Кофеїн
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
| Загальні | |
|---|---|
| Хімічна назва | 3,7-Дигідро-1,3,7-триметил- 1H-пурин-2,6-діон |
 |
|
| Хімічна формула | C8H10N4O2 |
| Молярна маса | 194.19 |
| Синоніми | 1,3,7-Триметилксантин, 1,3,7-триметилдіоксопурин, теїн, метилтеобромін |
| Фізичні властивості | |
| Температура плавлення | 238 °C |
| Температура сублімації | 178 °C |
| Кислотно-основні властивості | |
| pH | 6.9 (1 % розчин) |
| Токсичність | |
| Миші, LD50 (мг/кг) | 127 (перорально) |
Кофеїн — ксантиновий алкалоїд, знаходиться у листях і бобах кавового дерева, чаю, мате, ягодах гуарани, а також у невеликих кількостях у какао та горіхах кола. Стимулятор центральної нервової системи, компонент тонізуючих напоїв та полегшуючих дихання лікарських засобів. У рослинах кофеїн відіграє роль природнього пестициду, який паралізує та вбиває комах-паразитів.
Кофеїн - безбарвна, гіркого смаку, кристалічна речовина, за структурною будовою гетероциклічний алкалоїд пуринового ряду. Вперше був ізольований з кавового екстракту в 1821 році. У природі в значних кількостях знаходиться у чайному листі, кавових та какао бобах, у листі мате.
Розчинність одного граму:
- у воді: 25°C - 46 мл; 80°C - 5.5 мл; 100°C - 1.5 мл
- у бензолі 100 мл
- в ацетоні 50 мл
- в етанолі 66 мл
- в ефірі 530 мл
- у хлороформі 5.5 мл
Напої, що містять кофеїн – кава, чай, енергетичні напої – популярні настільки, що кофеїн є найрозповсюдженішим легальним психотропним наркотиком у світі.
У природі кофеїн зустрічається у різних концентраціях разом із іншими ксантиновими алкалоїдами теофіліном та теоброміном, які є кардіостимуляторами. Кофеїн може мати різний ефект залежно від його походження, що пояснюється в першу чергу різною концентрацією інших стимуляторів та швидкістю абсорбції.
Зміст |
[ред.] Джерела кофеїну
Кофеїн – алкалоїд рослинного походження, знаходиться у деяких рослинах, найбільш відомі з яких кавове дерево, чай, какао. Мате та гуарана як джерела кофеїну використовуються рідше, в основному для приготування чаю і, останнім часом, енергетичних напоїв. Альтернативні назви кофеїну — матеїн та гуаранін — походять від назв цих двох рослин відповідно.
Головним джерелом кофеїну є кавові боби (насіння кавового дерева), з яких готується кава. Вміст кофеїну у каві може широко змінюватись в залежності від сорту кавових бобів та методу приготування, але в середньому одна порція кави (30мл) містить від 40мг кофеїну для еспрессо з арабіки до 100мг для міцної кави. В загальному, добре просмажена кава містить менше кофеїну, ніж слабо просмажена. Сорт кави Арабіка зазвичай містить менше кофеїну, ніж сорт Робуста. У каві також міститься невелика кількість теофіліну і немає зовсім теоброміну.
Багато культур використовують як джерело кофеїну чай. Чай зазвичай містить приблизно вдвічі менше кофеїну ніж кава, залежно від міцності напою. Деякі сорти чаю, наприклад чорний, містять трохи більше кофеїну, ніж інші сорти. У чаї також знаходиться невелика кількість теоброміну і дещо більше теофіліну, ніж у каві.
Кофеїн також є інгредієнтом безалкогольних напоїв таких як кола, що виготовляється із горіхів кола. Безалкогольні напої зазвичай містять від 10 до 50мг кофеїну на порцію. На відміну від них, енергетичні напої містять близько 80мг кофеїну на порцію. Гуарана, основний складник енергетичних напоїв, має високий вміст кофеїну і низький теоброміну та теофіліну.
Шоколад, що виготовляється з какао є слабким стимулятором, переважно завдяки вмісту в ньому теоброміну та теофіліну, хоча він також містить невелику кількість кофеїну. Але вміст цих речовин у шоколаді надто малий для ефекту, який можна порівняти із дією кави на організм людини. Плитка молочного шоколаду вагою 28г містить приблизно стільки кофеїну, як і чашка декофеїнізованої кави.
Кофеїн також продається як медикамент у вигляді таблеток.
[ред.] Фармакологічні властивості
Кофеїн є стимулятором центральної нервової системи (ЦНС); дослідження показують, що кофеїн підсилює процеси збудження в корі головного мозку, у відповідних дозах він підсилює позитивні умовні рефлекси і підвищує рухливу активність. Стимулююча дія призводить до підвищення розумової та фізичної роботоздатності, зменшення втоми та сонливості. Великі дози, щоправда, можуть призводити до виснаження нервових клітин. Дозування кофеїну повинне враховувати індивідуальні особливості нервової діяльності. Кофеїн послаблює дію снодійних та наркотичних речовин, підвищує рефлекторну збудливість спинного мозку. Серцева діяльність під дією кофеїну підсилюється, серцеві скорочення стають більш інтенсивні та частіші. У колаптоїдних і шокових станах артеріальний тиск під дією кофеїну підвищується, однак при нормальному артеріальному тиску суттєвих змін не відбувається, так як одночасно із збудженням судинного центру та серця розширяються також судини скелетних м’язів та інших органів тіла (мозку, серця, нирок) (щоправда судини органів черевної порожнини звужуються).
Під дією кофеїну підсилюється секреторна діяльність шлунку.
Кофеїн застовується при отруєнні наркотиками.
Тоді як кофеїн є відносно безпечним для людей, ця речовина значно токсичніша для деяких тварин – собак, коней, папуг – внаслідок набагато слабшої здатності до метаболізму кофеїну.
[ред.] Метаболізм кофеїну та дія на організм людини
Кофеїн повністю всмоктується в шлунку та тонкій кишці через 45 хвилин після вживання. Після вживання кофеїн має період напів-виведення з організму від 3,5 до 6 годин. Кофеїн легко розповсюджується по організму. Тривале вживання призводить до звикання. При відмові від постійного вживання організм стає надчутливим до аденозину, що викликає раптове підвищення кров’яного тиску, що викликає головні болі та інші негативні симптоми.
Кофеїн розкладається у печінці на три диметилксантинові речовини, кожна з яких має свій вплив на організм:
- Параксантин (84%) – має ефект посилення розщеплення жирів.
- Теобромін (12%) – розширює судини і підвищує кількість сечі. Теобромін міститься у какао, відповідно і в шоколаді.
- Теофілін (4%) – розслаблює гладкі м’язи у бронхах і внаслідок цього використовується у лікуванні астми. Щоправда, терапевтична доза теофіліну є у кілька разів вища, ніж та, що отримується внаслідок метаболізму кофеїну.
Кожна із цих речовин далі розкладається і виводиться з організму разом із сечею.
Молекула кофеїну структурно подібна до молекули аденозину, і може зв’язуватись із специфічними аденозиновими рецепторами мозку. Аденозин зменшує процеси збудження в мозку, відповідно заміщення його кофеїном призводить до стимулюючого ефекту. При тривалому вживанні кофеїну можливе утворення в клітинах мозку нових аденозинових рецепторів, внаслідок чого дія кофеїну послаблюється. Разом з тим, при раптовому припиненні вживання кофеїну аденозин займає всі доступні рецептори, що може привести до підсилення гальмування з явищами втоми, сонливості, нудоти, депресії тощо. Ці симптоми проявляються через 12-24 години після припинення вживання кофеїну і можуть тривати від одного до п’яти днів. При цьому анальгетики, наприклад, аспірин, можуть полегшувати головний біль, так само як і невеликі дози кофеїну.
[ред.] Передозування
Мінімальна смертельна доза кофеїну складає 3200 мг із введенням прямо у кров. LD50 для кофеїну встановлено на рівні 13-19г перорально для середньої дорослої людини. LD50 для кофеїну залежить від ваги та індивідуальної чутливості і становить 150—200мг на 1кг маси тіла, що відповідає приблизно 140—180 чашкам кави для дорослої людини протягом відрізку часу, що залежить від періоду напів-виведення кофеїну з організму. Період напів-виведення становить від 3,5 до 10 годин, для дорослих людей — в середньому 5 годин. Контрацептиви збільшують цей період до близько 12 годин; для жінок більше 3 місяців вагітності він становить 10-18 годин. У дітей період напів-виведення кофеїну з організму зазвичай більший, ніж у дорослих. Хоча досягти смертельну дозу кофеїну кавою практично неможливо, траплялися випадки смерті через умисне передозування таблетками кофеїну.
Передозування кофеїном призводить до кофеїнової інтоксикації або отруєння кофеїном. Симптоми отруєння як психологічні, так і фізіологічні: неспокій, нервовість, збудливість, безсоння, диурез, посмикування м'язів, непослідовні думки і мова, параноя, аритмія серця, тахікардія, підвищений кров'яний тиск, частий пульс. У виняткових випадках може спостерігатись манія, депресія, дизорієнтація, галюцинації, психози.
