствительность, тремор или мышечные подергивания; тошнота и рвота, иногда с кровью; звон в ушах, эпилептические припадки (при острой передозировке — тоникоклонические).
Кофеин в дозах более 300 мг/сут (в т.ч. на фоне злоупотребления кофе -более 4 чашек натурального кофе по 150 мл) может вызывать состояние тревоги, тремор, головную боль, спутанность сознания, экстрасистолию. У новорожденных (в т.ч. недоношенных) при концентрации кофеина в плазме 50 мг/мл возможны токсические эффекты: беспокойство, тахипноэ, тахикардия, тремор, болезненный, вздутый живот или рвота, повышение рефлекса Моро, при более высоких концентрациях — судороги. Лечение: промывание желудка, если кофеин был принят в последние 4 ч в дозе более 15 мг/кг и не было рвоты, вызванной кофеином; прием активированного угля, слабительных ЛС; при геморрагическом гастрите — введение антацидных ЛС и промывание желудка ледяным 0.9% раствором NaCl; поддержание вентиляции легких и оксигенации; при эпилептических припадках — в/в диазепам, фенобарбитал или фенитоин; поддержание баланса жидкости и солей. Гемодиализ, у новорожденных при необходимости — обменное переливание крови.

Кофеин и кофе — Неврология — LiveJournal

?

LiveJournal

• Find more

  • Communities
  • RSS Reader
• Shop
• Help

Login

• Login

• CREATE BLOG

  Join

• English

  (en)

  • English (en)
  • Русский (ru)
  • Українська (uk)
  • Français (fr)
  • Português (pt)
  • español (es)
  • Deutsch (de)
  • Italiano (it)
  • Беларуская (be)

Описание КОФЕИН показания, дозировки, противопоказания активного вещества CAFFEINE

Кофеин — DailyFit

Кофеин — это алкалоид, обладающий высоким стимулирующим действием на ЦНС. Кофеин относится к метилксантинам, содержащимся в растительных тканях. Наибольшая концентрация кофеина наблюдается в кофе, гуаране, коле, чае и матэ. Полученный путем экстрагирования из чая или матэ кофеин также называется теином или матеином.

Кофеин широко используется в фармакологии. В данном случае его искусственно синтезируют или получают путем переработки растений. Также кофеин является основной составляющей многих энергетических напитков, спортивного питания и жиросжигателей.

Воздействие кофеина на организм

Заинтересованность ученных кофеином появилась, прежде всего, благодаря его удивительному воздействию на человеческий организм. При помощи этого вещества спортсмены проявляют большую выносливость и повышают результаты. Есть три предположения о том, почему кофеин так влияет на человека. Одна из версий основана на том, что кофеин провоцирует сжигание жиров, а это в свою очередь высвобождает больше энергии. Кроме того кофеин усиливает секрецию адреналина и тем самым способствует быстрейшему попадению жирных кислот в кровь. При первичной нагрузке мускулатуры в качестве источника энергии используются эти жирные кислоты, в то время как гликогеновое депо остается нетронутым. В подтверждение этой теории существует несколько научных исследований.

Основанием для еще одной версии послужил тот факт, что кофеин напрямую воздействует на скелетные мышцы. При этом происходит изменение ключевых энзимов или систем, которые отвечают за регуляцию процессов внутриклеточного расщепления углеводов. Исследования, которые были проведены для подтверждения этой теории не дали сведений, достаточных для обоснования теории, к тому же, многие из этих исследований так и не были закончены.

Третья версия более доступно объясняет, почему применение кофеина позволяет человеку выполнять большие объемы работы. Предположительно кофеин способен напрямую воздействовать на центральную нервную систему за счет чего и возникает определенный психологический эффект, который вынуждает спортсмена при интенсивной нагрузке чувствовать меньшую усталость. Тем самым ЦНС позволяет мускулатуре сокращаться более усилено и быстро, выполняя больше работы.

На сегодняшний день известно, что кофеин способен обойти мозго-кровяной барьер и воспрепятствовать работе аденозина, который снижает активность мозговых клеток и вызывает сонливость. Мозг воспринимает кофеин как аденозин, позволяя ему налаживать контакт с аденозиновыми рецепторами. Таким образом, аденозин не может воздействовать на нервные клетки, так как его место занимает кофеин, который имеет абсолютно противоположное действие. Кроме того, что кофеин блокирует аденозиновые рецепторы, он также становится стимулятором секреции адреналина. В свою очередь повышение уровня адреналина положительно сказывается на самочувствии спортсмена во время тренинга.

Механизмы воздействия кофеина

Механизм воздействия кофеина в частности заключается в его подавляющем влиянии на фосфодиэстеразу. Это приводит к тому, что внутри клетки накапливается циклическое соединение – аденозинмонофосфат или АМФ. АМФ в циклическом состоянии представляет собой вторичный медиатор, который обеспечивает возникновение физиологических эффектов во время приема биогенных лекарственных препаратов. Под действием этого соединения ускоряются метаболические процессы в организме, стимулируется гликогенолиз. Желудочная секреция, усиливающаяся после приема кофеина, также связана с накоплением циклического аденозинмонофосфата в слизистой желудка.

Как уже упоминалось раньше, кофеин обладает способностью контактировать с аденозиновыми и пуриновыми рецепторами мозга. Эндогенный лиганд этих рецепторов – аденозин. Рецепторы взаимодействуют с кофеином благодаря тому, что кофеин и аденозин сходны по своей структуре. И если аденозин рассматривается мозгом, как подавляющее процессы возбуждения вещество, то кофеин имеет обратный эффект стимуляции.

Интересен тот факт, что при длительном употреблении кофеина его воздействие на организм снижается, так как мозг обеспечивает себя новыми аденозиновыми рецепторами. Резко сведя к нулю количество потребляемого кофеина можно получить негативный эффект – депрессию, быстрое утомление, сонливость и прочее. Такое происходит из-за того, что рецепторы, ранее занятые кофеином, освобождены, а на их место вновь стал аденозин.

Взаимодействие кофеина и креатина

До сих пор ведутся жаркие споры по поводу взаимодействия кофеина и креатина. Существуют исследования, в которых доказано взаимодействие между молекулами, но также есть и те эксперименты, которые опровергают достоверность предыдущих. Однако сегодня уже достоверно известно, что кофеин не разрушает креатин. Если сложить вместе все научно доказанные факты, можно увидеть, что креатин и кофеин антагонисты, но, несмотря на это, их совместное применение будет иметь скорее положительный эффект, нежели отрицательный.

При применении кофеина креатин частично нейтрализуется, однако, не до конца. Используя сочетание кофеина и креатина, мы имеем эффект гораздо более сильный, чем при использовании одного только креатина, хотя и не такой сильный, как если бы креатин работал в полную силу в такой комбинации.

Отсюда видно, что кофеин погашает эффективность креатина, но подобное сочетание, в целом, оказывает благоприятное воздействие на организм спортсмена. Исходя из этого, не стоит отказываться от добавок, вмещающих в себя оба этих соединения, если у вас нет противопоказаний к их применению.

Использование кофеина в бодибилдинге

Довольно долго существовало мнение по поводу того, что кофеин не приносит пользы, если атлет занимается спортом, основывающимся на силе и выносливости. Сегодня с этим мнением готов поспорить Университет Гуэльф (Онтарио) в лице доктора Ларри Спрайета. Он вместе со своими коллегами подошел к данному вопросу фундаментально, изучив воздействие кофеина на спортсменов-силовиков. В исследовании участвовали 14 атлетов, которые с максимальной интенсивностью делали упражнения по три подхода. Отдых между подходами составлял 6 минут. Первый и второй подход был длительностью 2 минуты, третий атлеты выполняли до полного отказа. Спортсмены подвергались тесту два раза: при приеме плацебо и при приеме кофеина. Те, кто заходил на третий подход, принявши кофеин, работали 4,93 минуты. Атлеты, работающие на плацебо, выполнили третий подход в среднем за 4,12 минут. Из результатов эксперимента отлично видно, что кофеин за короткое время существенно улучшил показатели атлетов.

Осталось только выяснить и точно установить механизм этого феномена. Пока что ученые сложили теорию, основанную на анализе крови атлетов и биопсии мышц. Как оказалось, кофеин сберег запасы гликогена в мышцах, что предположительно и повлияло на повышение силовых показателей.

Последние исследования, направленные на выявление закономерности приема кофеина и изменение силовых показателей спортсменов, наглядно показали, что кофеин заставляет лучше сокращаться мускулатуру. Такое воздействие объясняется тем, что кофеин способствует активному выбросу в кровь гормона норадреналина. Гормон в свою очередь ослабляет чувство физического напряжения, тем самым, позволяя спортсмену работать большим весом.

Повышая работоспособность мышц, кофеин активно стимулирует их рост. По результатам большинства экспериментов достоверно известно, что благодаря кофеину эффективность работы увеличивается в среднем на 22% от начального показателя. Для повышения результатов достаточно принять всего 2 чашки кофе (470 мл).

Кофеин и физическая форма атлета

Как оказалось действие кофеина более существенно, если спортсмен имеет хорошую физическую форму. Исследования доказали, что улучшить свои результаты после чашки кофе смогли лишь хорошо натренированные пловцы, в то время, как новичкам и непрофессионалам кофе не дал такого же преимущества. Помимо пловцов в эксперименте приняли участие люди без подготовки, занимающиеся на велотренажере. В этом случае кофеин также само, как и с непрофессиональными пловцами, не дал каких-либо ощутимых результатов.

В чашке кофе содержится примерно 230 мл жидкости, что соответствует дозе кофеина равной 100-150 мг.

Спорт и кофеин

Кофеин прекрасно помогает активизировать внутренние резервы для более продуктивной работы. Чем лучше натренировано ваше тело, тем больший эффект вы ощутите после приема кофеина. В самом начале использования кофеина в качестве стимулятора выбирайте минимальные дозы – чашку или полчашки кофе перед тренировкой.

В чашке кофе содержится примерно 230 мл жидкости, что соответствует дозе кофеина равной 100-150 мг. Выпейте чашку кофе перед тренировкой и понаблюдайте за тем как изменятся ваши показатели в сравнении со стандартной тренировкой без кофеина. Как показали опыты, проведенные в лабораторных условиях, доза от 3 до 6 мг кофеина на 1 кг веса тела повышает выносливость и силу атлета во время физической нагрузки. Кофеин принимался за полчаса-час до начала тренинга. Следует также учесть, что лабораторный результат может несколько отличаться от тех, что мы получаем в реальных условиях.

Негативной стороной приема кофеина можно считать его способность обострять различные заболевания. Сюда относятся: болезни сердца, язва желудка, анемия, повышенное давление и др. Если вы решили использовать кофеин для усиления эффекта физических упражнений, заранее проконсультируйтесь с врачом.

Спортивное питание, содержащее кофеин

Кофеин, входящий в состав спортивных смесей, выступает в роли энергетического акселератора. Благодаря своим стимулирующим свойствам, кофеин увеличивает интенсивность физической работы, ускоряет сжигание жира, позволяет мышцам брать дополнительную нагрузку, что является ключевым фактором мышечного роста. Кроме того, спортсмены, принявшие кофеин, легче фокусируют свое внимание на технике выполнения. Именно поэтому кофеин включают в составы большинства энергетиков, пампинг-комплексов, сжигателей жира и прочего спортивного питания и добавок.

Предтренировочный комплекс, увеличивающий мышечный объем. Экстремальный пампинг и полная мобилизация энергии!

Предтренировочный комплекс. Для экстремального уровня энергии и интенсивности.

Увеличивает пиковую силу и способствует повышению спортивных результатов!
Мышечный детонатор в предтренировочной формуле!

Предтренировочная добавка, увеличивающая силу и выносливость и ускоряющая набор сухой мышечной массы.

Предтренировочный комплекс. Источник невероятной силы и работоспособности!

В числе продукции всех изготовителей спортивного питания особое место занимают добавки с гуараной. Гуарана благодаря своей действенности, легальности и невысокой стоимости особенно популярна среди спортсменов. По сути гуарана – это тот же кофеин длительного действия, но совмещенный с дополнительными стимуляторами.

Употреблять спортивное питание на основе кофеина следует за полчаса до начала тренинга. Особенно это качается жиросжигателей, которые лучше всего себя проявляют при приеме перед тренировкой.

Дозировка кофеина

Какое количество кофеина принимать перед тренировкой, прежде всего, зависит от особенностей физиологического строения каждого конкретного человека. При регулярном использовании кофеина в виде напитков или пищевых добавок, организм быстро приспосабливается к большим дозам – 200-400 мг. Однако стоит заметить, что в некоторых случаях уже при пересечении порога в 100 мг человек ощущает передозировку. Исходя из этого, принятие кофеина должно быть постепенным, начиная с минимальных доз, атлет должен плавно перейти к большим.

Побочные эффекты

Основные побочные эффекты, возникающие при употреблении кофеина, наглядно продемонстрированы на рисунке. Особенно остерегаться пищевых добавок и напитков, которые содержат кофеин, нужно беременным и кормящим женщинам, а также людям преклонного возраста. Если вы почувствовали на себе побочные действия кофеина – прекратите его прием.

Воздействие кофеина на работу сердца нельзя однозначно отнести к негативным побочным эффектам. Кофеин улучшает реологические свойства крови, а также расширяет коронарные сосуды, что в некоторой мере позволяет уменьшить риск возникновения инфаркта, ишемической болезни сердца и пр. На самом деле угрозу представляет не сам кофеин, а передозировка им.

Читайте также

КОФЕИН раствор — инструкция по применению, дозировки, аналоги, противопоказания

Действующее вещество

— кофеин бензоат натрия (caffeine)

Состав и форма выпуска препарата

1 мл — ампулы (10) — пачки картонные.
2 мл — ампулы (10) — пачки картонные.

Фармакологическое действие

Психостимулирующее и аналептическое средство, производное метилксантина. Конкурентно блокирует центральные и периферические А1 и А2 аденозиновые рецепторы. Тормозит активность ФДЭ в ЦНС, сердце, гладкомышечных органах, скелетных мышцах, жировой ткани, способствует накоплению в них цАМФ и цГМФ (данный эффект наблюдается при применении только в высоких дозах). Стимулирует центры продолговатого мозга (дыхательный и сосудодвигательный), а также центр n.vagus, оказывает прямое возбуждающее влияние на кору головного мозга. В высоких дозах облегчает межнейрональную проводимость в спинном мозге, усиливая спинномозговые рефлексы.

Повышает умственную и физическую работоспособность, стимулирует психическую деятельность, двигательную активность, укорачивает время реакций, временно уменьшает утомление и сонливость. В малых дозах преобладает эффект стимуляции, а в больших — эффект угнетения нервной системы.

Учащает и углубляет дыхание. Обычно оказывает положительный ино-, хроно-, батмо- и дромотропный эффект (поскольку влияние на ССС складывается из прямого стимулирующего действия на миокард и одновременного возбуждающего влияния на центры n.vagus, результирующий эффект зависит от преобладания того или иного действия). Стимулирует сосудодвигательный центр и оказывает непосредственное релаксирующее действие на сосудистую стенку, что приводит к расширению сосудов сердца, скелетных мышц и почек, при этом тонус церебральных артерий повышается (вызывает сужение сосудов головного мозга, что сопровождается снижением мозгового кровотока и давления кислорода в головном мозге).

АД изменяется под действием сосудистых и сердечных механизмов влияния кофеина: при нормальном исходном АД кофеин не изменяет или слегка повышает его, при артериальной гипотензии нормализует его.

Оказывает спазмолитическое действие на гладкую мускулатуру (в т.ч. бронходилатирующий эффект), на поперечнополосатую — стимулирующее.

Повышает секреторную активность желудка.

Оказывает умеренное диуретическое действие, что обусловлено снижением реабсорбции ионов натрия и воды в проксимальных и дистальных почечных канальцах, а также расширение сосудов почек и увеличение фильтрации в почечных клубочках.

Снижает агрегацию тромбоцитов и высвобождение гистамина из тучных клеток.

Повышает основной обмен: увеличивает гликогенолиз, повышает липолиз.

Новости по теме

Фармакокинетика

После приема внутрь хорошо абсорбируется. C_max в плазме крови достигается через 50-75 мин. Связывание с белками плазмы — 15%.

После п/к введения V_d у взрослых — 0.4-0.6 л/кг, у новорожденных — 0.78-0.92 л/кг. Связывание с белками плазмы — 25-36%.

Кофеин быстро распределяется во всех органах и тканях организма, проникает через ГЭБ и плацентарный барьер.

Метаболизму в печени подвергается более 90%, у детей первых лет жизни до 10-15 %. У взрослых около 80 % дозы кофеина метаболизируется в параксантин, около 10% — в теобромин и около 4% — в теофиллин. Эти соединения впоследствии деметилируются в монометилксантинаты, а затем в метилированные мочевые кислоты.

T_1/2 у взрослых составляет 3.9-5.3 ч (иногда до 10 ч), у новорожденных (до 4-7 мес жизни) — 65-130 ч.

Выведение кофеина и его метаболитов осуществляется почками (в неизменном виде у взрослых выводится 1-2%, у новорожденных — до 85%).

Показания

Для приема внутрь: снижение умственной и физической работоспособности, сонливость, головная боль сосудистого генеза (в т.ч. мигрень), умеренная артериальная гипотензия.

Для п/к введения: снижение умственной и физической работоспособности, сонливость, головная боль сосудистого генеза (в т.ч. мигрень), умеренная артериальная гипотензия, угнетение дыхания (в т.ч. при легких отравлениях наркотическими анальгетиками и снотворными лекарственными средствами, оксидом углерода, при асфиксии новорожденных), восстановление легочной вентиляции после использования общей анестезии.

Для субконъюнктивального введения: цилиохориоидальная отслойка у взрослых.

Противопоказания

Повышенная чувствительность к кофеину и другим ксантинам; тревожные расстройства (агорафобия, панические расстройства), артериальная гипертензия, органические заболевания сердечно-сосудистой системы (в т.ч. острый инфаркт миокарда, атеросклероз), пароксизмальная тахикардия, желудочковая экстрасистолия, нарушения сна; детский возраст — в зависимости от лекарственной формы.

С осторожностью: при глаукоме, повышенной возбудимости, в пожилом возрасте, при эпилепсии и склонности к судорожным припадкам.

Дозировка

Применяют внутрь, п/к и субконъюнктивально. Дозу, способ и схему применения, длительность терапии определяют индивидуально, в зависимости от показаний, клинической ситуации, возраста пациента и лекарственной формы.

Побочные действия

Со стороны нервной системы: возбуждение, тревожность, тремор, беспокойство, головная боль, головокружение, эпилептические припадки, усиление рефлексов, тахипноэ, звон в ушах, бессонница; при внезапной отмене — усиление торможения ЦНС, повышенная утомляемость, сонливость, мышечное напряжение.

Со стороны сердечно-сосудистой системы: ощущение сердцебиения, тахикардия, аритмии, повышение АД.

Со стороны пищеварительной системы: тошнота, рвота, обострение язвенной болезни.

Прочие: заложенность носа, при длительном применении — привыкание, лекарственная зависимость; при субконъюнктивальном введении — кратковременная боль, небольшой локальный отек с возможным появлением единичных петехий.

Лекарственное взаимодействие

При одновременном применении уменьшается действие снотворных препаратов и средств для наркоза.

При одновременном применении возможно усиление действия анальгетиков-антипиретиков, салициламида, напроксена.

При одновременном применении эстрогенов (гормональных контрацептивов, средств для ЗГТ) возможно повышение интенсивности и длительности действия кофеина за счет ингибирования эстрогенами изофермента CYP1A2.

При одновременном применении аденозина кофеин уменьшает повышенную ЧСС и изменения АД, вызванные инфузией аденозина; уменьшает вазодилатацию, обусловленную действием аденозина.

При одновременном применении возможно повышение биодоступности, скорости всасывания и концентрации в плазме крови ацетилсалициловой кислоты.

При одновременном применении мексилетин уменьшает клиренс кофеина и повышает его концентрации в плазме, по-видимому, за счет ингибирования мексилетином метаболизма кофеина в печени.

Метоксален уменьшает выведение кофеина из организма с возможным усилением его эффекта и развитием токсического действия.

Совместное применение кофеина с бета-адреноблокаторами может приводить к взаимному подавлению терапевтических эффектов.

Кофеин ускоряет всасывание и усиливает действие сердечных гликозидов, повышает их токсичность.

Вследствие индукции микросомальных ферментов печени под влиянием фенитоина при его одновременном применении происходит ускорение метаболизма и выведения кофеина.

Флуконазол и тербинафин вызывают умеренное повышение концентрации кофеина в плазме крови, кетоконазол – менее выраженное.

Наиболее выраженные увеличение AUC и уменьшение клиренса наблюдаются при одновременном применении кофеина с эноксацином, ципрофлоксацином, пипемидовой кислотой; менее выраженные изменения – с пефлоксацином, норфлоксацином, флероксацином.

При одновременном применении кофеин ускоряет всасывание эрготамина.

Особые указания

Следует иметь в виду, что внезапное прекращение приема кофеина может приводить к усилению торможения ЦНС (сонливость, депрессия). Влияние на ЦНС зависит от типа нервной системы и может проявляться как возбуждением, так и торможением высшей нервной деятельности.

Связи с тем что действие кофеина на АД складывается из сосудистого и кардиального компонентов, в результате может развиваться как эффект стимуляции сердца, так и угнетение (слабое) его деятельности.

При апноэ у новорожденных и у детей грудного возраста в послеоперационном периоде (профилактика), применяется кофеин или кофеина цитрат, но не кофеин — бензоат натрия.

Не следует принимать кофеин перед сном.

Возможно применение кофеина в виде моно- или в составе комбинированной терапии.

Влияние на способность к управлению транспортными средствами и механизмами

В период лечения пациентам следует соблюдать осторожность при вождении автотранспорта и занятиях другими видами деятельности, требующими высокой концентрации внимания и скорости психомоторных реакций.

Беременность и лактация

При беременности следует применять только после консультации с врачом, в тех случаях, когда предполагаемая польза для матери превышает потенциальный риск для плода или младенца. Чрезмерное применение кофеина во время беременности может привести к спонтанным абортам, замедлению внутриутробного развития плода, аритмии у плода; возможны нарушения развития скелета при использовании больших доз и замедление развития скелета на фоне меньших доз.

Кофеин проникает в грудное молоко в небольшом количестве, но накапливается у грудных детей и может вызывать гиперактивность и бессонницу. В пер

Сосудистые механизмы действия кофеина

Кофеин — это наиболее широко потребляемое стимулирующее вещество в мире. Он содержится в кофе, чае, безалкогольных напитках, шоколаде и многих лекарствах. Кофеин — это ксантин с различными эффектами и механизмами действия в сосудистой ткани. В эндотелиальных клетках он увеличивает внутриклеточный кальций, стимулируя выработку оксида азота за счет экспрессии эндотелиального фермента синтазы оксида азота. Оксид азота проникает в гладкомышечные клетки сосудов, вызывая расширение сосудов.В гладкомышечных клетках сосудов его эффект заключается преимущественно в конкурентном ингибировании фосфодиэстеразы, вызывая накопление цАМФ и расширение сосудов. Кроме того, он блокирует аденозиновые рецепторы, присутствующие в сосудистой ткани, вызывая сужение сосудов. В этой статье описаны основные механизмы действия кофеина на сосудистую ткань, и показано, что кофеин обладает некоторыми сердечно-сосудистыми свойствами и эффектами, которые можно считать полезными.

1. Введение

Кофе — один из наиболее часто употребляемых напитков в мире.Он представляет культуру и экономику. Он производится в Колумбии с девятнадцатого века и является основной статьей экспорта более чем в 36 стран; в 2008 году на его долю приходилось около 12,4% урожая мягкого кофе сорта Арабика и 12,2% мирового экспорта кофе. Существует приблизительно 590 муниципалитетов, занимающихся выращиванием кофе, 513 000 производителей кофе, 640 000 непосредственных сотрудников и более миллиона косвенных сотрудников, что означает, что приблизительно 2 миллиона человек зависят от выращивания кофе [1]

Из кофе было выделено более 2000 веществ.Основным компонентом кофе являются углеводы, которые составляют 38–42% обжаренных кофейных зерен, за ними следуют липиды и аминокислоты, составляющие около 20 и 10% соответственно. Меланоидины составляют 23% веса и придают бобам коричневый цвет. Они также содержат минералы, алифатические и хлорогеновые кислоты, тригонеллины и летучие ароматы. Из алкалоидов наиболее изученным и признанным является кофеин, который составляет от 1,3 до 2,4% от веса фасоли [2], за ним следуют другие пуриновые алкалоиды, такие как теобромин, теофиллин и пиридин, такие как тригонеллин.

Потребление кофе обычно связано с большим количеством заболеваний и нарушений здоровья. Однако большинство эпидемиологических исследований, касающихся этой взаимосвязи, не привели к однозначному выводу, в основном из-за отсутствия конкретной и постоянной информации относительно частоты потребления, точного состава напитка и факторов, связанных с нездоровым образом жизни (курение сигарет , алкоголь и малоподвижный образ жизни). Сочетание этих аспектов может привести к заболеваниям или проблемам со здоровьем [3].

Во многих эпидемиологических исследованиях изучалась взаимосвязь между употреблением кофе и риском сердечных заболеваний. Анализ [4] взаимосвязи кофе-смертности показывает, что нет прямой взаимосвязи между потреблением кофе и увеличением смертности; Напротив, авторы описывают слегка обратную зависимость между потреблением кофе и его преимуществами, связанными с воспалительным процессом, функцией эндотелия и риском развития диабета 2 типа.По данным Юкавы и др. [5] регулярное употребление кофе снижает восприимчивость к окислению липопротеинов низкой плотности, пути, который развивается в атеросклеротических бляшках, что способствует эндотелиальной функции. С другой стороны, было показано, что некоторые компоненты кофе, особенно фенольные (хлорогеновая кислота, феруловая кислота), обладают высокой антиоксидантной способностью [6], а потребление кофе связано с небольшим снижением смертности у женщин с заболеваниями печени. и / или цирроз и проявляет защитное действие на печень при раке печени [7].Кроме того, кофеин увеличивает выработку мочи за счет секреции воды и электролитов, очень похожих на те, что наблюдаются при использовании тиазидов [8]. Основные механизмы могут зависеть от различных факторов, таких как доза, хроническое воздействие, генетические и ферментативные факторы, среди прочих. В исследованиях на животных с воздействием кофеина наблюдается увеличение клубочковой фильтрации и почечного кровотока, особенно в мозговом веществе почек. При исследовании внутрипочечных механизмов, ответственных за натрийуретический эффект кофеина, почечная секреция натрия увеличилась, а скорость клубочковой фильтрации осталась прежней, что позволяет предположить, что снижение фракционной реабсорбции натрия как в проксимальных, так и в дистальных канальцах нефрона вносит свой вклад. к натрийуретическому эффекту кофеина [8]

Кофеин — это психоактивное вещество, наиболее широко потребляемое в мире, оно содержится не только в кофе, но и в чае, газированных или безалкогольных напитках, шоколаде и множестве лекарств, включая средства для подавления аппетита, диуретики, анальгетики и противоотечные средства; большинство из них продаются без рецепта и не контролируются регулирующими органами [9, 10].Если совместить потребление кофе, чая, шоколада и безалкогольных напитков, население в целом будет потреблять значительное количество кофеина в день. Взрослые старше 25 лет предполагают потребление примерно 2,4 мг / кг / день, а дети в возрасте до 12 лет — примерно 0,7 мг / кг / день. Кроме того, было подтверждено, что теобромин и теофиллин являются алкалоидами, которые также содержатся в зеленом чае, черном кофе и какао [11], однако прямое влияние этих веществ на физиологические реакции на прием пищи и напитков, содержащих эти типы алкалоиды и роль каждого из них не ясны.

2. Метаболический путь кофеина и его метаболитов

Кофеин метаболизируется в более чем 25 метаболитов у людей, в основном параксантин, теобромин и теофиллин [12]

Метаболизм кофеина дает параксантин в качестве конечного продукта, что составляет от 72 до 80 % метаболизма кофеина. Существует пять основных метаболических путей, которые способствуют метаболизму кофеина у взрослых [13, 14]. Первые три состоят из деметилизации N-3 с образованием параксантина, N-1 с образованием теофиллина (вазодилататор, усиление мозгового и мышечного кровотока) и N-7 с образованием теофиллина (сосудистый, бронхиол, мышечный и респираторный релаксант).Изофермент печеночного цитохрома P-450 (CYP) метаболизирует большую часть кофеина (95%) путем трех деметилизаций, что в среднем дает процент метаболизма in vivo, составляющий 85% параксантина, 10% теобромина и 5% теофиллина [15]. Четвертый путь приводит к образованию метаболитов урацила, а пятый — выведение почками оставшегося процента кофеина, который не может быть расщеплен в процессе.

Большие индивидуальные различия, наблюдаемые в плазматической концентрации кофеина после введения равной дозы, в основном связаны с изменениями метаболизма.Эти вариации зависят от четырех факторов: генетического полиморфизма, индукции метаболизма и ингибирования цитохрома P-450, индивидуума (вес, пол) и наличия заболеваний печени [14]

Кофеин быстро и полностью всасывается из кишечного тракта, в результате чего это 100% биодоступность. Время, в течение которого достигается максимальная плазматическая концентрация (Tmax), составляет 30–45 минут [11, 14, 16, 17] натощак и задерживается при приеме пищи; средний период полураспада в организме человека составляет 2.5–4,5 часа [18]

3. Влияние кофеина на сосуды

Было проведено множество исследований для определения влияния кофеина на сердечно-сосудистую систему, но результаты неубедительны. Некоторые обнаружили, что потребление кофеина увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний [19–21], в то время как другие описывают его положительный или нейтральный эффект [22–24]. Очевидно, что сердечно-сосудистая реакция на это вещество зависит от множества факторов, таких как количество, время приема, частота, степень всасывания и печеночный метаболизм — все аспекты, которые вызывают уникальную реакцию каждого человека на кофеин. [25].В дополнение к этим факторам, считается, что некоторые вещества, содержащиеся в напитках с кофеином (теобромин и теофиллин, активные вещества в бронхолитических препаратах, используемых при лечении респираторных заболеваний), могут оказывать некоторое влияние на вариабельность этих конкретных физиологических реакций.

Кофеин — это ксантин, который действует в клетках организма посредством различных механизмов действия и на широкий спектр молекулярных мишеней. Он действует как антагонист аденозиновых рецепторов, ингибитор ферментов фосфодиэстеразы, сенсибилизатор каналов высвобождения кальция и антагонист рецептора ГАМК [26].Другие сердечно-сосудистые процессы связаны с уменьшением цитоплазматического Ca ²⁺ в гладкомышечных клетках сосудов (VSMC) за счет циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) и его повышением в эндотелиальных клетках, способствуя синтезу оксида азота (NO ).

Нам известно, что другие родственные вещества со структурой, аналогичной структуре алкалоидов, присутствующих в кофе, в настоящее время представляют собой важный исследовательский инструмент для разработки потенциальных методов лечения болезни Альцгеймера, астмы, рака, диабета и болезни Паркинсона [14].В этой статье описаны основные механизмы действия кофеина на сосудистую ткань, и мы попытаемся разрушить ряд мифов и парадигм, которые негативно повлияли на потребление кофе. Эти механизмы приведены в таблице 1.

.

6 Влияние кофеина на центральную нервную систему и поведенческие эффекты, связанные с потреблением кофеина | Кофеин в пищевых продуктах и ​​пищевых добавках: проверка безопасности: итоги семинара

Карч-Кубича, М., К. Антониу, А. Терасма, Д. Куарта, М. Солинас, З. Юстинова, А. Пеццола, Р. Реджио, К. Э. Мюллер, К. Фюкс, С. Р. Голдберг, П. Пополи, и С. Ферре. 2003. Участие аденозиновых рецепторов A1 и A2A в моторных эффектах кофеина после его острого и хронического введения. Нейропсихофармакология 28: 1281–1291.

Кун, Д. 2006. Сопровождают ли когнитивные изменения развитие мозга подростка? Перспективы психологической науки 1: 59–67.

Либерман, Х. Р., В. Дж. Тарион, Б. Шукитт-Хейл, К. Л. Спекман и Р. Талли. 2002. Влияние кофеина, недосыпания и стресса на когнитивные способности и настроение во время тренировки морских котиков США. Психофармакология 164: 250–261.

Мередит, С.Э., Л. М. Джулиано, Дж. Р. Хьюз и Р. Р. Гриффитс. 2013. Расстройство, связанное с употреблением кофеина: всесторонний обзор и программа исследований. Журнал исследований кофеина 3 (3): 114–130.

Миллер, К. Э. 2008. Wired: энергетические напитки, идентичность спортсмена, мужские нормы и принятие риска. Журнал здоровья Американского колледжа 56: 481–489.

Наварро, Г., С. Ферре, А. Кордоми, Э. Морено, Дж. Маллол, В. Касадо, А. Кортес, Х. Хоффманн, Дж. Ортис, Э. И. Канела, К. Луис, Л. Пардо, Р. ,Франко и А.С. Вудс. 2010. Взаимодействия между внутриклеточными доменами как ключевые детерминанты четвертичной структуры и функции гетеромеров рецепторов. Журнал биологической химии 285: 27346–27359.

Орру М., Й. Бакешова, М. Бругаролас, К. Кирос, В. Бомонт, С. Р. Голдберг, К. Луис, А. Кортес, Р. Франко, В. Касадо, Э. И. Канела и С. Ферре. 2011. Пре- и постсинаптический профиль полосатого тела антагониста рецептора аденозина A (2A). PLoS ONE 6: e16088.

Орру, М., Х. Гитарт, М. Карч-Кубича, М. Солинас, З. Юстинова, С. К. Бародиа, Дж. Зановели, А. Кортес, К. Луис, В. Касадо, Ф. Г. Мёллер и С. Ферре , 2013. Фармакологический профиль психостимулятора параксантина, основного метаболита кофеина у человека. Нейрофармакология 67: 476–484.

Панек, Л. М., Ч. Свобода, А. Бендлин, Дж. Л. Темпл. 2013. Кофеин увеличивает любовь к йогурту с новым вкусом и увеличивает его потребление. Психофармакология (Berl) 227: 425–436.

Пикок, А., Р. Бруно, Ф. Х. Мартин, А. Карр. 2013. Влияние употребления алкоголя и энергетических напитков на интоксикацию и рискованное поведение. Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования 37 (7): 1234-1242.

Фаро, Х., К. Сим, М. Грэм, Дж. Гросс и Х. Хейн. 2011. Рискованный бизнес: исполнительная функция, личность и безрассудное поведение в подростковом и взрослом возрасте. Поведенческая неврология 125: 970–978.

Роджерс П.J., S. V. Heatherley, E. L. Mullings и J. E. Smith. 2013. Быстрее, но не умнее: влияние кофеина и его отмены на бдительность и работоспособность . Психофармакология 226 (2): 229–240.

,

Возможные механизмы — Кофе и здоровье

Распечатать эту страницу

Когда-то считалось, что эргогенное действие кофеина объясняется стимуляцией кофеином окисления свободных жирных кислот и, как следствие, сохранением мышечного гликогена ³⁴ , однако некоторые другие механизмы, такие как сейчас, также исследуются.

Упражнение на выносливость

Любые предлагаемые улучшения спортивных результатов наиболее сильны в видах спорта на выносливость.Исследования и обзоры показывают, что кофеин влияет на выносливость в основном за счет своего антагонистического действия на аденозиновые рецепторы в головном мозге, то есть через путь, который приводит к увеличению выработки адреналина, который стимулирует выработку энергии и улучшает кровоток в мышцах и сердце ⁶ , Кофеин модулирует центральную утомляемость и влияет на оценку воспринимаемой нагрузки, воспринимаемой боли и уровня бодрости, все это может привести к повышению производительности ⁶ .

Рис. 1 Иллюстрация связывания кофеина с рецептором аденозина, что может усиливать центральную нервную систему ⁶

Краткосрочные упражнения высокой интенсивности

Для краткосрочных анаэробных упражнений окисление жирных кислот и сохранение гликогена не является реалистичной моделью механизма, лежащего в основе повышения производительности, потому что, например, временные рамки не подходят. В обзоре анаэробных механизмов действия за 2009 год обсуждались текущие варианты и было продемонстрировано, что пока не ясно, как кофеин улучшает краткосрочные результаты высокоинтенсивных упражнений ¹³ .

Некоторые из исследуемых областей включают: молочная кислота, глюкоза крови, калий — для периферических механизмов; кофеин как антагонист аденозина, восприятие боли и оценка воспринимаемой нагрузки — для центрального механизма. Эта центральная модель, связанная с кофеином, является наиболее многообещающей на сегодняшний день.

Интересно, что модели механизмов действия, объясняющих преимущества кофеина для производительности в обоих типах упражнений — на выносливость и краткосрочные, высокоинтенсивные — похоже, движутся в одном направлении. ^17-19 .Как следствие, рекомендации для спортсменов также обнаруживают все больше и больше сходства ^17-19 .

Генетическая изменчивость

Исследователи предположили, что влияние потребления кофеина на работоспособность может различаться у разных людей, возможно, за счет полиморфизма в двух генах, CYP1A2 и ADORA2A, а также факторов окружающей среды. Более четкое понимание факторов, лежащих в основе межличностных различий, может облегчить настройку рекомендаций по потреблению кофеина с учетом биологии, истории и конкурентной ситуации человека ³⁵ .

Эта информация предназначена для профессиональных медицинских работников.
Пожалуйста, учитывайте окружающую среду перед печатью.

,

Таблица 1 | Сосудистые механизмы действия кофеина

Таблица 1

Резюме сосудистых эффектов кофеина.

.