Dopamin, Wirkung und Koffein: Ein umfassender Überblick

Kaffee ist eines der beliebtesten Getränke der Welt, und seine Auswirkungen auf Stimmung, Wachheit und Gesundheit sind Gegenstand zahlreicher Studien. Dieser Artikel beleuchtet die komplexen Zusammenhänge zwischen Koffein, Dopamin und ihrer Wirkung auf den menschlichen Körper, von den unmittelbaren Effekten bis hin zu langfristigen Konsequenzen.

Koffein als Stimmungsaufheller: Eine Studie

Eine Studie der Universität Bielefeld und der University of Warwick, veröffentlicht in der Fachzeitschrift »Scientific Reports«, zeigt, dass regelmäßige Kaffeetrinker nach einer Tasse Kaffee am Morgen oft besser gelaunt sind. Die Befragten fühlten sich glücklicher und enthusiastischer als an Tagen ohne Koffeinkonsum. Die Studie umfasste 236 junge Erwachsene, die über einen Zeitraum von bis zu vier Wochen siebenmal täglich einen Fragebogen zu ihrer Stimmung und ihrem Koffeinkonsum ausfüllten. Es bleibt jedoch unklar, ob Kaffee tatsächlich glücklich macht oder ob die Probanden lediglich unter Koffeinabhängigkeit litten und vor dem Konsum aufgrund von Entzugserscheinungen trauriger waren. Es ist wichtig zu beachten, dass die Ergebnisse nicht verallgemeinert werden sollten, da manche Menschen durch Koffeinkonsum auch negative Stimmungsveränderungen wie Nervosität erleben können.

Die Studie ergab auch, dass Kaffee negative Stimmungslagen wie Traurigkeit und Ärger mildern kann. Die stimmungsaufhellende Wirkung wird darauf zurückgeführt, dass Koffein die Adenosin-Rezeptoren im Gehirn blockiert, was zu einem Gefühl der Wachheit und Energie führt.

Die Rolle von Dopamin

Dopamin ist ein Neurotransmitter, der eine Schlüsselrolle bei der Regulation von Schlaf-Wach-Zuständen spielt. Eine Genvariante des Dopamin-Transporters (DAT) beeinflusst das Schlafbedürfnis und die Wirkung von Koffein. Menschen mit dieser Genvariante benötigen nach einer Nacht ohne Schlaf mehr Erholung und reagieren stärker auf Stimulanzien wie Kaffee. Koffein beeinflusst maßgeblich die homöostatische Regulation des Schlafs und die Störung der Schlaftiefe.

Koffein: Wirkung und Mechanismen

Kaffee besteht aus über 1000 Stoffen, darunter Kohlenhydrate, Eiweiße, Fette, Mineralstoffe und Vitamine. Die belebende Wirkung ist jedoch hauptsächlich auf das enthaltene Koffein zurückzuführen. Koffein ähnelt in seiner Struktur dem körpereigenen Molekül Adenosin, das ermüdend wirkt. Koffein verengt die Gefäße, wodurch das Blut mit mehr Druck durch den Körper gepumpt wird. Herztätigkeit, Stoffwechsel und Atmung werden beschleunigt, und das Gehirn wird stärker durchblutet, was zu einer Konzentrationssteigerung führt. Koffein blockiert auch einen Botenstoff, der uns müde macht.

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Koffein hat ein breites Wirkungsspektrum und wirkt in geringen Dosen anregend auf die Psyche. Antrieb und Konzentration werden gesteigert und Müdigkeit vermindert. Koffein passiert die Blut-Hirn-Schranke fast ungehindert und entfaltet seine anregende Wirkung hauptsächlich im Zentralnervensystem. Es aktiviert oder hemmt in Abhängigkeit von der Konzentration unterschiedliche Mechanismen auf zellulärer Ebene.

Koffein und Schlaf

Häufiger Koffeinkonsum könnte die Schlafqualität der Bevölkerung insgesamt verschlechtern, zumindest bei koffeinsensiblen Personen. Eine Studie im Schlaflabor untersuchte, wie schnell sich Probanden von ihrem Schlafdefizit erholten und kam zu dem Schluss, dass Menschen unter der Woche wenig Schlaf bekommen und viel Kaffee trinken, um dann das Wochenende zum Ausschlafen zu nutzen.

Koffein und mentale Gesundheit

Kaffee kann in schweren Zeiten oder bei Dauerstress kleine Glücksmomente schaffen. Bei trüber Stimmung kann eine Kaffeepause die Laune verbessern. Studien haben gezeigt, dass bereits eine Tasse koffeinhaltigen Kaffees am Tag die Stimmung verbessern kann, was auf das Koffein zurückgeführt wird. Koffein hat einen Einfluss auf die Ausschüttung von Serotonin, das als „Glückshormon“ bekannt ist. Serotonin steuert das Wohlbefinden und kognitive Funktionen wie die Merkfähigkeit und wirkt gleichzeitig beruhigend auf den Körper. Koffeinkonsum kann zur Erhöhung des Serotoninspiegels im Gehirn beitragen und hat damit die gleiche Eigenschaft wie Serotoninwiederaufnahmehemmer, welche als Antidepressiva eingesetzt werden. Koffein regt ebenso die Produktion von Acetylcholin an und verhilft damit den psychischen Mechanismen, die für die Wachheit und Aufmerksamkeit zuständig sind.

Der positive Effekt von Koffein auf die Stimmung ist abhängig vom Ausmaß der Empfindung der innerlichen (Un)-Ruhe. Bei sehr ausgeglichenen Personen ist die Wahrscheinlichkeit höher, eine Stimmungsänderung durch Koffein wahrzunehmen als bei Personen, die bereits eine bestimmte Grunderregung mitbringen.

Koffein als Wachmacher

Das im Kaffee enthaltene Koffein wird innerhalb von maximal 45 Minuten vom Körper aufgenommen (resorbiert). Danach erfolgt je nach genetischer Veranlagung eine unterschiedlich schnelle Metabolisierung des Koffeins. Die Halbwertszeit von Koffein variiert erheblich, das heißt, nach etwa zweieinhalb bis fünf Stunden ist die Hälfte des konsumierten Koffeins abgebaut. Das CYP1A2-Gen, das umgangssprachlich als „Koffein-Gen“ bezeichnet wird, entscheidet darüber, welchem Metabolisierungstyp Sie angehören. Es existieren zwei Varianten - die "schnelle" und die "langsame".

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Eine zu hohe Koffeinzufuhr kann mit Unwohlsein, Zittern, Nervosität und Angst verbunden sein, deshalb achten Sie auf Ihren Koffeinkonsum. Trinken Sie Ihren koffeinhaltigen Kaffee also mit einem zeitlichen Abstand von circa drei bis vier Stunden, um eine Koffeinüberdosierung zu vermeiden.

Koffein und das Gehirn

Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren zeigten, dass Koffein sehr effektiv Adenosin von den Rezeptoren im Gehirn verdrängt. Bereits 450 mg Koffein sind ausreichend, was dem Koffeingehalt von etwa sechs Tassen Kaffee (150 ml Kaffee mit einem durchschnittlich Koffeingehalt von 75 mg) entspricht, um etwa 50 % der Verbindungsstellen von Adenosin-Rezeptoren zu blockieren. Es wird angenommen, dass darüberhinausgehende Mengen Kaffee primär die Nebenwirkungen, wie Beschleunigung der Herzfrequenz, Erhöhung des Blutdrucks oder Zittern auslösen, aber nicht die kognitive Leistungsfähigkeit erhöhen.

Koffein wirkt anders als typische Drogen im Gehirn. Amphetamine, Kokain oder Nikotin stimulieren die Freisetzung von Dopamin im Nucleus accumbens, dem Areal im Gehirn, das für Belohnung, Motivation und Suchtverhalten verantwortlich ist. Koffein bindet im Gehirn an die Adenosin-Rezeptoren und blockiert diese. Dadurch wird die Information „müde“ nicht mehr vermittelt und Sie bleiben länger wach. Koffein wird dabei in verschiedenen Hirnregionen wirksam, z. B. im Thalamus, der Region im Hirn, die die Bereitschaft, Informationen aufzunehmen, beeinflusst sowie den Schlaf reguliert. Koffein wirkt auch im Hippocampus, der Region im Hirn, wo Gelerntes aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis übergeht, und im Neokortex der Großhirnrinde.

Im medizinischen Sinne kann bei Koffein nicht von Suchtpotenzial gesprochen werden. Suchtanfällige brauchen sich daher keine Gedanken machen. Es wird aber eine physiologisch feststellbare Toleranzwirkung entwickelt. Das bedeutet, wer viel Kaffee trinkt, verändert die Bindungskapazität der Adenosin-Rezeptoren und benötigt daher über die Zeit höhere Koffeindosen, um die stimulierenden Effekte langfristig konstant zu halten. Eine Koffeinabstinenz kann zu Entzugssymptomen führen, die allerdings spätestens nach ein paar Tagen wieder verschwinden.

Koffein und neurologische Erkrankungen

Koffein hat eine Schutzwirkung in Bezug auf das Risiko, an Parkinson zu erkranken. Das Koffein hemmt bewiesenermaßen die Bildung von schädlichen Lewy-Aggregaten im Gehirn (anormale Aggregate von Proteinen) und verbessert damit motorische Symptome sowie Tagesmüdigkeit.

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Sowohl Kaffee als auch Decaf haben schutzwirksame Eigenschaften in Bezug auf Demenz und Alzheimer. Im Allgemeinen konnte das Langzeitgedächtnis von kaffeetrinkenden Erkrankten gestärkt werden. Entkoffeiniertem grünen Kaffee wird die Wirksamkeit auf die Ankurbelung des Energiestoffwechsels im Gehirn zugeschrieben. Koffeinhaltiger Kaffee hat zusätzlich einen Einfluss auf Demenz und Alzheimer. Hier erhöht Koffein die Bildung der Gehirnflüssigkeit und die Produktion von Signalstoffen (Zytokinen) im Blut. Zudem wird die typische Eiweißablagerung, wie den Lewy-Aggregaten, im Gehirn durch Koffein verbessert.

Durch die diversen Wirkstellen des Koffeins im Gehirn, übt es eine psychomotorisch stimulierende Wirkung aus und kann auch bei Epilepsie, Migräne, Depression und Schizophrenie eine verbessernde Wirkung zeigen.

Koffein und Depressionen

Regelmäßiges Kaffeetrinken kann Ihnen dabei helfen, psychisch gesund zu sein und zu bleiben. Forscher haben herausgefunden, dass bereits eine Tasse Kaffee am Tag die Aufmerksamkeit, die Zufriedenheit und die Stimmung erhöht. Bei gesunden Personen scheint Kaffee, aber insbesondere Koffein, das Risiko, an einer Depression zu erkranken, zu verringern.

Die im Kaffee zahlreich vorhandenen Polyphenole wie Chlorogensäuren und Phenylindane können das Nervensystem ebenfalls positiv beeinflussen. Mit Blick auf das zentrale Nervensystem und neurologische Prozesse ist ein täglicher Kaffeekonsum von drei bis fünf Tassen mit einem geringeren Risiko für altersbedingte kognitive Störungen verbunden. So hat das Heißgetränk, aber insbesondere Koffein, einen positiven Effekt auf Krankheiten wie Demenz, Alzheimer und Parkinson.

Koffein und Angstzustände

Studien zeigen, dass Personen mit bestimmten genetischen Eigenschaften nach Koffeinverzehr Angstsymptome und Panikstörung entwickeln können. Ob eine Person auf Koffein mit einer erhöhten Ängstlichkeit reagiert oder nicht, liegt vor allem im Erbgut. Wissenschaftler fanden eine kleine Variante im Gen des Adenosin-A2A-Rezeptors, dass für die Wirkung von Koffein im Gehirn verantwortlich ist und eine wichtige Rolle im Prozess der Angsterkrankung zu haben scheint.

Die Inhaltsstoffe des Kaffees

Die Menge der Inhaltsstoffe ist von Sorte zu Sorte verschieden und variiert nach Anbauland, Zubereitung und ­Alter des Kaffees. Während die »Bohnen« der Sorte Arabica nur zwischen 0,9 und 1,4 Prozent Coffein enthalten, kann es die Sorte Robusta auf mindestens das Doppelte bringen (2). Säuren, Öle, Aroma­stoffe, Wasser und Mineral­stoffe, aber auch die Temperatur und die Art und Dauer des Röstens tragen zum Geschmack bei.

Die Wirkmechanismen von Koffein

Drei Wirkmechanismen sind besonders gut unter­sucht:

1. Adenosin-Rezeptor-Antagonismus: Koffein blockiert die Adenosin-Rezeptoren im Gehirn, was zu erhöhter Wachheit und verminderter Müdigkeit führt.
2. Dopaminfreisetzung: Koffein erhöht die Dopaminfreisetzung im Gehirn, was zu gesteigerter Motivation und Konzentration führt.
3. Gefäßverengung: Koffein verengt die Gefäße, wodurch das Blut mit höherem Druck durch den Körper gepumpt wird.

Koffein in der Schmerztherapie

Bei leichten bis mittelschweren Kopfschmerzen und bei leichter bis mittelschwerer ­Migräne wird laut Leitlinien unter anderem eine Analgetika-Kombination mit Coffein empfohlen. Coffein sorgt nicht nur dafür, dass ASS und Paracet­a­mol schneller wirken, sondern auch dafür, dass deren Wirkung verstärkt wird.

Koffein und Asthma

Menschen mit Asthma könnten von Kaffee profitieren, da Coffein die Atemfunktion verbessern kann. Coffein führt zu einer milden Entkrampfung, Entspannung und Erweiterung der Atemwege.

Koffein und Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Die meisten Studien können die weitverbreitete Meinung, dass Kaffee das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhe, nicht be­stätigen. Herzrhythmusstörungen werden durch mäßigen Kaffeegenuss nicht verstärkt. Allerdings kann es bei manchen Menschen zu einem kurzzeitigen Anstieg des Blutdrucks kommen. Die Auswertung einer Metaanalyse ergab, dass das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen durch moderaten (eine bis zwei Tassen pro Tag) bis hohen Kaffeekonsum (bis zu sieben Tassen/Tag) nicht erhöht wird.

Koffein und Diabetes

Die tägliche Aufnahme von mindestens vier Tassen Kaffee reduzierte das Risiko, einen Typ-2-Diabetes zu entwickeln. Coffein stimuliert die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse. Auch die Anre­gung des Stoffwechsels und langfris­tig ein verbessertes Muskel-Fett-Verhältnis durch Kaffeegenuss könnten Diabetespatienten nützen. Zudem liefern im Kaffee enthaltende anti­oxidativ wirksame Substanzen wie die Chlorogensäure ihren Beitrag.

Koffein und Verdauung

Kaffee fördert die Darmperistaltik und verstärkt die Kontraktionen der Gallenblase, sodass die Verdauung angekurbelt wird. Verantwortlich dafür ist allerdings nicht das Coffein, sondern es sind ­bestimmte Reizstoffe, die während des Röstvorgangs entstehen.

Koffein und Osteoporose

Die Rück­gewinnung von Calcium in den Nieren wird durch hohe Coffein-Konzentra­tionen für etwa vier Stunden deutlich vermindert (25). In der Folge wird ­Calcium vermehrt mit dem Urin ausgeschieden.

Koffein und Lebererkrankungen

Trinken die Patienten regelmäßig Kaffee, ­verlangsamt sich der Verlauf einer ­Leberfibrose. Coffein hemmt den Bindegewebe-Wachstumsfaktor (connective tissue growth factor, CTGF), der für die Entstehung der Fibrose mitverantwortlich ist.

Alternativen zu Koffein

Eine Tasse schwarzer Tee enthält circa 50 mg Koffein. Koffein im Tee wirkt jedoch anders als im Kaffee. Die Teeblätter enthalten weniger Koffein als die Kaffeebohne und der Wirkstoff ist an Gerbstoffe gebunden, die erst im Darm gelöst werden. Dadurch kann der Organismus das Koffein nicht vollständig aufnehmen. Tee stimuliert das zentrale Nervensystem, vor allem die Großhirnrinde und fördert die Konzentration. Daher tritt die Wirkung langsamer und schwächer ein als beim Kaffee, hält aber auch länger an.

Auch Kakaobohnen enthalten Koffein. Eine Tasse heiße Schokolade enthält im Schnitt zehn mg Koffein, entscheidend ist der Anteil des Kakaos. Zartbitterschokolade enthält mehr Koffein als kakaohaltiges Pulver.

Tipps für einen bewussten Koffeinkonsum

• Kennen Sie Ihre persönliche Koffeindosis: Achten Sie darauf, wie viel Koffein Sie vertragen, ohne negative Auswirkungen zu spüren.
• Vermeiden Sie Koffein am späten Nachmittag oder Abend: Um Schlafprobleme zu vermeiden, sollten Sie Koffein einige Stunden vor dem Schlafengehen meiden.
• Reduzieren Sie Ihren Koffeinkonsum schrittweise: Wenn Sie Ihren Koffeinkonsum reduzieren möchten, tun Sie dies langsam, um Entzugserscheinungen zu minimieren.
• Achten Sie auf alternative Koffeinquellen: Tee oder dunkle Schokolade können eine mildere Alternative zu Kaffee sein.
• Trinken Sie Decaf: Decaf bietet Kaffeegenuss ohne die negativen Auswirkungen von Koffein.

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