Einführung
In diesem Beitrag wird der Stoffwechsel und die Ausscheidung von Koffein im menschlichen Körper erörtert. Koffein ist ein Bestandteil von Kaffee, Kakaobohnen, Tee usw. und wird als Stimulans verwendet, das das zentrale Nervensystem beeinflusst. Koffein wird aus einer Pflanze gewonnen, die Alkaloid genannt wird, und wird in seiner reinsten Form konsumiert. Seine chemische Formel ist 1, 3, 7 – Trimethylxanthin und seine Struktur ist C8 H10 N4 O2 und sein Molekulargewicht ist 194,19. Es gehört zu der Familie der Methylxanthine. Es hat physiologische und pharmakologische Auswirkungen auf die verschiedenen menschlichen Systeme wie erhöhte Herzfrequenz, Atmung, Nierentätigkeit und körperliche Leistungsfähigkeit. Es hinterlässt einen tiefen Einfluss auf Gedächtnis, Kognition, Stimmung und Wachsamkeit.
Absorption und Verteilung von Koffein
Innerhalb von 45 Minuten nach der Einnahme sind 99 % des Koffeins im menschlichen Organismus aufgenommen. Tee, Schokolade, Kaffee oder Erfrischungsgetränke wie Cola, Pepsi usw. enthalten Koffein, und wenn Koffein in dieser Form eingenommen wird, findet eine Verschmelzung im gesamten Magen-Darm-Trakt statt, und dann wird es in den Wassergehalt jeder Zelle des Körpers aufgenommen. Eine weitere Möglichkeit, die vollständige und schnelle Aufnahme von Koffein zu gewährleisten, ist die Aufnahme über die Mundschleimhaut und das Kauen von koffeinhaltigen Kaugummis und anderen Präparaten. Durch diese Methoden zur schnellen Aufnahme von Koffein sollen die Plasmazellen innerhalb von 15 bis 120 Minuten eine maximale Koffeinkonzentration aufweisen. Die Wirkung tritt sehr schnell ein, wenn das Koffein auf leeren Magen eingenommen wird, und die Absorption wird durch das Vorhandensein von Nahrungsmitteln, insbesondere Ballaststoffen, im Magen verlangsamt.
Da Koffein den Magen-Darm-Trakt passiert, gibt es keinen hepatischen First-Pass, so dass es im System verbleibt. Es verbindet sich mit den Plasmaproteinen, ist also von Natur aus hydrophil und wird aufgrund dieser Eigenschaft vollständig vom Körper aufgenommen. Obwohl es lipophil ist, kann es durch die Zellmembranen in die Zelle eindringen, und aufgrund dieser Eigenschaft kann es die Blut-Hirn-Schranke passieren. Es befindet sich in den Zellen, wo alle physiologischen Wirkungen von Koffein auftreten.
Metabolismus und Ausscheidung von Koffein
Der Stoffwechsel von Koffein findet in den Nieren statt, und der Prozess wird durch die mikrosomalen Enzymsysteme katalysiert. Die Produktion von Paraxanthin und seine Ausscheidung über den Urin ist der Hauptweg des Koffeinstoffwechsels. Dimethylxanthin, Di- und Tri-Methylallantoin, Uracil-Derivate und Harnsäure werden nach der Verstoffwechselung des Koffeins gebildet.
Der erste Schritt des Koffeinstoffwechsels beinhaltet den Abbau von 3-Ethyl-Demethylierung zu Paraxanthin, und 70 bis 80 % des Koffeins werden durch Cytochrom P4501A2 in Paraxanthin, Theophyllin und Theobromin umgewandelt. Unmittelbar nach dem Konsum von Koffein steigt die Paraxanthin- und Koffeinkonzentration im Körper innerhalb von 8 bis 9 Stunden an und hinterlässt winzige toxikologische Spuren im Blut. Bei geringer Zufuhr von Koffein bleiben diese Werte auf einem vernachlässigbaren Niveau, aber bei regelmäßigem Konsum steigt die Paraxanthinkonzentration in den Zellen an. Die plötzliche Beendigung des Koffeinkonsums führt zu einem Rückgang des Paraxanthinspiegels und zu Entzugserscheinungen. Paraxanthin wird langsam über den Urin, der im Nierensystem gebildet wird, ausgeschieden. Die Ausscheidung von Koffein erfolgt zwischen 1,5 und 9,5 Stunden. Diese Schwankung in der Ausscheidungsgeschwindigkeit kann auf individuelle, physiologische und umweltbedingte Merkmale wie Schwangerschaft, Übergewicht, Haltung, Rauchen, Verwendung oraler Verhütungsmittel usw. zurückzuführen sein. Die Gesamtausscheidung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 0,078 l/h/kg.
Zusammenfassung
Koffein wird nach der Einnahme absolut und schnell vom Körper aufgenommen. Aufgrund seiner hydrophilen und lipophilen Eigenschaften verteilt es sich rasch über die Membranen, auch im Gehirn. Physiologisch hat es eine stimulierende Wirkung auf das System. Regelmäßiger Koffeinkonsum führt zu einer Anhäufung von Paraxanthin in den Zellen und verursacht Toleranz und Entzugserscheinungen. Die Geschwindigkeit, mit der Koffein aus dem Körper entfernt wird, hängt von physiologischen und umweltbedingten Aspekten wie Rauchen, Schwangerschaft, oraler Empfängnisverhütung usw. ab.