Kofeiini

Wikipedia
Ohjattu sivulta Teiini
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kofeiini
Caffeine-3D-QuteMol.png Kofeiinimolekyyli
Tunnisteet
CAS-numero 58-08-2
IUPAC-nimi 1,3,7-trimetyyli-1H-puriini-2,6(3H,7H)-dioni
SMILES O=C1C2=C(N=CN2C)N(C(=O)N1C)C
Ominaisuudet
Kemiallinen kaava C8H10N4O2
Moolimassa 194,19 g/mol
Tiheys 1,23 g/cm³
Sulamispiste 238 °C[1]
Kiehumispiste 178 °C (sublimoituu)
Liukoisuus 2,17 g/100 ml

Kofeiini (1,3,7-trimetyyliksantiini) on piristävä alkaloidi ja sitä esiintyy yli 60 kasvin lehdissä, siemenissä tai hedelmissä. Kofeiinia on etenkin kahvipavuissa. Robusta-lajikkeessa kofeiinia on yli kaksi kertaa enemmän kuin arabicakahvissa[2]. Kofeiinia on myös teepensaan lehdissä, vaikka teen yhteydessä puhutaan kofeiinin sijaan joskus teiinista ja toisaalta erilaisesta teaniinista. Kaakao sisältää kofeiinia muistuttavaa teobromiinia.

Kofeiini on maailman laajimmin käytetty keskushermostoa ja aineenvaihduntaa kiihottava piriste. Kahvinkulutuksen määrä Suomessa on maailman huippuluokkaa, joten keskivertosuomalainen käyttää myös suuria määriä kofeiinia.[3] Kofeiini eristettiin ensimmäisen kerran kahvista vuonna 1820. Lisäksi suomalaisten suosimassa vaaleapaahtoisessa kahvissa on hiukan enemmän kofeiinia kuin tummapaahtoisessa[4].

Sisällysluettelo

Kemialliset ominaisuudet [muokkaa]

Kofeiini (C8H10N4O2) kuuluu puriinialkaloideihin. Perusmuodossaan kofeiini on valkoista, kiteistä ainetta. Sen sulamislämpötila on 238 °C, tiheys 1,23 g/cm³, liukoisuus veteen 2,17 g/100 ml ja CAS-numero 58-08-2. LD50-annos rotalla: 192 mg/kg.[5] Sitä ei saa kuljettaa elintarvikkeiden eikä eläinravinnon kanssa. Kofeiinin palaessa muodostuu myrkyllisiä typen oksideja.

Vaikutukset ja metabolia [muokkaa]

Elimistössä oleva kofeiini estää adenosiinireseptoreiden toimintaa. Tämä aiheuttaa väsymyksen tunteen vähenemistä ja saattaa aiheuttaa myös nukahtamisvaikeuksia[6]. Kofeiini heikentää myös verenkiertoa koko kehossa ja heikentää insuliiniherkkyyttä. Vaikutus perustuu kahteen tekijään. Adenosiini on tärkeimipiä verisuonia laajentavia välittäjäaineita, adrenaliini ja noradrenaliini taas supistavat verisuonistoa[7]. [8]. Muiden metyyliksantiinien tapaan myös kofeiini on epäselektiivinen fosfodiesteraasin estäjä.[9]

Kofeiinin puoliintumisaika elimistössä riippuu ihmisen aineenvaihdunnasta. Puoliintumisaika on terveillä aikuisilla yleensä 5–11 tuntia[10][11]. Osa kofeiinista muuntuu elimistössä teobromiiniksi, jolla on niin ikään piristävää vaikutusta. Myös kofeiinin pääasiallisen aineenvaihduntatuotteen, paraksantiinin vaikutukset ovat hyvin samankaltaisia, kuin kofeiinilla.[12]. Kofeiinin on todettu kertyvän elimistöön, mutta kertymismekanismia ei ole selvitetty.[13]. Todennäköisin mekanismi kofeiinin kertymiselle on, että kofeiinin farmakodynamiikka vaikuttaa sen aineevaihduntatuotteiden farmakokinetiikkaan muuttamalla munuaisfunktiota virtsahappojen käsittelyn suhteen. Päivittäiskäyttäjällä on kofeiinia veressä ympäri vuorokauden, joka heikentää verenkiertoa estämällä adenosiinia ja tehostamalla katekolamiinien toimintaa. Munuaisten verenkierron heikkeneminen heikentää munuaisten kykyä erittää virtsahappoja verestä virtsaan.[14]. [15]. Kofeiini alentaa veren virtsahappopitoisuutta lähes suorassa suhteessa nautittuun määrään nähden.[16]. Ilmeisesti kofeiini sitoo virtsahappomuotoiset aineenvaihduntatuotteensa kudoksiin kohottamalla kehon happamuutta, jolloin hapot alkavat kiteytyä sellaisiin kudoksiin, joissa nesteiden kierto on vähäistä kuten luustoon, sidekudokseen ja rasvaan.[17].Kofeiinin tiedetään aiheuttavan osteoporoosia.[18] Kofeiinin on havaittu kertyvän aivoihin kolminkertaisina pitoisuuksina veren pitoisuuteen nähden.[19]

Kofeiini muuttuu maksassa seuraaviksi metaboliiteiksi:

  1. paraksantiini (84 %)
  2. teobromiini (12 %)
  3. teofylliini (4 %)

Saanti [muokkaa]

Kofeiinia saadaan useimmiten kahvipensaan pavuista tai teepensaan lehdistä uutetusta juomasta. Suomalaiset juovat kahvia keskimäärin noin 4,5 dl päivässä[20]. Myös suositut kola- ja energiajuomat sisältävät kofeiinia. Apteekeissa myydään kofeiinitabletteja.

Seuraavat tuotteet sisältävät saman määrän (noin 100 mg) kofeiinia[20]:

  • 0,3 dl espressoa
  • 1,25 dl suodatinkahvia
  • 1,25 dl cappuccinoa
  • 2,5 dl mustaa teetä
  • 3 dl lattea
  • 3 dl energiajuomaa
  • 6,25 dl vihreää teetä
  • 1 litra kolajuomaa
  • yksi kofeiinitabletti

Kraft Foodsin mukaan kupillinen (1,25 dl) kofeiinitonta kahvia sisältää noin 10 mg kofeiinia[21]. Kofeiinittoman kahvin kofeiinipitoisuudesta on kuitenkin useita tutkimustuloksia joissa sen määrä vaihtelee erittäin paljon riippuen tuotteesta. Kofeiinin poistaminen kahvista on yleensä ottaen konstikasta, sillä sen suodattaminen pois on hankalaa ilman että mukana katoaa myös aromeja ja muita ainesosia.

Kaakaotuotteet sisältävät kofeiinin kaltaista kemiallista ainetta nimeltä teobromiini.

Kofeiini vaikuttaa eläimiin voimakkaasti. Kuvassa alempana olevan verkon on rakentanut kofeiinia saanut hämähäkki, ylemmän on rakentanut yksilö, joka ei ole saanut kofeiinia.

Vaikutukset ja riskit [muokkaa]

Kofeiini on piriste, joka vaikuttaa keskushermoston toimintaa kiihdyttävästi. Kofeiini vaimentaa väsymyksen tunnetta ja lisää vireyttä sekä valppautta. Kofeiinin piristävä vaikutus on hyvin yksilöllistä ja se kestää muutamasta tunnista jopa kymmeniin tunteihin kofeiinin määrästä ja henkilön aineenvaihdunnasta riippuen[22]. Piristävän vaikutuksensa vuoksi kofeiini voi aiheuttaa unihäiriöitä.

Kofeiini saattaa aiheuttaa jo pieninä annoksina sydämentykytystä ja vapinaa kofeiiniherkille ihmisille, raskaana oleville naisille ja lapsille. Euroopan Unionin elintarvikealan tiedekomitea suositteleekin kofeiinin kulutuksen vähentämistä raskauden aikana.[22] Yhdessä epidemiologisessa tutkimuksessa jo 200 mg kofeiinia eli 2,5 desilitraa kahvia päivässä kaksinkertaisti keskenmenoriskin raskaana olevilla naisilla.[23] Eläinkokeet eivät kuitenkaan ole vahvistaneet kofeiinin riskejä raskaana olevilla ja epidemiologisten tutkimusten tulokset ovat kokonaisuutena ristiriitaisia.[24]

Kofeiinin käytöllä voi olla lukuisia muitakin haittavaikutuksia. Kahvi saattaa aiheuttaa sydämen tykytystä ja vapinaa [22] Myös vatsavaivat ja monenlaiset ruoansulatusvaivat ovat mahdollisia[25]. Psyykkisiä haittoja ovat muun muassa masennus, ahdistus, paniikkioireet ja paniikkihäiriö. Lapsille päivittäinen käyttö voi aiheuttaa levottomuutta ja hermostuneisuutta [26] Kofeiini kiihdyttää myös hikoilua, sydämen lyöntitiheyttä ja virtsaamista. Kofeiinipitoisten juomien ei kuitenkaan ole todettu aiheuttavan nestevajausta kohtuullisilla annoksilla. [27][28]

Kofeiini lisää kuivasilmäisyysoireita, jo kaksi kupillista päivässä on liikaa kuivasilmäisyydestä kärsivillelähde?.

Kertymisen ansiosta kofeiini saattaa aiheuttaa farmakodynaamisia vaikutuksia, jotka ylittävät aivojen toleranssimekanismit.[29]

Eläinkokeissa kofeiinin on havaittu tuhoavan hippokampuksen soluja ja estävän uusien solujen syntymistä rotilla. Rottien muisti ja oppiminen häiriintyivät kofeiinin vaikutuksesta tutkimuksissa.[30]

Koska kofeiini toimii diureettina, eli sillä on nestettä poistava vaikutus, voi sen käytöstä seurata kaliumin puutetta. Kaliumin puutteen oireita ovat mm. lihasheikkous ja rytmihäiriöt. [31]. Diureettien käytön yhteydessä määrätään yleensä myös kaliumia, ehkäisyyn 1–2 g/vrk ja hoitoon 2–4 g/vrk. [32]

Riippuvuus ja vieroitusoireet [muokkaa]

Säännöllinen kahvin käyttö ja kofeiiniriippuvuus ovat modernissa yhteiskunnassa erittäin yleisiä. Kofeiiniriippuvuus syntyy usein jo kolmen vuorokauden säännöllisessä käytössä, jolloin myös sietokyky kasvaa. Kuitenkaan suurin osa kahvinjuojista ei tiedosta vieroitusoireita eikä kahvia yleensä juoda vieroitusoireiden helpottamiseksi vaan piristyksen ja makunautinnon takia.

Päänsärky on yleisin kofeiinin vieroitusoire. Väsymys ja tokkuraisuus ovat seuraavaksi yleisimmät vieroitusoireet. Muita vieroitusoireita ovat keskittymiskyvyn ja motivaation puute, ärtyneisyys, flunssan kaltaiset tuntemukset, pahoinvointi, oksentelu ja ahdistuneisuus. Joskus harvoin esiintyy myös masentuneisuutta[33]. Kofeiinivieroitus saattaa aiheuttaa myös tarkkaavaisuuden laskua, ajatustoimintojen vaikeutumista ja aloitekyvyn puutetta sekä lihaskipuja ja -jäykkyyttä[34].

Vieroitusoireiden riski ja voimakkuus ovat yleensä sitä suuremmat, mitä suuremmasta kofeiiniannoksesta vieroittaudutaan. Vieroitusoireet menevät ohi tavallisesti 2–9 vuorokauden kuluessa.[34]

Sietokyvyn kasvaminen ja sitä kautta riippuvuuden syntyminen riippuu yksilökohtaisista eroista ja iästä. Lapselle tai nuorelle riippuvuus saattaa syntyä jo 50 mg:n päiväannoksella.[35]

Lainsäädäntö [muokkaa]

Kofeiinia sisältävän kahvin tai muiden kofeiinipitoisten valmisteiden (kolajuomat, tee) myyntiä ei rajoiteta. Kofeiinitabletteja myydään apteekissa reseptittä. Viime vuosina toiset elintarvikemyymälät ovat alkaneet rajoittaa energiajuomien myyntiä alle 15-vuotiaille.

Kauppa- ja teollisuusministeriön asetuksen mukaan juoman, jonka kofeiinipitoisuus on yli 150 mg/l, pakkausmerkintöihin on lisättävä maininta "Korkea kofeiinipitoisuus" ja ilmoitettava kofeiinipitoisuus milligrammoina 100 millilitraa kohti. Merkintää ei vaadita sellaisiin kahvi- tai teepohjaisiin juomiin eikä kahvi- tai teeuutteesta valmistettuihin juomiin, joiden nimessä on sana ”kahvi" tai ”tee”.[36]

Lisäksi elintarvikevirasto katsoo, että pakkausmerkintäasetukseen nojautuen tällaisten juomien pakkaukseen on merkittävä:

Varoitus: ei suositella lapsille, raskaana oleville henkilöille tai kofeiiniherkille henkilöille

Sekä käyttösuositus, jossa ilmoitetaan vuorokautinen käyttömäärä tai varoitetaan liiallisen kofeiinin haittavaikutuksista.

Kofeiini poistettiin 1. tammikuuta 2004 WADA:n kiellettyjen dopingaineiden listalta.

Päihteet farmakologisen luokituksen mukaan järjestettynä
Depressantit Stimulantit Hallusinogeenit Antipsykootit
Narkootit: oopiumi, opioidit Hypnootit: barbituraatit, etanoli Sedatiivit: bentsodiatsepiinit, diatsepaami, GHB, GBL Metyyliksantiinit: kofeiini Psykomotoriset amiinit: MDPV, amfetamiini, kokaiini Psykedeelit Dissosiatiivit: dekstrometorfaani, fensyklidiini, ketamiini Tyypilliset: Epätyypilliset: ketiapiini
Serotonergiset: Psilosybiinisienet, DMT Serotoniini- ja dopaminergiset: LSD, päivänsini
Empatogeenit, psykedeeliset stimulanttiamiinit: MDMA, MDA, 2C-amfetamiinit
punakärpässieni
Deliriantit: syklitsiini, meklotsiini, hulluruoho, hullukaali, BZ
Kannabinoidit: THC, JWH-018
kannabis


Lähteet [muokkaa]

  1. ↑ International Chemical Safety Cards: Caffeine NIOSH. Viitattu 27.1.2009. (englanniksi)
  2. ↑ Kahvi.net. Kaikki kahvista.
  3. ↑ http://www.nationmaster.com/graph/foo_cof_con-food-coffee-consumption
  4. ↑ Kahvi.net. Kaikki kahvista.
  5. ↑ J. T. Baker: Material safety data sheet Viitattu 15.§.1009. (englanniksi)
  6. ↑ Alanko Lauri 2005: Adenosine during prolonged wakefulness in the rat brain. Väitöskirja. Helsingin yliopiston lääketieteellinen tiedekunta.
  7. ↑ [1]The effect of caffeine on peripheral vascular resistance in isolated perfused guinea pig hind limbs.Brodmann et al 2003
  8. ↑ [2] Caffeine can decrease insulin sensitivity in humans. Keijzers et al 2002
  9. ↑ Perttu Laakso: Kofeiinin vaikutus lyhytkestoiseen- ja maksimivoimaa vaativaan urheilusuoritukseen (PDF) Kesä 2006. Viitattu 28.04.2012.
  10. ↑ Meyer, F. P. ym.: Time course of inhibition of caffeine elimination in response to the oral depot contraceptive agent Deposiston. Hormonal contraceptives and caffeine elimination. Zentralbl Gynakol, 1991, 113. vsk, nro 6. (englanniksi)
  11. ↑ Ortweiler, W. ym.: Determination of caffeine and metamizole elimination in pregnancy and after delivery as an in vivo method for characterization of various cytochrome p-450 dependent biotransformation reactions. Biomed Biochim Acta., 1985, 44. vsk, nro 7–8. (englanniksi)
  12. ↑ [3] Sympathomimetic effects of paraxanthine and caffeine in humans. Benowitz et al 1995
  13. ↑ [4]
  14. ↑ [5] High level of adrenal catecholamines in hypertensive subjects with impaired renal function. Yoshikawa et al 1986
  15. ↑ [6] Medscape Reference; Uric Acid Nephropathy Mark T Fahlen, MD.
  16. ↑ [7]Coffee, tea, and caffeine consumption and serum uric acid level: the third national health and nutrition examination survey. Choy & Curham 2007.
  17. ↑ [8] Histopathology Interphalangeal joint of toe. Opetusvideo virtsahappojen kertymisestä.
  18. ↑ [9] Direct effects of caffeine on osteoblastic cells metabolism: the possible causal effect of caffeine on the formation of osteoporosis. Tsuang et al 2006
  19. ↑ [10] Accumulation of theophylline, theobromine and paraxanthine in the fetal rat brain following a single oral dose of caffeine., Wilkonson & Pollard 1993
  20. ↑ a b Kahvi.net
  21. ↑ Kraft Foods Finland 2011
  22. ↑ a b c Elintarviketurvallisuusvirasto Evira. Kofeiinia sisältävien elintarvikkeiden varoitus- ja käyttöohjemerkinnät. http://www.evira.fi/portal/fi/elintarvikkeet/valmistus_ja_myynti/pakkausmerkinnat_/varoitusmerkinnat_ja_kayttoohjeet/kofeiinia_sisaltavien_elintarvikkeiden_varoitus-_ja_kayttoohjemerkinnat/
  23. ↑ Pienikin määrä kofeiinia lisää keskenmenoja. Tiede-lehti 21.1.2008
  24. ↑ Brent RL, Christian MS, Diener RM. Evaluation of the reproductive and developmental risks of caffeine. Birth Defects Res B Dev Reprod Toxicol. 2011 Apr;92(2):152-87. doi: 10.1002/bdrb.20288. Epub 2011 Mar 2.
  25. ↑ Antti Aro 2008: Kahvi, tee ja kaakao terveysjuomina. Duodecim terveyskirjasto. http://www.terveyskirjasto.fi/terveyskirjasto/tk.koti?p_artikkeli=skr00051&p_haku=kahvi%20tee%20ja%20kaakao%20terveysjuomina
  26. ↑ EU elintarvikealan tiedekomitea, 1999
  27. ↑ Maughan RJ, Griffin J (December 2003). "Caffeine ingestion and fluid balance: a review". J Hum Nutr Diet 16 (6): 411–20. doi:10.1046/j.1365-277X.2003.00477.x. PMID 19774754. 
  28. ↑ O'connor, Anahad. "Really? The claim: caffeine causes dehydration", The New York Times, 2008-03-04. Luettu 2009-08-03. 
  29. ↑ [11]
  30. ↑ [12]
  31. ↑ Excessive Cola Consumption Can Lead To Super-Sized Muscle Problems, Warn Doctors
  32. ↑ Tohtori.fi » Hyvinvointiklinikat » Ravintolisät » Kivennäis- ja hivenaineet » Kalium
  33. ↑ Ralph E. Tarter, Robert T. Ammerman & Peggy J. Ott, Neurobehavioral pharmacology. Handbook of Substance Abuse Google-booksissa
  34. ↑ a b Juliano L. M., Griffiths R. R. A critical review of caffeine withdrawal: empirical validation of symptoms and signs, incidence, severity, and associated features. Psychopharmacology. 2004 Oct;176(1):1–29
  35. ↑ Evira.fi
  36. ↑ Kofeiinia sisältävien elintarvikkeiden varoitus- ja käyttöohjemerkinnät Evira.fi

Aiheesta muualla [muokkaa]


Haettu osoitteesta http://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kofeiini&oldid=13251101