Koffein ist die pharmakologisch aktive Substanz, die weltweit am häufigsten konsumiert wird. Koffein findet sich in mehr als 100 Pflanzenarten, wenn auch oft nur in geringen Mengen. Das Alkaloid dient dort als Schutz vor Fressfeinden und Parasiten.

Koffein ist ein Purin-Alkaloid und daher nahe verwandt mit Theophyllin (im Tee) und Theobromin (im Kakao). Die höchsten Gehalte unter den Genussmittellieferanten weisen der Teestrauch, der Kaffeestrauch, die südamerikanische Schlingpflanze Guaran), die Kola-Nuss sowie der Mate-Strauch auf. Auch Kakao enthält neben Theobromin noch geringe Mengen Koffein.

durchschnittlicher Koffeingehalt

Getränk/Lebensmittel	in mg
1 Tasse Kaffee (150 ml)	50-100
1 Tasse Kaffee (entkoffeiniert, 150 ml)	3
1 Tasse Espresso (50 ml)	50-150
1 Tasse Instant-Kaffee (150 ml)	15-90
1 Tasse Tee (150 ml)	20-60
1 Tasse Kakao (150 ml)	2-8
Vollmilchschokolade (100 g)	ca. 20
Halbbitterschokolade (100 g)	ca. 75
Cola (330 ml)	32-60
Energy Drinks (250 ml)	80

Pharmakokinetik von Koffein

Koffein wird innerhalb von 45 Minuten über den Magen-Darm-Trakt resorbiert. Die höchsten Koffeinkonzentrationen im Plasma sind 15 bis 120 Minuten nach der Einnahme erreicht, wobei 5 bis 8 mg Koffein pro Kilogramm Körpergewicht einen Plasmaspiegel von 8 bis 10 mg/l ergeben. Die Blut-Hirn-Schranke passiert es fast ungehindert.
Die Halbwertszeit des Koffeins im Plasma hängt stark vom Alter ab. Bei Jugendlichen und Erwachsenen beträgt sie 2,5 bis 5 Stunden, bei Säuglingen und Kleinkindern bis zu 100 Stunden. Bei Rauchern ist die Halbwertszeit um 30 bis 50 % verkürzt, bei Frauen, welche die Pille nehmen, kann sie sich verdoppeln. Auch Schwangere bauen Koffein langsamer ab.

Metabolisierung von Koffein

80 % des Koffeins werden in der Leber zu Paraxanthin demethyliert, 16 % zu Theobromin und Theophyllin umgewandelt. Nur 3 % des Koffeins verlassen den Körper unverändert.

Wirkung von Koffein

Koffein wirkt zunächst primär als mildes Stimulans auf das zentrale Nervensystem, von dem aus dann viele Funktionen des Körpers beeinflusst werden. So regt Koffein die Herztätigkeit an, steigert den Blutdruck und die Körpertemperatur, es stimuliert die Muskeltätigkeit, erweitert die Bronchien und Blutgefäße, und regt die Verdauung sowie die Diurese an. Koffein hat darüber hinaus auch Effekte auf das menschliche Verhalten: Es beeinflusst die Stimmung, Aufmerksamkeit und Konzentrationsfähigkeit ebenso wie das geistige Leistungsvermögen und den Schlaf.

Wirkmechanismus

Koffein agiert antagonistisch zur Wirkung des Neuromodulators Adenosin. Adenosin drosselt im Gehirn die Freisetzung von bestimmten Neurotransmittern, die in den Synapsen für die Erregungsweiterleitung zuständig sind. Koffein ähnelt in seiner chemischen Struktur dem Adenosin. Es entfaltet seine anregende Wirkung, indem es die Adenosin-Rezeptoren A1 und A2A besetzt. Damit verhindert es den Zutritt von Adenosin zum Rezeptor und schwächt so dessen drosselnde Wirkung ab: Neurotransmitter wie zum Beispiel Dopamin werden (weiterhin) ausgeschüttet und damit wird die Erregungsweiterleitung von Impulsen erleichtert.

Empfehlungen zu Aufnahmemengen

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat im Mai 2015 ein Gutachten zur Sicherheitsbewertung von Koffein veröffentlicht [1]. Das entsprechende Gremium gelangte aufgrund der Studien u. a. zu folgenden Schlüssen:

• „Einzeldosen von bis zu 200 mg Koffein – etwa 3 mg pro Kilogramm Körpergewicht (mg/kg KG) aus allen Quellen (Anm. d. R.: z. B. Kaffee, Energydrinks, Schokolade, Tee usw.) sind für die gesunde erwachsene Allgemeinbevölkerung unbedenklich
• „Eine über den gesamten Tag verteilte Koffeinaufnahme aus allen Quellen von bis zu 400 mg pro Tag (etwa 5,7 mg/kg KG/Tag) ist für die gesunde erwachsene Allgemeinbevölkerung unbedenklich, ausgenommen Schwangere.“ 

Energy-Drinks wirken anders als Kaffee

Auch Energy-Drinks beinhalten Koffein. Eine 250 ml Dose eines solchen Getränks enthält 80 mg Koffein, also ungefähr die Menge, wie sie auch in einer Tasse Kaffee enthalten ist. Dennoch haben Energy-Drinks im Vergleich zu anderen Getränken mit ähnlichem Koffeingehalt, wie beispielsweise Kaffee oder Tee, eine stärkere Wirkung. Eine amerikanische Studie aus dem Jahr 2017 zeigte, dass hierfür möglicherweise nicht das Koffein, sondern weitere Inhaltsstoffe aus den Energy-Drinks wie beispielsweise Taurin oder Carnitin bzw. diese in Kombination mit dem Koffein verantwortlich sein könnten [2].

1. Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA), Meldung vom 27. Mai2015: EFSA erklärt Risikobewertung: Koffein; abrufbar unter www.efsa.europa.eu/de/corporate/pub/efsaexplainscaffeine150527.htm
2. Fletcher, E.A. et al. J of the American Heart Association, 6:e004448, 2017.