Coffein
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 11. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Coffein, Koffein oder Tein ist ein Xanthin-Alkaloid mit stimulierender, psychoaktiver Wirkung. Coffein wirkt beim Menschen anregend. Das in Reinform weiße, geruchlose Pulver wurde 1820 zum ersten Mal aus Kaffeebohnen extrahiert und hat einen bitteren Geschmack. Coffein kommt in der Natur in verschiedenen Gewächsen und dort in unterschiedlichen Pflanzenteilen vor. Es hat die Wirkung eines natürlichen Pestizids, da es bestimmte Schädlinge, die die Pflanze anfressen, lähmt oder sogar tötet. Coffein kommt in bestimmten Nahrungs- und Genussmitteln vor, wie Kaffee, Tee, Guarana, Maté oder Kakao. Pures Coffein kann für die weitere Anwendung aus Pflanzen extrahiert oder synthetisch hergestellt werden.
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Was ist Coffein?
Coffein, ein Alkaloid der Xanthin-Familie, ist die weltweit am häufigsten konsumierte psychoaktive Substanz. Es findet sich in Kaffeebohnen, Teeblättern, Kakaobohnen, Colanüssen und in mehreren anderen natürlichen Quellen. Coffein ist bekannt für seine stimulierenden Effekte auf das zentrale Nervensystem, die eine vorübergehende Verringerung der Müdigkeit und eine Erhöhung der Wachsamkeit bewirken.
Geschichte und Herkunft
Die Entdeckung und Nutzung von coffeinhaltigen Pflanzen geht Tausende von Jahren zurück. Legenden zufolge wurde Kaffee erstmals in Äthiopien entdeckt, wo ein Hirte bemerkte, dass seine Ziegen nach dem Verzehr der Kaffeebohnen auffallend lebhaft wurden. Tee hat seine Wurzeln in China, wo er seit Jahrtausenden als medizinisches Getränk verwendet wird. Im Laufe der Zeit verbreiteten sich diese Getränke über den Globus und wurden zu einem festen Bestandteil vieler Kulturen.
Konsum und Kultur
Coffein wird weltweit in verschiedenen Formen konsumiert, am beliebtesten in Form von Kaffee und Tee. In vielen Kulturen spielen diese Getränke eine zentrale Rolle in sozialen Zusammenkünften und Zeremonien. Neben den traditionellen Quellen hat die moderne Industrie eine Vielzahl von coffeinhaltigen Produkten hervorgebracht, darunter Energydrinks, Cola-Getränke und sogar Nahrungsergänzungsmittel.
Medizinische Wirkung & Anwendung
Coffein steht zwischen Lebensmittel und Arzneistoff. Als Arzneistoff wird es unter anderem Kombinationsschmerzmitteln zugesetzt und als Coffeincitrat bei Frühgeborenen angewendet; der weitaus größte Teil der täglich aufgenommenen Menge stammt jedoch aus Lebens- und Genussmitteln wie Kaffee, Tee und Erfrischungsgetränken.
Coffein wirkt stimulierend auf den Stoffwechsel und das zentrale Nervensystem. Seine Wirkung im Körper ist komplex und führt zu erhöhter Wachsamkeit, Konzentration, Körperkoordination und Munterkeit. Zudem wird die Stimmung aufgehellt.
Coffein aus Getränken wird nach 45 Minuten absorbiert mit einem Konzentrationshöhepunkt im Blut nach einer Stunde. Daneben kann Coffein als Tablette oder Zäpfchen eingenommen werden. Bei gesunden Erwachsenen und ohne weitere Medikamente ist nach circa fünf Stunden die Hälfte des Coffeins durch die Leber wieder abgebaut worden.
Coffein überwindet die Blut-Hirn-Schranke ohne Mühe und wirkt daher direkt auf Gehirn und Nervensystem. In moderater Dosis, zum Beispiel einige Tassen Kaffee täglich, hat Coffein einige positive Effekte auf den Körper.
So belegt eine Studie aus dem Jahr 2010, dass Schichtarbeiter, die Coffein konsumieren, weniger Fehler machen und weniger Verletzungen erleiden. Bei Frühgeborenen wird Coffein gegen Apnoe, Lungenbeschwerden und den damit einhergehenden verlangsamten Herzschlag eingesetzt. Coffein wirkt entspannend auf die Analmuskulatur und erleichtert so den Stuhlgang, sollte bei Inkontinenz aber gemieden werden.
Da Coffein im Laborversuch Haarfollikel reaktiviert, gibt es inzwischen Haarwuchs-Shampoos mit Coffein. Zumindest die Absorption des Coffeins aus Shampoo ist nachgewiesen. Ob tatsächlich der natürliche Haarwuchs stärker wird, ist bislang unbelegt. Coffein verstärkt auch die Wirkung bestimmter Schmerzmittel und ist daher Bestandteil einiger Schmerztabletten sowie einiger Antihistaminika-Präparate, in denen es die leidige Begleiterscheinung Müdigkeit reduziert.
Außerdem wurde beobachtet, dass Coffein bei Risikogruppen eine leberschützende Wirkung hat. Der zugrundeliegende Mechanismus ist allerdings noch nicht erforscht.
Ein dauerhafter, exzessiver Coffein-Konsum kann unangenehme Folgen wie Nervosität, Muskelzittern, Angststörungen oder Schlaflosigkeit haben und zur Abhängigkeit führen. Die tödliche Dosis Coffein liegt bei Ratten bei circa 200 mg pro Kilogramm Körpergewicht.
Wirkmechanismus
Coffein wirkt, indem es die Adenosinrezeptoren im Gehirn blockiert. Adenosin ist ein Neurotransmitter, der eine beruhigende Wirkung hat und zur Regulierung des Schlaf-Wach-Zyklus beiträgt. Indem Coffein die Adenosinrezeptoren blockiert, verhindert es die sedierende Wirkung von Adenosin, was zu einer erhöhten Wachsamkeit und Konzentration führt.
Chemisch gehört Coffein zu den Methylxanthinen und ist damit mit Theophyllin und Theobromin verwandt. Von den verschiedenen Andockstellen für Adenosin sind vor allem zwei Unterformen bedeutsam, die als A1 und A2A bezeichnet werden; an beiden ist die Blockade in Bindungsversuchen bereits bei solchen Konzentrationen nachweisbar, wie sie bei arzneilicher Anwendung erreicht werden. Aus dieser Verwandtschaft erklärt sich auch eine Besonderheit des Stoffwechsels: Bei Frühgeborenen wandeln sich Coffein und Theophyllin ineinander um, weshalb beide Stoffe nicht gleichzeitig gegeben werden.
Abgebaut wird Coffein beim Menschen hauptsächlich über ein Leberenzym aus der Cytochrom-P450-Familie, das die Bezeichnung CYP1A2 trägt. Wie schnell dieser Abbau abläuft, hängt von der Ausstattung des Einzelnen, von Begleitstoffen und vom Reifegrad der Leber ab. Bei Frühgeborenen ist die Verstoffwechselung wegen der noch unreifen Enzymsysteme stark begrenzt, weshalb sich Coffein dort weit länger im Körper hält als bei Erwachsenen.
Gesundheitliche Auswirkungen
Die Auswirkungen von Coffein auf die Gesundheit sind vielfältig und können sowohl positiv als auch negativ sein. In moderaten Mengen konsumiert, kann Coffein die kognitive Funktion verbessern, die Reaktionszeit verkürzen und die körperliche Leistungsfähigkeit steigern. In Beobachtungsstudien geht ein höherer Coffeinkonsum mit einem geringeren Risiko für die Parkinson-Krankheit einher; für Demenzerkrankungen ist ein solcher Zusammenhang bislang nicht gesichert. Das geringere Risiko für Typ-2-Diabetes findet sich bei entkoffeiniertem Kaffee ebenso wie bei koffeinhaltigem und lässt sich deshalb nicht auf das Coffein zurückführen.
Andererseits kann übermäßiger Coffeinkonsum zu Schlafstörungen, Angstzuständen, Herzklopfen und in extremen Fällen zu einer Coffeinvergiftung führen. Die Empfindlichkeit gegenüber Coffein variiert stark zwischen den Individuen, wobei einige Personen bereits bei geringen Mengen Nebenwirkungen erfahren.
Bedeutung für Sport & Training
Coffein findet auch im Sport Anwendung, nachdem zahlreiche Studien eine ausdauerfördernde Wirkung der Substanz nachgewiesen haben. Die Universität Illinois konnte zudem eine leicht schmerzlindernde Wirkung von Coffein zeigen.
Dabei spielt die Darreichungsform der Substanz keine Rolle. Eingesetzt werden Mengen im Bereich weniger Milligramm Coffein pro Kilogramm Körpergewicht. Bei höheren Mengen wird keine weitere Steigerung der Leistung mehr erreicht. Wer Coffein gezielt bei Training oder Wettkampf verwenden will, sollte einige Tage vorher auf Coffein verzichten, da der Körper sich an den Effekt des Stimulans gewöhnt.
Doch gibt es auch Aussagen, dass Coffein die sportliche Leistung nicht verbessert, sondern sogar hemmt. Eine Studie der Universitätsklinik Zürich deutet auf niedrigeren Blutfluss durch das Herz hin, wenn Coffein beim Ausdauersport eingenommen wird, und rät Menschen mit Herz-Kreislauf-Problemen vom Einsatz von Coffein beim Sport ab.
Coffein in der Neugeborenenmedizin
Die deutlichste arzneiliche Rolle spielt Coffein bei Frühgeborenen. Zugelassen ist es dort in Form des Salzes Coffeincitrat zur Behandlung der primären Apnoe, also der Atempausen, die bei unreifen Kindern durch die noch unfertige Steuerung der Atmung entstehen. Die Einleitung der Behandlung ist einer neonatologischen Intensivstation vorbehalten.
Für die Wirkung bei dieser Anwendung werden mehrere Wege beschrieben, die sich ergänzen: eine Anregung des Atemzentrums, eine Zunahme des pro Minute bewegten Atemvolumens, eine Absenkung der Schwelle, ab der eine Anreicherung von Kohlendioxid im Blut eine Reaktion auslöst, und eine stärkere Antwort auf eine solche Anreicherung. Hinzu kommen eine Zunahme der Grundspannung der Skelettmuskulatur, eine geringere Erschöpfbarkeit des Zwerchfells sowie eine allgemeine Steigerung von Stoffwechsel und Sauerstoffverbrauch.
Belegt ist die Wirksamkeit in zwei Untersuchungen von sehr unterschiedlichem Zuschnitt. In einer verblindeten Studie an 85 Frühgeborenen gab es unter Coffeincitrat mehr Tage ganz ohne Atempause als unter Scheinbehandlung, und der Anteil der Kinder ohne Anfälle über mehr als acht Tage lag höher. In einer sehr großen Untersuchung mit 2006 Kindern, die auch die Entwicklung nach anderthalb bis knapp zwei Jahren erfasste, senkte die Behandlung die Rate einer bronchopulmonalen Dysplasie und verbesserte das Überleben ohne bleibende neurologische Behinderung. Der Vorteil fiel bei jenen Kindern deutlicher aus, die bei Studienbeginn eine Atemunterstützung benötigten.
Die Frühgeborenenapnoe ist dabei eine Ausschlussdiagnose: Andere Ursachen von Atempausen, etwa Erkrankungen des Nervensystems, eine Lungenerkrankung, eine Blutarmut, eine Blutvergiftung, Stoffwechselstörungen, Fehlbildungen des Herzens oder eine Verlegung der Atemwege, werden zuvor ausgeschlossen oder behandelt. Bleibt die Behandlung bei einem Kind ohne Wirkung, kann das darauf hindeuten, dass hinter den Atempausen eine andere Ursache steckt.
Kontraindikationen
Als Arzneistoff für Frühgeborene führt die Produktinformation nur eine einzige Gegenanzeige: eine Überempfindlichkeit gegen den Wirkstoff oder einen der sonstigen Bestandteile. Die kurze Liste täuscht über die Zahl der Umstände hinweg, die keine Gegenanzeige darstellen, aber besondere Vorsicht verlangen.
An erster Stelle steht das Nervensystem. Coffein regt es an, und bei Überdosierung wurden Krampfanfälle berichtet; bei einem bestehenden Krampfleiden wird es deshalb nur mit äußerster Vorsicht angewendet. An zweiter Stelle steht der Kreislauf: Veröffentlichte Studien zeigen eine Zunahme der Herzfrequenz, der Auswurfleistung der linken Herzkammer und des Schlagvolumens, und bei anfälligen Personen kann Coffein Herzrhythmusstörungen hervorrufen, bei Neugeborenen meist in Form einer einfachen Beschleunigung des Herzschlags. Bei bekannter Herzerkrankung und bei auffälligen Rhythmusbefunden vor der Geburt ist deshalb Vorsicht geboten.
Eine eingeschränkte Nieren- oder Leberfunktion verlangt ebenfalls Zurückhaltung; in einer Sicherheitsstudie nach der Zulassung schien die Häufigkeit von Nebenwirkungen bei einer kleinen Zahl sehr unreifer Frühgeborener mit einer solchen Einschränkung höher zu liegen. Bei einem Rückfluss von Mageninhalt in die Speiseröhre kann die Behandlung das Beschwerdebild verstärken. Zur nekrotisierenden Enterokolitis, einer häufigen und gefährlichen Darmerkrankung Frühgeborener, liegen Berichte über einen möglichen Zusammenhang mit Methylxanthinen vor; ein ursächlicher Zusammenhang ließ sich jedoch nicht sichern, und die große Langzeitstudie fand keine erhöhte Häufigkeit. Schließlich steigert Coffein den Stoffwechsel und damit den Energie- und Nährstoffbedarf, und die von ihm angeregte Harnausscheidung kann einen Ausgleich von Flüssigkeit und Salzen nötig machen.
Für die Aufnahme über Lebens- und Genussmittel gilt keine solche Liste, weil es sich dort nicht um eine arzneiliche Anwendung handelt. Bekannt ist jedoch, dass Coffein die Plazenta ohne Weiteres passiert und in den Blutkreislauf des Ungeborenen gelangt sowie in die Muttermilch übergeht. Stillende Mütter von Kindern, die mit Coffeincitrat behandelt werden, sollen deshalb weder coffeinhaltige Lebensmittel und Getränke noch coffeinhaltige Arzneimittel zu sich nehmen.
Interaktionen mit anderen Medikamenten
Der Angriffspunkt für Wechselwirkungen ist das Leberenzym CYP1A2. Weil Coffein hauptsächlich über dieses Enzym abgebaut wird, kann es mit Stoffen zusammentreffen, die selbst darüber abgebaut werden, die es hemmen oder die seine Bildung anregen.
Stoffe, die den Coffeinabbau bei Erwachsenen bekanntermaßen verlangsamen, sind zum Beispiel Cimetidin und Ketoconazol; unter ihnen reichert sich Coffein stärker an. In die andere Richtung wirken Stoffe, die den Abbau beschleunigen, darunter Phenobarbital und Phenytoin. Bei arzneilicher Anwendung bei Frühgeborenen lassen sich solche Verschiebungen durch eine Bestimmung des Coffeinspiegels im Blut abschätzen.
Nicht gleichzeitig gegeben werden Coffein und Theophyllin, weil sich beide Stoffe bei Frühgeborenen ineinander umwandeln. Wurde ein Kind zuvor mit Theophyllin behandelt, wird der Coffeinspiegel vor Beginn bestimmt. Trifft Coffein mit Doxapram zusammen, können sich die anregenden Wirkungen auf Kreislauf, Atmung und Nervensystem gegenseitig verstärken; Herzrhythmus und Blutdruck werden dann sorgfältig überwacht. Für Mittel, die die Magensäure unterdrücken, also H2-Blocker und Protonenpumpenhemmer, wird ein theoretisch erhöhtes Risiko einer nekrotisierenden Enterokolitis diskutiert, weil eine Überwucherung des Darms mit Bakterien mit dieser Erkrankung in Verbindung gebracht wird.
Eine zweite Gruppe von Wechselwirkungen entsteht nicht über den Abbau, sondern über die Wirkung selbst. Coffein verstärkt den Effekt bestimmter Schmerzmittel und wird ihnen deshalb in Kombinationspräparaten zugesetzt; in Präparaten gegen Allergien mildert es die von Antihistaminika ausgelöste Müdigkeit. In beiden Fällen ist Coffein der zugesetzte Partner, nicht der Hauptwirkstoff.
Für die verschreibungsrechtliche Einordnung ist entscheidend, in welcher Zubereitung Coffein vorliegt. Die Arzneimittelverschreibungsverordnung führt Coffein in zwei Fällen auf: in Zubereitungen mit einem oder mehreren bestimmten schmerzstillenden Stoffen, nämlich Paracetamol, Pyrazolonderivaten und Salicylsäurederivaten, und in Zubereitungen zur Behandlung der primären Apnoe bei Frühgeborenen. Für die schmerzstillenden Stoffe gilt dabei eine ausdrückliche Ausnahme für kleine Einzeldosen und kleine Packungsmengen. Kaffee, Tee, Colagetränke und Energydrinks fallen nicht darunter; sie sind Lebens- und Genussmittel.
Überdosierung
Bei Frühgeborenen sind die Zeichen einer Coffeinüberdosierung gut beschrieben. Dazu zählen ein erhöhter Blutzucker, ein Kaliummangel, ein feines Zittern der Gliedmaßen, Ruhelosigkeit, eine Überstreckung des Rumpfes, zuckende Bewegungen und Krampfanfälle, eine beschleunigte Atmung und ein beschleunigter Herzschlag, Erbrechen, Reizungen und Blutungen im Magen-Darm-Trakt, Fieber, Nervosität sowie veränderte Laborwerte. Beschrieben ist ein Fall, der durch eine Hirnblutung und bleibende Folgen für das Nervensystem erschwert wurde; Todesfälle durch eine Coffeinüberdosierung sind bei Frühgeborenen nicht berichtet worden.
Ein Gegenmittel gibt es nicht. Behandelt wird nach den Beschwerden: Kalium- und Zuckerwerte werden überwacht und ausgeglichen, Krampfanfälle mit geeigneten Mitteln unterbrochen. Nach einem Blutaustausch fallen die Coffeinspiegel im Blut ab.
Fazit
Coffein ist mehr als nur ein Wachmacher; es ist ein kulturelles Phänomen, das die Menschheit seit Jahrhunderten begleitet. Während es viele Vorteile bietet, ist es wichtig, den Konsum zu moderieren, um die negativen Auswirkungen auf die Gesundheit zu minimieren. Wie bei allem gilt auch hier: Die Dosis macht das Gift. Ein ausgewogener Umgang mit Coffein kann dazu beitragen, seine positiven Aspekte zu genießen, ohne die Risiken zu übersehen.
Quellen
- Aktories, K., Flockerzi, V., Förstermann, U., Hofmann, F. (Hrsg.): Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie.
ISBN: 9783437426223
- Geisslinger, G., Gudermann, T., Hinz, B., et al.: Mutschler Arzneimittelwirkungen.
ISBN: 9783804746541
- Freissmuth, M., Offermanns, S., Böhm, S.: Pharmakologie und Toxikologie.
ISBN: 9783662684696
- Hein, L., Fischer, J. W., Lüllmann, H., Mohr, K.: Taschenatlas Pharmakologie.
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- Marquardt, H., Schäfer, S. G., Barth, H. (Hrsg.): Toxikologie.
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