18685-1 (Кофеин)

КОФЕИН.

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Общие сведения.

2. Физические свойства

3. Сколько кофеина содеpжится в pазличных пpодуктах ?

4. Правда ли, что в чае нет кофеина ? Что такое теин, теофиллин, теобромин и т.п. ?

5. Что случается при передозировке ?

6. Как кофеин влияет на здоpовье и продолжительность жизни?

7. Пристрастие к шоколаду.

8. Что такое синдром отмены кофеина ?

9. Влияет ли употребление кофеина беременными женщинами на внутриутробное развитие плода ?

10. Зависимость между употреблением кофе и суицидами среди женщин

1. Общие сведения.

Кофеин относится к психостимуляторам. Они повышают настроение, способность к восприятию внешних раздражений, психомоторную активность. Они уменьшают чувство усталости, повышают физическую и умственную работоспособность (особенно при утомлении), временно снижают потребность во сне (средства, взбадривающие утомленный организм, получили название “допинг” от английскогоtodope- давать наркотики).

Кофеин - соединение из группыметилксантинов. Это алкалоид, содержащийся в листьях чая (Theasinensis), в семенах кофе (Coffeaarabica), в семенах какао (Theobromacacao), в семенах кола (Colaacuminata) и в других растениях. У кофеина сочетаются психостимулирующие и аналептические свойства. Особенно выражено у него прямое возбуждающее влияние на кору головного мозга. Кофеин стимулирует психическую деятельность, повышает умственную и физическую работоспособность, двигательную активность, укорачивает время реакции. После его приема появляется бодрость, временно устраняются или уменьшаются утомление, сонливость.

Влияние на высшую нервную деятельность в значительной степени зависит от дозы кофеина и типа нервной системы. В малых дозах у кофеина преобладает стимулирующее действие, в больших - угнетающее. При этом следует учитывать, что для слабого типа нервной системы эффект возбуждения достигается введением небольших доз кофеина, тогда как для сильного типа требуется существенно большие дозы.

Аналептическая активность связана с влиянием кофеина на центры продолговатого мозга. Он оказывает прямое стимулирующее действие на дыхательный и сосудодвигательный центры. Возникает учащение и углубление дыхания, что особенно отчетливо проявляется при угнетении центра дыхания. Кроме того, кофеин возбуждает центры блуждающего нерва. На спинной мозг препарат действует только в больших дозах. За счет облегчения межнейронной передачи возбуждения он усиливает спиномозговые рефлексы.

Значительное место в фармакодинамике кофеина занимает его влияние на сердечно-сосудистую систему. Оно складывается из периферических и центральных эффектов. Так, кофеин оказывает прямое стимулирующее влияние на миокард. Однако одновременно возбуждаются центры блуждающего нерва, поэтому конечный эффект будет зависеть от преобладания того или иного влияния. Обычно изменеия в деятельности сердца (если они вообще возникают) невелики. В больших дзах кофеин вызывает аритмии сердечных сокращений.

Центральный и периферический компоненты в действии кофеина имеются в отношении сосудистого тонуса. Стимулируя сосудодвигательный центр, кофеин повышает тонус сосудов, а при непосредственном влиянии на гладкие мышцы сосудов снижает их тонус.

Кофеин оказывает неоднозначное влияние на разные сосудистые области. Так, например, коронарные сосуды чаще всего расширяются (особенно, если сердечный выброс увеличен). Вместе с тем мозговые сосуды несколько тонизируются. Последнее, по-видимому, объясняет благоприятное влияние кофеина при мегрени. Кофеин обладает умеренным миотропным спазмолитическим действием на другие гладкомышечние органы (бронхи, желчные пути). На скелетные мышцы кофеин оказывает стимулирующее влияние (центральное и прямое).

Еще более сложно изменяется артериальное давление, так как оно зависит от кардиотропных и сосудистых эффектов кофеина. Обычно, если исходное артериальное давление было нормальным, кофеин не изменяет или очень незначительно повышает его; если препарат был введен на фоне гипотензии, то артериальное давление повышается (нормализуется).

Основной обмен кофеин повышает. Увеличивает гликогенолиз, вызывая гипергликемию. Повышает липолиз (содержание свободных жирных кислот в плазме крови увеличивается). В больших дозах вызывает освобождение адреналина из мозгового слоя надпочечников.

Наблюдаемые при применении кофеина центральный эффекты, влияние на гладкие и поперечнополосатые мышцы, изменение обмена веществ многие авторы связывают с накоплением циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Происходит это, по-видимому, частично в результатае угнетения фосфодиэстеразы и нарушения в связи с этим процесса распада цАМФ. Особенно сильно ингибирует кофеин фосфодиэстеразу мозга и сердца. Однако влияние на фосфодиэстеразу наблюдается только при очень высоких концентрациях кофеина, привышающих терапевтические. За последние годы накопились данный о том, что более важным компонентом действия метилксантинов (кофеина, теофиллина), очевидно, является их антагонизм с аденозином. Важно отметить, что последний наблюдается при терапевтических концентрациях метилксантинов. В пользу этой точки зрения свидетельствует и то, что метилксантины и аденозин вызывают противоположно направленные эффекты:

Направленность действия

Метилксантины

Аденозин

Центральная нервная система

Возбуждение

Угнетение

Освобождение катехоламинов

Повышается

Понижается

Частота и сила сердечных сокращений

Увеличиваются

Уменьшаются

Почечный кровоток и выделение ренина

Увеличивается

Уменьшается

Освобождение гистамина из тучных клеток

Уменьшается

Увеличивается

Липолиз в жировой ткани

Повышается

Понижается

Кроме того, было показано, что отмеченные эффекты аденозина устраняются метилксантинами. Происходит это в результате того, что метилксантины блокируют аденозиновые рецепторы, являясь конкурентными антагонистами аденозина.

Под влиянием кофеина повышается секреция желез желудка, что может быть использовано с диагностической целью. Применение кофеина при паталогии желудка (гастрит, язвенная болезнь, опухоли) помогает отдифференцировать функциональные нарушения от органических.

В небольшой степени кофеин повышает диурез, что связано с угнетением процесса реабсорбции в почечных канальцах ионов натрия и воды. Кроме того, кофеин расширяет сосуды почек и увеличивает фильтрацию в почечных клубочках. Кофеин и особенно его водорастворимые соли хорошо всасываются из кишечника (в том числе из толстого). Основная часть подвергается биотрансформации (деметилируется, окисляется). Около 10% кофеина выделяется почками в неизменном виде.

При длительном применении кофеина развивается маловыраженное привыкание. Возможно возникновение психической зависимости (теизм).

Применяют кофеин для стимуляции психической деятельности, при утомлении, мигренях, гипотензии. Он входит в состав многих комбинированных препаратов в сочетании с ненаркотическими анальгетиками (таблетки “Цитрамон”, “Пирамеин” и др.) и с алкалоидами спорыньи (таблетки “Кофетамин”).

Побочные эффекты проявляются в виде тошноты, рвоты, беспокойства, бессонницы, тахикардии, сердечных аритмий.

Кофеин противопоказан при выраженной артериальной гипертензии, атеросклерозе, нарушении сна, глаукоме.

2. Физические свойства

Гексогональные призмы (после сублимации), тонкие иглы, содержит 8.5% H2O. Выветривается на водухе. Полная дегидратация происходит при 80C, t плавл. 238C, сублимируется при 178C. Быстрая сублимация происходит при 160-165C под давлением 1 мм. рт. ст. на расстоянии 5мм. d=1.23. Kb при 19C 0.7E-14. Ka при 25C 1.0E-14. pH 1% раствора 6.9. Водные растворы солей кофеина быстро диссоциируют. Спектры поглощения: Hartley, J. Chem. Soc. 87, 1802 (1905). Один грамм растворяется в 46ml воды, 5.5ml воды при 80C, 1.5ml кипящей воды; 66ml спирта, 22ml спирта при 60C; 50ml ацетона; 5.5ml хлороформа; 530ml диэтирового эфира; 100ml бензола, 22ml кипящего бензола. Свободно растворяется в пирроле; в тетрагидрофуране, содержащем около 4% воды; растворяется в этилацетате; медленно раст. в петролейном эфире. Растворимость в воде увеличивается при добавлении бензоатов, циннаматов, цитратов или салицилатов щелочных металлов.

3. Сколько кофеина содеpжится в pазличных пpодуктах ?

По данным Амеpиканской Hациональной Ассоциации Производителей Безалкогольных Hапитков, в банке газировки (~340ml) содержится следующее количество кофеина (в миллигpаммах):

Jolt 100.0

Sugar-Free Mr. Pibb 58.8

Mountain Dew 54.0

Mello Yellow 52.8

Tab 46.8

Coca-Cola 45.6

Diet Cola 45.6

Shasta Cola 44.4

Shasta Cherry Cola 44.4

Shasta Diet Cola 44.4

Mr. Pibb 40.8

Dr. Pepper 39.6

Pepsi Cola 38.4

Aspen 36.0

Diet Pepsi 36.0

RC Cola 36.0

Diet RC 36.0

Diet Rite 36.0

Canada Dry Cola 30.0

Canada Dry Diet Cola 01.2

7 Up 0

Canada Mountain Dew 0

Для сравнения, в ~200ml чашке кофе, по данным Bunker and McWilliams in "J Am Diet" 74:28-32, 1979:

Вид кофе: Mg кофеина:

По европейски 115-175

Экспрессо 400 (100mg на 1 порцию в 1.5..2oz)

Черный 80-135

Растворимый 65-100

Черный, декофеинизированный 3-4

Растворимый, декофеинизированный 2-3

То же для чая:

Холодный 70

Черный 60

Черный, U.S. 40

Растворимый 30

Отклонения в количестве кофеина на 1 чашку кофе или чая очень велики, даже если напиток готовится одним и тем же человеком, с одинаковым оборудованием, рецептом, компонентами, день за днем.

Продукт: вес mg кофеина

Шоколад "Бейкерс", несладкий 28g 25

то же, немецкий сладкий " 8

то же, полусладкий " 13

Шоколадные чипсы "Бейкерс" 1/4 чашки/43g 13

то же, немецкие сладкие " 15

Шоколад с наполнителем 28g 15

Молоко с шоколадом ~225g 8

3 чайных ложки ("с верхом")

шоколадного порошка 8

2 сторовых ложки шоколадного сиропа 5

1 упаковка (порция) какао 5

Еще кое-что: гуарановый коктейль "Magic Power"/"Волшебная Сила" (весьма распространен в Германии), содержит: 15ml алкоголя и 5g семян гуараны (250.0 mg кофеина, предполагая 5% содержание его в семенах, как утверждается в литературе). Гуарановая капсула (500mg семян) - 25mg кофеина (Гуарана- это тpопическое растение из Бpазилии). Гуарановая газировка повсеместно распространена в Бразилии и часто продается в местных тропических лавках. Она вкусна и оказывает ударное воздействие. Гварана стимулирует с бешеной силой, но не вызывает симптомов передозировки.

Очевидно, кроме кофеина она содержит еще какие-то активные вещества, потому что "вкус" ее другой. То же самое можно сказать про мате.

Суммарные данные по содержанию кофеина:

Чашка кофе 90-150mg

Растворимый кофе 60-80mg

Чай 30-70mg

Кола 30-50mg

Шоколадка 20- 50mg

Пилюля "Stay-awake" 100mg

Таблетка"Vivarin" 200mg

Таблетка"Cold relief" 30mg

Сухой черный чай 2-3%

Сухой зеленый чай 3-4%

Жареные зерна кофе 2-2.5%

Зеленые зерна кофе 3-4%

4. Правда ли, что в чае нет кофеина ? Что такое теин, теофиллин, теобромин и т.п. ?

Кофеин иногда называют "теин" когда он находится в чае (tea). Когда-то считалось, что чай и кофе содержат различные стимулирующие вещества (что в какой-то степени верно). В кофе содержатся только следовые количества теофиллина и совсем нет теобромина, в то время как в чае эти стимуляторы присутствуют в заметных количествах.

Теин- 1,3,7-trimethylxanthine

Теофиллин- 1,3-dimethylxanthine

Теобромин - 3,7-dimethylxanthine

Кофеин и теофиллин- метилированные производные пурина, ингибирующие фосфодиэтсеразу цАМФ (циклического аденозинмонофосфата) и защищающие цАМФ от разрушения. Таким образом, стимулирующий эффект гормонов, использующих цАМФ в качестве внутриклеточного сигнала (это адреналин, гистамин и многие другие), усиливается и продлевается.

Теобромин практически неактивен как стимулятор, он действует приблизительно в 10 раз слабее кофеина. Теофиллин по сравнению с кофеином несколько более токсичен и несколько менее активен как стимулятор ЦHС, но между ними больше сходства, чем различия. Теофиллин более активен как диуретик (увеличивает мочеотделение), более токсичен и действует медленее. Теобромин содержится в какао, чае (очень немного) и орехах кола. В какао его содержится приблизительно в семь раз больше кофеина и именно он делает какао "стимулятором".

Теофиллин оказывает сильное действие на сердце и бронхи и часто используется для лечения бронхиальной астмы, эмфиземы и других легочных заболеваний.

5. Что случается при передозировке ?

Интоксикация кофеином - симптомы:

•Hедавний прием кофеина, обычно в дозе более 250mg;

•По крайней мере пять из следующих симптомов:

•беспокойство;

•нервозность;

•раздражительность;