Kaffee ist eines der beliebtesten Getränke der Welt, und viele Menschen verlassen sich auf ihn, um wach und konzentriert zu bleiben. Die Auswirkungen von Kaffee auf das Gehirn sind jedoch komplex und nicht immer vorteilhaft. Dieser Artikel untersucht die verschiedenen Wirkungen von Kaffee auf das Gehirn, von den unmittelbaren Auswirkungen des Koffeins bis hin zu den langfristigen Auswirkungen des regelmäßigen Kaffeekonsums.
Koffein: Der Schlüssel zur stimulierenden Wirkung von Kaffee
Koffein ist das zentrale Element, das Kaffee seinen stimulierenden Charakter verleiht. Es gehört zur Gruppe der Stimulanzien und beeinflusst das zentrale Nervensystem. Bereits kurze Zeit nach dem Konsum gelangt Koffein ins Blut und schließlich in unser Gehirn. Dort blockiert es bestimmte Rezeptoren (Adenosin-Rezeptoren), die normalerweise für Müdigkeit und Entspannung sorgen. Interessant ist, dass Koffein nicht nur im Kaffee, sondern auch in Tee, Mate oder Kakao vorkommt - allerdings meist in geringeren Mengen.
Adenosin-Blockade
Unser Körper produziert Adenosin als natürliches „Abfallprodukt“ des Energiestoffwechsels. Adenosin dockt an Rezeptoren im Gehirn an, was ein Signal für Ruhe oder Müdigkeit sein kann. Koffein bindet sich an dieselben Rezeptoren, verhindert also, dass Adenosin seine entspannende Wirkung entfaltet.
Freisetzung von Neurotransmittern
Koffein kann zudem die Ausschüttung von Dopamin und Noradrenalin steigern - beides Botenstoffe, die für Antrieb, Motivation und gute Laune wichtig sind.
Kurzfristige Auswirkungen von Kaffee auf die mentale Leistungsfähigkeit
Im richtigen Maß konsumiert, kann Kaffee das Kurzzeitgedächtnis und die Konzentrationsfähigkeit spürbar steigern. Viele berichten, dass sie nach einer Tasse Kaffee besser bei der Arbeit oder beim Lernen vorankommen, komplexe Aufgaben konzentrierter meistern und längere Zeit wachbleiben können. Auch Reaktionszeiten verbessern sich kurzfristig.
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Langfristige Auswirkungen von Kaffee auf die Gehirngesundheit
Manche Studien weisen darauf hin, dass ein moderater Kaffeekonsum über die Jahre hinweg sogar vorbeugend gegen altersbedingte Gedächtnisprobleme wirken könnte. Die Forschung zum Thema „Kaffee und Gehirngesundheit“ ist jedoch noch nicht am Ende. Es gibt Hinweise, dass moderater Kaffeekonsum (rund 2-4 Tassen täglich) mit einem verringerten Risiko für bestimmte neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer einhergehen könnte. Klar ist jedoch: Kaffee enthält neben Koffein auch Antioxidantien, die möglicherweise protektiv wirken können.
Die dunkle Seite des Kaffees: Mögliche negative Auswirkungen
Koffein scheint für das Gehirn nicht in jedem Fall vorteilhaft zu sein, wie Schweizer Forscher herausfanden. Koffein könnte zu Gehirnschäden führen.
Veränderungen der grauen Substanz
Ein Forscherteam rund um Dr. Carolin Reichert und Professor Christian Cajochen von der Universität Basel untersuchte diesen Zusammenhang und kam zu einem interessanten Ergebnis: Koffein führte in der Schweizer Studie nicht zu schlechtem Schlaf, konnte aber dennoch das Gehirn beeinträchtigen und zu Veränderungen in der Grauen Substanz führen. Die Graue Substanz des Gehirns besteht insbesondere aus den Zellkernen der Nervenzellen, die umgangssprachlich auch als „kleine grauen Zellen“ bezeichnet werden.
Für die Schweizer Studie stellten sich 20 gesunde junge Teilnehmer zur Verfügung, die normalerweise täglich Kaffee trinken. Sie erhielten nun 10 Tage lang Koffeinkapseln (3-mal täglich eine Kapsel mit je 150 mg Koffein) und 10 weitere Tage lang Placebo-Kapseln. Kaffee sollten sie während der Studiendauer keinen trinken. Am Ende jeder 10-Tages-Periode untersuchten die Wissenschaftler die Graue Substanz der Studienteilnehmer mit Hilfe von Hirnscans.
Die Schlafqualität der Teilnehmer war erstaunlicherweise immer gleich, ob sie nun Koffein erhalten hatten oder nicht. Doch konnte man eindeutige Unterschiede an der Grauen Substanz erkennen. Nach Ablauf der 10-tägigen koffeinfreien Phase war das Volumen der Grauen Substanz grösser als nach der Koffein-Phase. Der Unterschied war besonders deutlich im Temporallappen, wo auch der Hippocampus lokalisiert ist, eine Region im Gehirn, die für die sog. Gedächtniskonsolidierung verantwortlich ist. Als Gedächtniskonsolidierung bezeichnet man einen Prozess, der hauptsächlich nachts während des Tiefschlafs stattfindet. Dabei wird das tagsüber neu Gelernte und Erlebte ins Langzeitgedächtnis überführt und so verfestigt, damit es immer wieder abgerufen werden kann.
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„Unsere Ergebnisse bedeuten nun nicht zwangsläufig, dass Koffein eine negative Auswirkung auf das Gehirn hat“, betonte Reichert. Allerdings weiss man spätestens seit einer Studie aus dem Jahr 2016, dass sich Koffein sogar auf den IQ auswirken kann.
Demenz-Risiko
Forscher der University of South Australia konnten anhand von 17.702 Teilnehmern (zwischen 37 und 73 Jahren) zeigen, dass ein hoher Kaffeekonsum mit einem kleineren Gehirn und einem erhöhten Demenz-Risiko in Zusammenhang steht. Teilnehmer, die täglich mehr als 6 Tassen Kaffee tranken, hatten ein um 53 Prozent erhöhtes Demenz-Risiko.
Schlafstörungen
Am Abend konsumiert kann Koffein den Schlaf stören. Schlafentzug wiederum wirkt sich auf die graue Substanz des Gehirns aus, wie frühere Studien gezeigt haben. Eine Studie ergab: „Koffein erhöhte die Komplexität der Gehirnsignale und führte zu einer dynamischeren und weniger vorhersehbaren neuronalen Aktivität“. Diese veränderte Hirnaktivität sei vor allem in der NREM-Schlafphase aufgetreten - der Tiefschlafphase, die für die Gedächtnisbildung und für die geistige Erholung entscheidend ist. Zudem zeigten sich unterschiedliche Rhythmen in den elektrischen Hirnwellen während des Schlafs: In den koffeinträchtigen Nächten waren langsamere Schwingungen wie Theta- und Alpha-Wellen schwächer und Beta-Wellen stärker ausgeprägt. „Diese Veränderungen der Hirnaktivität deuten darauf hin, dass das Gehirn auch während des Schlafs unter dem Einfluss von Koffein in einem aktiveren, weniger erholsamen Zustand bleibt“, sagt Seniorautor Karim Jerbi von der Universität Montreal.
Toleranz und Abhängigkeit
Wer regelmäßig viel Kaffee trinkt, gewöhnt sich an die Dosis. Eine Koffeinabstinenz kann zu Entzugssymptomen führen, die allerdings spätestens nach ein paar Tagen wieder verschwinden. Ein Risiko für eine Abhängigkeit wie bei Drogen besteht nicht. An diesen Symptomen erkennen Sie einen Koffeinentzug:
- Kopfschmerzen oder Migräne
- Niedergeschlagenheit
- Ausgeprägte Müdigkeit oder Erschöpfung
- Reizbarkeit, Stimmungsschwankungen
- Konzentrationsschwierigkeiten
- Geminderte kognitive Leistung
- Grippeähnliche Symptome (Übelkeit, Erbrechen, Muskelschmerzen)
- Schweregefühl in den Armen und Beinen
- Depressive Verstimmungen
- Angst im Zusammenhang mit Schlafstörungen
Weitere negative Auswirkungen
Kaffee regt die Produktion von Magensäure an. Außerdem kann exzessiver Kaffeekonsum zu Dehydrierung beitragen, was wiederum Kopfschmerzen begünstigt. Die vermeintlich notwenige morgendliche Tasse Kaffe verlangsamt den Blutfluss zum Gehirn. Doch keine Sorge: Eine Studie von Aaron Field von der University of Wisconsin zeigt, dass die Wirkung vorübergehend ist und dass sich das Gehirn bei regelmäßigem Kaffeekonsum darauf einstellt.
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Kaffee und mentale Gesundheit: Eine differenzierte Betrachtung
Stimmungsaufhellende Wirkung
Verschiedene Studien haben die Wirkung von Kaffee auf Psyche und Stimmung untersucht. Dabei sind Stimmung und Emotion unterschiedlich zu verstehen. Die Stimmung ist ein beständiger Zustand, während die Emotion ein kurzfristiges Ereignis darstellt. Es wurde herausgefunden, dass bereits das Trinken einer Tasse koffeinhaltigen Kaffees am Tag die Stimmung verbessern kann. Zurückgeführt wird die Wirkung auf das Koffein.
Tatsächlich hat Koffein einen Einfluss auf die Ausschüttung von Serotonin, welches umgangssprachlich auch als „Glückshormon“ bekannt ist. Serotonin ist ein Hormon, dass das Wohlbefinden und kognitive Funktionen wie die Merkfähigkeit steuert und gleichzeitig beruhigend auf den Körper wirkt.
So kann der Koffeinkonsum 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. Deshalb ist es nicht nur wichtig zu wissen, wie viel Koffein gut für Sie ist, sondern auch darauf zu achten, welche Grundstimmung Sie haben, wenn Sie Kaffee trinken. Dann können Sie Ihre Koffeindosis achtsam dosieren und alle gesundheitlichen Vorteile des Kaffees nutzen, ohne den Bogen zu überspannen.
Wirkung bei Depressionen
Psychisch gesund zu sein und zu bleiben, ist wichtig für Ihre Lebensqualität, Ihre Leistungsfähigkeit und Ihre soziale Teilhabe. Regelmäßiges Kaffeetrinken kann Ihnen dabei helfen. 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. Für entkoffeinierten Kaffee konnte der schützende Effekt auf das Risiko, eine Depression zu entwickeln, bisher nicht eindeutig beschrieben werden. Hier fehlen Forschungsarbeiten, die die Wirkung von Decaf auf das Depressionsrisiko adressieren. Die im Kaffee, aber auch im entkoffeinierten Kaffee zahlreich vorhandenen Polyphenole wie Chlorogensäuren und Phenylindane können das Nervensystem ebenfalls positiv beeinflussen.
Mögliche Auslöser für Panikattacken und Angstzustände
Sie vermeiden Koffein, weil Sie auf Kaffee mit Herzrasen, Schweißausbrüchen, Unruhezuständen, Schlafmangel und einer unbestimmbaren Angst reagieren. Dann wechseln Sie lieber zu entkoffeiniertem Kaffee, denn ohne die psychoaktive Substanz Koffein im Heißgetränk geht es Ihnen besser. 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.
Wie viel Kaffee ist zu viel?
Eine allgemeine Faustregel sind maximal 3-4 Tassen täglich, je nach persönlicher Verträglichkeit. Manche kommen mit mehr gut zurecht, andere spüren schon nach 2 Tassen innere Unruhe.
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.
Kaffee und Funktionsstörungen/Erkrankungen des Gehirns
Gehirnforschern ist viel daran gelegen, Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson, Schizophrenie, Depression, Epilepsie oder auch die weltweit weit verbreitete Migräne in Zukunft zu heilen oder zumindest das Krankheitsrisiko zu verringern.
Parkinson
Hierzu gibt es zahlreiche Studien. Es gibt eindeutige und abgesicherte Studienbeweise, dass koffeinhaltiger Kaffee eine Schutzwirkung hat 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. In einer Langzeitstudie wurden Probanden über ihre Gewohnheiten des Koffeinkonsums befragt und tatsächlich ergab sich, dass Parkinsonerkrankte in der Vergangenheit weniger Koffein tranken als die gesunden Versuchspersonen.
Demenz und Alzheimer
Zu risikomindernden Effekten von Kaffee auf Demenz und Alzheimer haben Wissenschaftler interessante Erkenntnisse gewonnen. Hierauf haben Kaffee als auch Decaf schutzwirksame Eigenschaften. Im Allgemeinen konnte das Langzeitgedächtnis von kaffeetrinkenden Erkrankten gestärkt werden. Decaf beinhaltet wie koffeinhaltiger Kaffee die Diterpene Cafestol und Kahweol, EHT (Eicosanoyl-5-hydroxytryptamid), ein bestimmtes Tryptamin sowie Phenylindane, die durch die Wärme-Einwirkung im Röstprozess von dunklem Kaffee entstehen. 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.
Epilepsie, Migräne, Depression und Schizophrenie
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. Weitere Nebeneffekte der im Decaf und Kaffee enthaltenen Antioxidantien und Polyphenole sind der Schutz vor oxidativem Stress und die antioxidative sowie antikanzerogene Wirkung der Diterpene.
Die Rolle von Genetik und individueller Verträglichkeit
Die Wirkung von Kaffee auf das Gehirn kann von Person zu Person unterschiedlich sein. Dies liegt zum Teil an genetischen Faktoren, die beeinflussen, wie schnell der Körper Koffein verstoffwechselt. 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". Personen mit zwei Kopien der "schnellen" Variante gelten als schnelle Koffeinverarbeiter, während diejenigen mit einer oder zwei Kopien der "langsamen" Variante als langsame Verstoffwechsler gelten.
Auch die Empfindlichkeit gegenüber Koffein kann genetisch bedingt sein. 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.
Entkoffeinierter Kaffee: Eine Alternative?
Entkoffeinierter Kaffee enthält nur noch sehr geringe Mengen Koffein. Die typische „Wachmacher“-Wirkung bleibt somit aus. Dennoch besitzt Decaf die antioxidative Power der Phenolverbindungen. Polyphenole vermindern oxidativen Stress. Damit schützen sie Nervenzellen vor Schädigungen, die an der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt sind.