Koffein

Koffein ist eine psychoaktive Substanz, die eine starke stimulierende Wirkung auf das zentrale Nervensystem ausübt. Es kommt natürlich in Kaffee, Tee und Schokolade vor, wird jedoch auch einigen Erfrischungsgetränken (z. B. Colas), Energydrinks und Energieshots zugesetzt. Die National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) hat festgestellt, dass etwa 89 % der Erwachsenen in den USA täglich Koffein konsumieren. Menschen nutzen oft koffeinhaltige Getränke, um Wachsamkeit und Aufmerksamkeit wiederherzustellen oder um Müdigkeit zu verringern, wenn sie sich mental erschöpft fühlen. Koffein ist auch als reines Pulver erhältlich und findet sich in einigen Nahrungsergänzungsmitteln, die behaupten, Gewichtsverlust zu verursachen oder die Energie zu steigern (z. B. Pre-Workouts). Darüber hinaus ist Koffein in einigen rezeptfreien Medikamenten zur Schmerzlinderung enthalten und in verschreibungspflichtigen Medikamenten, die zur Behandlung von Atemproblemen bei Frühgeborenen eingesetzt werden. Nach der Einnahme wirkt Koffein schnell auf das zentrale Nervensystem und löst mehrere kurzzeitig anhaltende Effekte aus, darunter eine Erhöhung der Herzfrequenz, des Blutdrucks und der Urinausscheidung. Bei regelmäßigem täglichen Gebrauch werden diese Symptome von Koffein jedoch typischerweise weniger ausgeprägt.

Hauptvorteile: Caffeine stellt Wachsamkeit und Wachheit wieder her und reduziert Schläfrigkeit während mentaler Ermüdung.\[1\]\[2\]\[3\] Es verbessert auch mehrere Aspekte der kognitiven Funktion — Genauigkeit, logisches Denken, Gedächtnis, Reaktionszeit, Aufmerksamkeit usw. — während kognitiv und/oder physisch anspruchsvoller Aufgaben.\[4\]\[1\]\[2\]\[3\] Darüber hinaus kann Koffein einige Aspekte der kognitiven Funktion verbessern, die durch akuten Schlafentzug beeinträchtigt wurden.\[2\]\[3\] Koffein kann auch bei der Schmerzlinderung helfen. Zum Beispiel gibt es bei der Zugabe von Koffein zu Analgetika (schmerzlindernden) Medikamenten wie Paracetamol (auch bekannt als Acetaminophen) oder Ibuprofen eine kleine, aber klinisch bedeutsame Verbesserung der Schmerzen.\[5\]\[6\] In Krankenhäusern wird Koffein (typischerweise Koffeinzitrat) zur Behandlung von Apnoe (vorübergehende Atemstillstände) bei Frühgeborenen verwendet, jedoch sind sowohl die optimale Dosierungsstrategie als auch die Auswirkungen von Koffein auf das Überleben und die nachfolgende neurokognitive Entwicklung unklar.\[7\] Außerdem kann Koffein bei Menschen mit Asthma eine kleine begünstigende Wirkung auf einige Aspekte der Atemfunktion (forciertes exspiratorisches Volumen in der ersten Sekunde, FEV1, und mittlere Exspirationsflussrate) haben, und zwar bis zu vier Stunden.\[8\] Diese Wirkung hat jedoch auch Auswirkungen auf die Asthma-Diagnostik, da eine vorherige Koffeinaufnahme die Genauigkeit von Lungenfunktionstests verringern kann.\[8\] Koffein kann die Fettoxidationsraten des gesamten Körpers sowohl im Ruhezustand als auch während des Trainings erhöhen,\[9\]\[10\] und den täglichen Energieverbrauch steigern,\[11\]\[12\] aber diese Effekte sind vernachlässigbar — etwa 400 Kilojoule oder 100 Kilokalorien pro Tag. Der Einfluss von Koffein auf die Regulierung des Appetits und die Energieaufnahme ist weniger klar und variiert je nach Faktoren wie Timing und Dosis.\[12\]\[13\] Folglich ist die Rolle von Koffein bei Gewichtsverlust und/oder Gewichtskontrolle unklar. Trotz einer Meta-Analyse, die zu dem Schluss kommt, dass Koffein Gewichtsreduktionen, BMI und Körperfett fördern kann,\[14\] ist seine Nützlichkeit begrenzt, da die eingeschlossenen Studien energiereduzierende Diäten und/oder Ephedrin, ein starkes Stimulans, das Gewichtsverlust verursacht, verwendeten. Koffein wird in der Sportwelt weit verbreitet eingesetzt, da es sowohl die aerobe als auch die anaerobe Leistung bei trainierten und untrainierten Personen verbessern kann.\[15\] Zum Beispiel hat es, wenn es vor oder während des Trainings eingenommen wird, kleine bis mäßige Effekte auf die Reduzierung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE)\[16\]\[17\] und verbessert die aerobe Ausdauer, anaerobe Kraft, Sprintgeschwindigkeit, Muskel-Ausdauer, Muskelstärke, Muskelkraft (Sprunghöhe) und Agilität.\[15\]\[18\]\[19\] Diese Effekte zeigen sich in einer Reihe von Sportarten (Laufen, Radfahren, Schwimmen usw.), einschließlich sportlicher Teamdisziplinen (z. B. Basketball, Fußball usw.).\[15\]\[20\]\[21\] Darüber hinaus kann Koffein, wenn es vor und/oder während des Trainings eingenommen wird, auch kognitive Funktionen wie Aufmerksamkeit, Reaktionszeit, Gedächtnis und Müdigkeitsgefühl verbessern.\[1\] Ein Nachteil ist die überwiegende Anzahl an Studien, die nur junge männliche Teilnehmer einbezogen.\[18\]\[15\] Einige Meta-Analysen finden ähnliche Leistungsgewinne bei Frauen wie bei Männern,\[22\]\[23\]\[24\] jedoch sind mehr randomisierte kontrollierte Studien bei Frauen erforderlich, um die Generalisierung der Ernährungsempfehlungen für Sporternährung bezüglich Koffein zu belegen.\[15\]\[25\]

Hauptnachteile. :Koffein ist für die meisten Menschen in den empfohlenen Mengen (bis zu 400 mg pro Tag bei einem gesunden Erwachsenen oder bis zu 200 mg in einer Einzelgabe – siehe Abschnitt zur Dosierung) allgemein sicher. Darüber hinaus sind koffeinhaltige Getränke wie Tee und Kaffee gesellschaftlich akzeptabel und weit verbreitet. Allerdings hat Koffein mehrere Nebenwirkungen und Nachteile. Die Nebenwirkungen von Koffein umfassen einen kurzfristigen Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks, Herzklopfen, Kopfschmerzen, erhöhten Urinfluss, Nervosität, gastrointestinale Probleme usw. Koffein kann auch die Herzfrequenz während und nach dem Training erhöhen. Einige dieser Nebenwirkungen, insbesondere die, die mit Herzfrequenz, Blutdruck und Urinproduktion zusammenhängen, können mit regelmäßiger Anwendung aufgrund einer erhöhten Toleranz nachlassen. Weil Koffein eine milde Abhängigkeit hervorrufen kann, erleben manche Menschen auch Entzugserscheinungen – Kopfschmerzen, Schläfrigkeit und Reizbarkeit – wenn sie nach regelmäßiger täglicher Einnahme aufhören, Koffein zu konsumieren. Ein wesentlicher Nachteil ist, dass Koffein die Schlafqualität beeinträchtigt und die Schlafdauer reduzieren kann. Eine aktuelle Metaanalyse hat ergeben, dass Kaffee mindestens 9 Stunden vor dem Schlafengehen konsumiert werden sollte, um schädliche Auswirkungen auf den anschließenden Schlaf zu vermeiden, und dass ein koffeinhaltiges Pre-Workout-Ergänzungsmittel mindestens 13 Stunden vor dem Schlafengehen eingenommen werden sollte. Leider gab es mehrere Fallberichte über Koffein-Toxizität und koffeeinbedingte Todesfälle. Angesichts der hohen globalen Prävalenz des Koffeinkonsums sind diese Fälle jedoch selten. Solche Fälle treten in der Regel auch bei außergewöhnlich hohen Koffein-Mengen auf (normalerweise unbeabsichtigt, manchmal absichtlich) oder bei Koffeinaufnahme in Kombination mit anderen Drogen und Alkohol. Einige Fälle von Toxizität und Tod betreffen Energydrinks – Getränke, die bis zu 300 mg Koffein plus andere Stimulanzien wie Taurin enthalten, zusätzlich zu B-Vitaminen und Zucker. Auf Bevölkerungsebene ist es unwahrscheinlich, dass Energydrinks Schaden anrichten, da die Prävalenz des Konsums niedrig ist. In bestimmten Gruppen (Kinder, Jugendliche, Menschen mit bestehenden Herzkrankheiten) können jedoch Gesundheitsrisiken auftreten, wenn Menschen die empfohlenen täglichen Koffeinlimits deutlich überschreiten, indem sie Energydrinks zusammen mit anderen koffeinhaltigen Lebensmitteln und Getränken konsumieren. Einige epidemiologische Studien haben eine Beziehung zwischen einem hohen täglichen Koffeinkonsum (z.B. mehr als 4 bis 6 Tassen Kaffee pro Tag) und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen festgestellt. Die Evidenz aus mendelschen Randomisierungsstudien und Metaanalysen epidemiologischer Studien zeigt jedoch, dass Koffein (oder Kaffee) die Gefahr für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, einschließlich koronarer Herzkrankheit, Schlaganfall, Herzinsuffizienz und Mortalität aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, nicht erhöht und dass ein moderater Konsum sogar schützend sein könnte. Einige Studien zeigen auch eine Beziehung zwischen Koffeinkonsum während der Schwangerschaft und schlechteren Gesundheitsfolgen für Mutter und Kind nach der Geburt; jedoch ist die Gesamtheit der Beweise widersprüchlich. Darüber hinaus ist unklar, ob eine Verringerung des Koffeinkonsums während der Schwangerschaft Auswirkungen auf die Schwangerschaftsergebnisse, einschließlich der Gesundheit des Säuglings und des Geburtsgewichts, hat. Einige Behörden empfehlen jedoch, dass schwangere Frauen ihren Koffeinkonsum auf 200 Milligramm pro Tag (entspricht 1–2 Tassen Kaffee pro Tag oder weniger) beschränken.

Die Mechanismen, durch die Koffein wirkt, sind nicht vollständig verstanden, aber die vorgeschlagenen Mechanismen wirken wahrscheinlich gemeinsam. Die primäre Wirkung von Koffein erfolgt im zentralen Nervensystem, wo es verhindert, dass Adenosin an seinen Rezeptor bindet. Dies beeinflusst die Sekretion mehrerer Neurotransmitter — Norepinephrin, Dopamin, Acetylcholin, Serotonin, GABA usw. — die an Wachsamkeit, Stimmung, Motivation, Gedächtnis und Schmerzempfindung beteiligt sind. Zum Beispiel verringert Adenosin, das während des Trainings freigesetzt wird, die Sekretion von Dopamin, einem Neurotransmitter, der Stimmung und Motivation erhöht. Wenn Koffein vor oder während des Trainings eingenommen wird, ermöglicht es, dass die Dopaminsekretion weiterhin stattfindet, was möglicherweise dazu beiträgt, Stimmung und Motivation aufrechtzuerhalten, um hart zu arbeiten. Dies, kombiniert mit einer geringeren Schmerzempfindung durch das Fehlen von Adenosin-Signalisierung, könnte teilweise die leistungssteigernden Effekte von Koffein im Sport erklären. Koffein spielt auch eine Rolle beim zellulären Calciumtransport, der die Sekretion von Neurotransmittern in Neuronen und die kontraktile Kraft in Muskelzellen reguliert. Koffein kann einen direkten Effekt auf den Calciumtransport in Muskelzellen haben und könnte daher einen direkten Einfluss auf die kontraktile Kraft der Muskeln ausüben, was eine zusätzliche Erklärung für seine leistungssteigernden Effekte bietet. Koffein kann auch eine Gruppe von Enzymen namens zyklische Nukleotidphosphodiesterasen (PDEs) hemmen, wodurch der Abbau von zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP) verhindert wird. Dies ist wichtig, da cAMP die Freisetzung von Neurotransmittern wie Dopamin, Epinephrin und Norepinephrin stimuliert, die Aspekte der kognitiven Funktion wie Wachsamkeit, Stimmung, Motivation und Gedächtnis regulieren. Dieser Mechanismus erfordert jedoch weitere Forschung und könnte nur in Anwesenheit hoher Koffeinkonzentrationen auftreten, d. h. nach hohen Koffeindosen.

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