Koffein

Was ist Koffein?

Koffein ist eine chemische Verbindung natürlichen Ursprungs, die besonders bekannt ist für ihre antriebssteigernde Wirkung. Sie findet sich zum Beispiel in Pflanzenteilen wie Kaffee- und Kakaobohnen oder in Teeblättern.

Koffein ist die am häufigsten eingenommene pharmakologisch wirksame Substanz weltweit. Bei uns ist die primäre Koffeinquelle für Erwachsene Kaffee – mehr als 167 Liter pro Kopf trinken die Deutschen im Durchschnitt pro Jahr. Jüngere Daten zeigen, dass bei Jugendlichen neben Kaffee, Schokolade und Tee sogenannte Energydrinks eine zunehmende Rolle bei der Koffeinzufuhr spielen. Ihnen wird die Substanz künstlich zugesetzt.

Chemisch betrachtet gehört Koffein zur Gruppe der Xanthine beziehungsweise Alkaloide. Das sind stickstoffhaltige Verbindungen, die ausgeprägte arzneiliche Wirkungen besitzen. Koffein ähnelt in seiner Struktur einem bestimmten Stoff in Deinem Körper. Er nennt sich Adenosin und wird unter anderem für den Energiestoffwechsel der Zellen benötigt.

Nahrungsergänzungsmittel können künstlich hergestelltes Koffein oder solches aus natürlichen Quellen enthalten. Früher wurde Koffein, das aus Tee isoliert wurde, als Thein bezeichnet. Dieser Name ist aber mittlerweile nicht mehr gebräuchlich, da Koffein und Thein identische Verbindungen sind.

Interessante Fakten zu Koffein

• Wie schnell und lange wirkt Koffein?
  Koffein ist bekannt als Muntermacher, aber wie schnell spürst Du diesen Effekt? Bei oraler Aufnahme setzt er etwa nach 15 bis 30 Minuten ein. Wie lange die Wirkung anhält, hängt davon ab, wie zügig der Körper den Stoff ausscheidet. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit, etwa Alter, Körpergewicht, Einfluss von Medikamenten, Schwangerschaft und Gesundheitszustand der Leber. Bei gesunden Erwachsenen hat im Durchschnitt die Hälfte des Koffeins nach vier Stunden den Körper verlassen. Bei Raucher:innen geht es schneller.
• Koffein bei Schwangeren länger im Blut
  Der Abbau von Koffein durch bestimmte Enzyme dauert bei schwangeren Frauen erheblich länger. Das liegt an den Hormonen Östrogen und Gestagen, deren Konzentrationen während der Schwangerschaft ansteigen. Diese Hormone hemmen die Enzyme, welche das Koffein abbauen. Der Vorgang kann bei Schwangeren bis zu 18 Stunden dauern.
• Frühchen – verbesserte Atmung durch ein Koffeinsalz
  Koffeincitrat ist ein stimulierend wirkendes Salz aus Koffein und Zitronensäure. Diese Verbindung wirkt im menschlichen Atemzentrum anregend, indem es die Empfindlichkeit für Kohlenstoffdioxid (CO₂) erhöht. Diesen Effekt nutzen Mediziner:innen für Frühgeborene, falls diese unter Atemaussetzern leiden und eine Beatmung erhalten.

Koffein: Aufgaben und Funktionen

Oral eingenommenes Koffein wird durch die Magensäure gespalten und dann schnell und vollständig über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen. Von dort verteilt es sich in alle Körpergewebe und passiert auch ungehindert die Blut-Hirn-Schranke – dabei handelt es sich um eine Grenze zwischen Blut und zentralem Nervensystem. Sie sorgt dafür, dass nicht alle Substanzen ins Hirn vordringen können. In der Leber werden etwa 95 Prozent des Koffeins verstoffwechselt, weiter abgebaut und mit dem Harn über die Niere ausgeschieden. Die verbleibenden fünf Prozent verlassen unverändert Deinen Körper.

Die Wirkung des Koffeins ist von der aufgenommenen Menge, der körperlichen Aktivität und der individuellen Empfindlichkeit der einzelnen Person gegenüber dem Wirkstoff abhängig. Zudem kann bei regelmäßigem Konsum ein Gewöhnungseffekt eintreten.

Koffein beeinflusst folgende Organe beziehungsweise Abläufe in Deinem Körper:

• zentrales und vegetatives Nervensystem
• Herz-Kreislaufsystem
• Erweiterung der Atemwege und verbesserte Funktion ihrer Muskulatur
• Nierensystem: gesteigerte Durchblutung der Niere und erhöhte Filtrationsrate, dadurch vermehrte Harnausscheidung
• Calcium- und Kaliumstoffwechsel
• Stimulation der Skelettmuskulatur

Einfluss aufs zentrale Nervensystem

Die erwünschte Hauptwirkung von Koffein ist eine stimulierende und anregende Wirkung des zentralen Nervensystems. Koffein kann Dir helfen, Deine Konzentrationsfähigkeit und körperliche Leistung zu steigern und wacher zu bleiben.

Der Mechanismus beruht auf der Blockade des bereits erwähnten Signalmoleküls Adenosin im Gehirn. Im Nervensystem hemmt Adenosin die Aktivität bestimmter Nervenzellen und wirkt dadurch dämpfend. Koffein wiederum blockiert die Rezeptoren, also die „Andockstellen“, von Adenosin. Diese Blockade durch Koffein führt zu einer Aufhebung der Hemmung und damit zu einer Aktivierung der Nervenzellen. Diese Wirkung im Gehirn kann sogar durch ein bildgebendes Verfahren (Positronen-Emissions-Tomographie, PET) sichtbar gemacht werden.

Durch die anregende Wirkung von Koffein auf das sympathische Nervensystem steigt die Konzentration bestimmter Nervenbotenstoffe (Katecholamine) im Blut. Zusätzlich verengt Koffein die Blutgefäße, sodass das Herz mehr Druck zum Pumpen aufbringen muss. Dadurch steigt die Herz- und Atemfrequenz, um eine optimale Blutzirkulation von Gehirn und Rest des Körpers zu gewährleisten. Entsprechend erhöhen sich Puls (mechanischer Druck durch den Blutauswurf des Herzens beim Zusammenziehen) und Blutdruck (Druck auf die Wände der Blutgefäße).

Erhöhte Ausscheidung durch Koffein

Zusätzlich hat Koffein eine diuretische Wirkung. Das heißt, dass mehr Harn über die Nieren ausgeschieden wird. Der erhöhte Harndrang kann bei chronischer Zufuhr von Koffein zurückgehen oder ganz aufhören. Das Ausmaß dieses Effekts lässt sich ohnehin nicht verallgemeinern, da er von Mensch zu Mensch unterschiedlich ausfällt.

Koffein in Kombinationspräparaten gegen Schmerzen

Zusammen mit nicht verschreibungspflichtigen Schmerzmitteln (Analgetika) kann Koffein außerdem bei Kopfschmerzen und Migräne eingesetzt werden. Dabei kommen Mengen von 50 bis 200 Milligramm pro Tablette zum Einsatz. Diese Kombinationen sollen für eine schnellere und bessere Wirkung der Schmerzmittel sorgen und aufgrund von Synergie-Effekten verträglicher sein.

Hättest Du das über Koffein gewusst?

• Steigende Toleranz gegenüber Koffein
  Menschen, die oft und regelmäßig Koffein konsumieren, bemerken unter Umständen, dass der aufmunternde Effekt nachlässt. Das liegt daran, dass der Körper auf das „regelmäßige Blockieren“ der Adenosinrezeptoren durch Koffein reagiert – und die Anzahl dieser Andockstellen erhöht. Auf diese Weise schwächt sich die belebende Wirkung des Koffeins ab.
• Koffein als Aroma in Lebensmitteln
  Koffein als Geschmacksstoff ist erlaubt, allerdings nur in bestimmten Nahrungsmittelkategorien – und auch die Höchstmenge ist reglementiert. Milchprodukte und Speiseeis dürfen maximal 70 Milligramm Koffein pro Kilogramm Lebensmittel enthalten. Bei den Süßwaren sind es höchstens 100 Milligramm Koffein pro Kilogramm und bei alkoholfreien Getränken bis zu 150 Milligramm Koffein pro Kilogramm. Der Zusatz von Koffein muss auf der Zutatenliste klar als „Aroma Koffein“ vermerkt sein.
• Koffein und Magensaft
  Kaffee regt die Bildung von Magensaft an, was bei stärkerem Konsum mitunter zu Magenschmerzen und Übelkeit führen kann, weil die Magensaftproduktion zu stark ansteigt. Neben Koffein können aber auch andere Inhaltsstoffe im Kaffee – insbesondere die Röstreizstoffe – bei empfindlichen Menschen Unverträglichkeiten auslösen. Früher nutzten Ärzt:innen den Effekt auf die Magensäureproduktion gezielt aus. Sie prüften die Magensäureproduktion, indem sie den Patient:innen einen sogenannten Koffeinprobetrunk aus Koffein, Wasser und Färbemittel verabreichten.

Tagesbedarf: Wie viel Koffein am Tag?

Koffein ist eine Substanz, die Dein Körper nicht benötigt. Dementsprechend gibt es keinen Tagesbedarf – Du kannst auch vollständig auf Koffein verzichten. Sinnvoller ist also die Frage: Wie viel Koffein am Tag ist gesund? Bei der Antwort hilft Dir ein wissenschaftliches Gutachten der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA). Dieser Bericht enthält Empfehlungen für die tägliche Koffeinzufuhr aus allen Nahrungsquellen, bei der keine gesundheitlichen Auswirkungen auf gesunde Menschen zu erwarten sind.

Ein gewohnheitsmäßiger Konsum von bis zu 400 Milligramm Koffein am Tag gilt bei Erwachsenen als unbedenklich. Eine Ausnahme bilden schwangere Frauen. Sie sollten nicht mehr als 200 Milligramm Koffein pro Tag zu sich nehmen.

Da Koffein in die Muttermilch übergeht, hat sich die EFSA auch mit den Koffeinmengen für stillende Frauen befasst. Für sie gilt die gleiche Empfehlung wie für Schwangere: Eine Menge von maximal 200 Milligramm Koffein pro Tag gilt als sicher, auch für den gestillten Säugling.

Für Kinder und Jugendliche liegen keine definitiven Höchstgrenzen vor, die von der EFSA als unbedenklich eingestuft werden. Die Datenlage reicht dafür nicht aus. Die Behörde hat dennoch Werte veröffentlicht, die Eltern als Orientierung dienen können. Die EFSA schlägt vor, eine Menge von drei Milligramm Koffein pro Kilogramm Körpergewicht nicht zu überschreiten. Diese Richtlinie gilt auch für Erwachsene. Eltern sollten daher darauf achten, dass gerade kleine Kinder nicht zu viel schokoladenhaltige Getränke mit echtem Kakaopulver zu sich nehmen.

Welche Lebensmittel haben am meisten Koffein?

Koffein kommt in verschiedenen pflanzlichen Bestandteilen vor. Dazu gehören Kaffee- und Kakaobohnen, Blätter und Triebspitzen von Teesträuchern, Guaranabeeren und Kolanüsse. Entsprechend sind daraus gewonnene Lebensmittel oder Koffeingetränke reich an dem Alkaloid.

Koffeingetränke gibt es in zahlreichen Varianten und verschiedenen Koffeinstärken für jeden Geschmack. Neben dem klassischen gefilterten Kaffee haben sich Cappuccino, Espresso und Latte Macchiato als gängige Kaffeegetränke etabliert.

Unter den Teezubereitungen werden koffeinhaltige, aber auch solche ohne Koffein angeboten. Beispiele für koffeinhaltige Tees sind der bekannte Schwarze Tee – aber auch Grüner und Weißer Tee enthalten das Alkaloid. Matcha wiederum ist ein besonderer Grüntee. Er ist pulverisiert und wird meist aus japanischen Grünteesorten gewonnen. Auch Getränke wie heißer Kakao oder Süßigkeiten mit Bestandteilen aus Schokolade (echter Kakao) enthalten Koffein.

Koffein ist zudem eine Zutat, die diversen Lebensmitteln zugesetzt wird, beispielsweise Cola-Getränken, Speiseeis, Bonbons und Backwaren. Zudem ist es Bestandteil sogenannter Energydrinks. In diesem Fall ist der anregende Effekt gewünscht.

Hier findest Du als Anhaltspunkt eine Liste, wie viel Koffein in welchen Getränken oder Lebensmitteln enthalten ist. Bei den Werten handelt es sich um Näherungswerte, da Koffeingehalt und Portionsgrößen schwanken können:

• Tasse Filterkaffee (200 ml): 90 mg Koffein
• Handelsübliche Dose eines Energydrinks (250 ml): 80 mg Koffein
• Tasse Espresso (60 ml): 80 mg Koffein
• Tasse schwarzer Tee (220 ml): 50 mg Koffein
• Dose Cola (330 ml): 37 mg Koffein
• Halbe Tafel Zartbitterschokolade (50 g): 25 mg Koffein
• Halbe Tafel Vollmilchschokolade (50 g): 10 mg Koffein
• Kleine Tasse Kakao (125 ml): 2 bis 6 mg Koffein

Manche teeähnlichen Erzeugnisse oder Kräutertees enthalten Pflanzenteile, die nicht vom Teestrauch stammen. Da die Zubereitung dem von Tee ähnelt, sind sie oft vereinfacht unter dem Begriff Tee zusammengefasst. Dazu gehören Kräutertees wie Pfefferminztee, der aus Blättern der Pfefferminzpflanze besteht und kein Koffein enthält. Ebenso ist der Rooibostee koffeinfrei – seine Bestandteile stammen von einem ginsterähnlichen Strauch, der auch als Rotbusch bezeichnet wird. Matetee hingegen hat aufgrund seines Koffeingehalts eine ähnlich anregende Wirkung wie echter Tee. Er wird aus Stechpalmenarten gewonnen.

Koffein-Mangel: Ursachen & Symptome

Koffein ist kein notwendiger Nährstoff und entsprechend gibt es auch keine klassischen Mangelerscheinungen bei geringen Dosen oder vollständigem Einstellen der Koffeinzufuhr. Allerdings kann sich bei regelmäßigem Kaffeekonsum Dein Körper daran gewöhnen. Wenn Du diese Gewohnheit abrupt abstellst und die Koffeinzufuhr einstellst, können Symptome eines Entzugs auftreten.

Folgende Beschwerden sind bei Koffeinentzug bei koffeingewöhnten Konsumenten möglich:

• Kopfschmerzen
• Müdigkeit, geringere Leistungsfähigkeit oder Konzentration
• Angst
• Übelkeit und Erbrechen
• Schlaflosigkeit
• mangelhafte Motivation und Depression
• Muskelschmerzen oder -steifigkeit

Die Symptome beginnen etwa zwölf bis 24 Stunden nach der letzten Koffeinzufuhr und erreichen nach circa 48 Stunden den Höhepunkt. Innerhalb einer Woche ohne Koffein klingen die Beschwerden in der Regel wieder ab. Auch wenn Koffein Eigenschaften aufweist, die eine Abhängigkeit erzeugen kann, sind die gesundheitlichen Probleme vergleichsweise milde. Es werden zudem keine Botenstoffe im Gehirn ausgeschüttet, wie bei Alkohol oder anderen Suchtmitteln.

Zu viel Koffein: Überdosierung

Wenn Du zu viel Koffein – also in einer höheren Dosis als empfohlen konsumierst – kann es zu Nebenwirkungen kommen. Da die individuelle Empfindlichkeit gegenüber Koffein sehr unterschiedlich ist und zudem vom täglichen Konsum und einer eventuellen Gewöhnung abhängt, sind unerwünschte Wirkungen schon bei niedrigen Dosen möglich.

Folgende Nebenwirkungen können auftreten:

• Schlaflosigkeit
• Herzrhythmusstörungen („Herzstolpern“) und erhöhter Herzschlag
• innere Unruhe, Ängstlichkeit oder Reizbarkeit
• Magen-Darm-Beschwerden
• Kopfschmerzen
• Muskelzittern
• allergische Hautreaktionen (selten)

Bei einer Überdosis Koffein wird in den Zellen gespeichertes Calcium freigesetzt, was eine Kontraktion der glatten und der Skelettmuskulatur auslöst. Dies kann zu Nebenwirkungen wie Zittern und Unruhe und sogar bis zum Erbrechen führen.

Bei langfristigem übermäßigem Koffeinkonsum vermuten Fachleute eine Verbindung zu Herz-Kreislaufproblemen sowie zu einem verringerten Wachstum des ungeborenen Kindes bei einer bestehenden Schwangerschaft.

Schwere Koffeinvergiftungen sind selten und es gibt wenig Fallberichte dazu. Meist stehen sie im Zusammenhang mit einem unbeabsichtigten Vergiften (akzidentielle Intoxikation) mit koffeinhaltigen Energiepräparaten oder Koffeinpulver in einer Dosierung von mehr als 1.000 mg Koffein. Gefährliche Herzrhythmusstörungen und ein instabiler Kreislauf sind mögliche Komplikationen bei der Einnahme sehr hoher Koffeindosen.

Koffein: Höchstmengen

Für gesunde Erwachsene gilt eine über den Tag verteilte Koffeineinnahme aus allen Quellen (Getränke, Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel) von bis zu 400 Milligramm Koffein pro Tag als unbedenklich. Das entspricht etwa 5,7 Milligramm Koffein pro Kilogramm Körpergewicht. Schwangere sind ausgenommen. Sie dürfen nur die Hälfte zu sich nehmen (200 mg).

Die EFSA hat sich zusätzlich mit der Frage befasst, ob diese Höchstmengen zu ändern sind, wenn die Einnahme von Koffein kombiniert mit Alkohol erfolgt oder über Energydrinks, denen weitere Stoffe zugesetzt sind.

Der Konsum von Alkohol in Mengen, die einen Blutalkoholspiegel von etwa 0,8 Promille nicht übersteigen, beeinflusst die Unbedenklichkeit einzelner Koffeindosen von 200 Milligramm nicht. Bis zu den ermittelten 0,8 Promille Alkohol scheint es unwahrscheinlich, dass Koffein die subjektive Wahrnehmung des „Betrunkenseins“ überdeckt. Zum besseren Vergleich, in Deutschland liegt die Promillegrenze, also die maximal tolerierte Menge an zugeführtem Alkohol zum Führen von Fahrzeugen, bei 0,5.

Energydrinks sind Erfrischungsgetränke, die häufig Kombinationen aus Koffein, Taurin, Glucuronolacton und Inosit neben anderen Inhaltsstoffen enthalten. Ihre Hersteller werben damit, dass sie die Konzentration und körperliche Leistung ihrer Konsumenten steigern. Es zeigte sich, dass die zusätzlichen Inhaltsstoffe der Energydrinks die Sicherheit einzelner Koffeindosen von 200 Milligramm Koffein nicht negativ beeinflussen.

Koffein: Darreichungsformen

Nahrungsergänzungsmittel sind entweder mit Koffein aus natürlichen Quellen (wie Guaranapulver) oder synthetisch hergestelltem Koffein angereichert. Wie hoch dosiert das Präparat einzunehmen ist, ist durch die von der EFSA empfohlenen Maximaldosen festgelegt und auf den Präparaten vermerkt.

Solche Präparate sind frei von Substanzen, die natürlicherweise in Tee oder Kaffee vorkommen. Das kann ein Vorteil sein, wenn einzelne Komponenten der natürlichen Lebensmittel nicht vertragen werden.

Hier findest Du eine kleine Auswahl der Darreichungsformen von koffeinhaltigen Präparaten:

• koffeinhaltige Kapseln
• koffeinhaltige Tabletten, auch als Brause- oder Lutschtabletten
• koffeinhaltiges Pulver
• koffeinhaltige Riegel
• koffeinhaltiger Saft