Coffea

Gewinnung: Etwa 9 Monate nach der Blüte sind die Früchte, Kaffeekirschen oder Kaffeebeeren genannt, erntereif. Die Ernte geschieht meistenorts von Hand, wobei als Folge des asynchronen Fruchtansatzes mehrere „runs“ (Durchgänge) nötig sind. Im Zusammenhang mit dem wenig aufwendigen „trockenen Verfahren“ (s. → unten), werden die reifen Früchte länger am Baum belassen, um dann in einem einzigen Durchgang, „strip“ genannt, gleichzeitig reife, unreife und überreife Früchte vom Aste abzustreifen. In Erzeugerländern werden zwei Verfahren zur Aufbereitung der Kaffeekirschen eingesetzt, die zu zwei verschiedenen Zwischenprodukten führen, welche dann in einem weiteren einheitlichen Prozeß den sogenannten grünen Kaffee des Handels ergeben. Das „trockene Verfahren“ liefert getrocknete Kaffeekirschen als Zwischenprodukt, das „nasse Verfahren“ den Hornschalenkaffee, der ebenfalls getrocknet wird. Die trockene Aufbereitung wird üblicherweise für den Robusta-Kaffee, aber auch für 90 % der brasilianischen Arabica-Ernte verwendet. Die nasse Aufbereitung ist fast ausschließlich auf den Arabica-Kaffee beschränkt und ergibt später, falls eine Fermentation eingeschlossen ist, den „milden Kaffee“. Das trockene Verfahren ist sehr einfach und verlangt, was der endgültigen Qualität abträglich sein kann, keine besonderen Vorkehrungen während der Ernte (s. → oben), weil alle Kirschen, erntereif oder nicht, unbesehen in den Trocknungsprozeß eingeschleust werden können. Ganz anders liegen die Verhältnisse beim nassen Verfahren, wo eine strikte Kontrolle bei der Ernte vorausgehen muß, weil unreife oder überreife, bereits eingetrocknete Früchte den Pulper (s. → unten) nicht passieren können. Trockenes Verfahren. Die frisch gepflückten Kirschen werden in 30 bis 40 mm dicker Schicht zum Trocknen an der Sonne ausgebreitet. Häufiges Rechen zu Beginn der Trocknung verhindert mikrobielles Wachstum. Nach 3 bis 4 Wochen sind die Kirschen rappeldürr – zwischen Bohne und Fruchtwand hat sich ein Hohlraum gebildet – und enthalten noch ungefähr 12 % (m/m) Feuchtigkeit. Als Alternative zum „natürlichen Trocknen“ an der Sonne wird auch öfters „künstlich“, das heißt maschinell, im Warmluftstrom mit 60 °C getrocknet. Nasses Verfahren. Die Ernte, die frei von unreifen Kirschen sein muß, wird in einen mit Wasser gefüllten Tank gekippt. Bereits am Baum eingetrocknete oder von Insekten zerfressene Kirschen schwimmen obenauf, während die reifen Kirschen auf den Grund sinken, wo sie über einen Syphon zum Pulper geleitet werden. In diesem wird die Kirsche mechanisch gequetscht. Die rote Haut (= Exokarp) und ein Teil des Fruchtfleisches (= Teil des Mesokarps) lösen sich dabei als aufgerissene Hülle (= Pulpa) ab. Zurück bleiben die beiden Samen, ein jeder umgeben – von innen nach außen – von der Silberhaut (= Testa), der Hornschale (= Endokarp) und den schleimigen Resten des Mesokarps, die fest an der Hornschale haften. Das Ziel der anschließenden Fermentation, welche meist im Wasser durchgeführt wird, besteht darin, den Schleim, der vorwiegend aus Pektin besteht, aufzulösen, damit der resultierende Hornschalen-Kaffee saubergewaschen werden kann. Unter leicht sauren Bedingungen wird das Pektin durch in der Frucht bereits vorhandene Pektinasen abgebaut. Diese Reaktion wird offenbar durch verschiedene Mikroorganismen mit pektinolytischer Aktivität beschleunigt. Die Dauer der Fermentation, welche bei Umgebungstemperatur abläuft, beträgt in den Höhenlagen des Arabica-Anbaus etwa 48 h. Nach gründlichem Waschen wird der Hornschalenkaffee entweder an der Sonne oder seltener maschinell getrocknet. Die Produkte aus der nassen bzw. trockenen Aufbereitung, getrocknete Kirschen und Hornschalen-Kaffee, werden anschließend in einer Schälmaschine, engl. „Huller“, geschält. Dabei wird meistens auch die hinfällige Silberhaut wegpoliert. Die resultierenden Kaffeebohnen, im Handel grüner Kaffee genannt, werden schließlich maschinell nach Größe, Dichte und Oberflächenfarbe sortiert. Die Lagerung im Erzeugerland kann in Form der getrockneten Kirschen, des Hornschalen-Kaffees oder des grünen Kaffees geschehen. Dabei sollte der Feuchtigkeitsgehalt dieser Produkte den Wert von 11 % (m/m) nicht übersteigen. Diese Bedingung wird beispielsweise eingehalten, wenn bei 28 °C die relative Luftfeuchte nicht mehr als 67 % beträgt. Oberhalb von 13 % (m/m) beginnt mikrobielles Wachstum [30].

Handelssorten: Jedes Erzeugerland hat seine eigenen Sorten- und Qualitätsbezeichnungen. Für die weltweite Kaffeepreisgestaltung und Quotenregelung wurde von der Internationalen Kaffeeorganisation, ICO, die folgende Klassifizierung vorgeschlagen: [31] „Colombian Milds“, inklusive Kenya und Tansania, nasse Aufbereitung; „Other Milds“ aus nasser Aufbereitung; „Brazilians and Other Arabicas“, einschließlich Äthiopien, trockene Aufbereitung.

Pharmakognosie & Inhaltsstoffe [-]

Ganzdroge: Geschmack. Fast ohne Geschmack [88], [89]. Geruch. Fast ohne Geruch [88], [89]. Aussehen. Die geschälten Samen sind abgeplattet-ellipsoid, 7 bis 14 mm (10 bis 15 mm) lang, 6 bis 8 mm breit und auf der flacheren Seite mit einer tiefen Furche versehen, in der noch Reste der Samenhaut (Silberhaut) eingeklemmt sind. Die Samen sind hart, hornartig, grünlich, gelb oder gelblich-braun gefärbt [88], [89].

Mikroskopisches Bild: Pulverisierter Kaffee zeigt Endospermbruchstücke aus polyedrischen Zellen mit perlmuttartig glänzenden, zellulosehaltigen Zellwänden, die unregelmäßig knotig verdickt sind; in den Zellen teilweise Eiweißkörner und Fetttröpfchen; ferner Bruchstücke der Samenschale aus mehrschichtigen, zusammengefallenen, inhaltslosen, sehr dünnwandigen Zellen und spindelförmigen Faserzellen mit gleichmäßig verdickten, reichlich getüpfelten Zellwänden [89].

Verfälschungen/Verwechslungen: Ganzdroge, keine bekannt. Gerösteter (s. → Zubereitungen), gemahlener Kaffee kann mit gerösteten Kaffee-Ersatzprodukten gestreckt sein. Die wichtigsten sind Zichorienwurzel (Cichorium intybus L.), Löwenzahnwurzel (Taraxacum officinale WEBER), Feigenfrüchte (Ficus carica L.), Zuckerrübenwurzel (Beta vulgaris L.), Lupinensamen (Lupinus ssp.), Roggenkörner (Secale cereale L.) und Gerstenkörner (Hordeum distichon L.) [32], [33].

Minderqualitäten: Unreife Früchte, am Baum eingetrocknete oder durch Schadorganismen befallene Früchte ergeben sogenannte „defective beans“, die meist aufgrund ihrer Pigmentierung (schwarz, braun, grau) erkannt werden. Zudem führen Unachtsamkeiten während der Aufbereitung (s. → Gewinnung) zu charakteristischen, unerwünschten Veränderungen der Bohne. So hat die Stinkerbohne („stinker“), die infolge Überfermentierung entsteht, einen äußerst widerlichen Geruch sowie Geschmack und vermag im gemahlenen Zustand mehrere Kilogramm Kaffee ungenießbar zu machen. „Stinkers“ können dank ihrer Fluoreszenz im UV-Licht (360 nm) bei der elektronischen Sortierung erfaßt werden [27], [34].

Inhaltsstoffe: Die grünen Bohnen enthalten Purinalkaloide. Hauptkomponente ist Coffein (= 1,3,7-Trimethylxanthin) mit durchschnittlich 1,16 % (0,58 bis 1,70 %) [36]. Die übrigen bekannten Purinalkaloide Theobromin, Theophyllin, Paraxanthin, Theacrin, Liberin und Methylliberin sind jeweils nur in geringer Konzentration vorhanden. Die Konzentration an Theophyllin beträgt 5 bis 25 ppm [37]. S. a. Lit. [35] Der Gehalt an Chlorogensäuren liegt zwischen 5,5 bis 7,6 % (HPLC). Hauptkomponente (60 bis 80 %) ist die 5-Caffeoylchinasäure, welche gemeinhin als Chlorogensäure bezeichnet wird [38]. Atractyligenin, ein Diterpen vom Kauran-Typ, und dessen Glykoside sind in Konzentrationen von 320 bis 1000 ppm vorhanden [39]-[42]. Der nichtverseifbare Anteil des Kaffeeöls enthält die Diterpenalkohole Kahweol und Cafestol, die an der primären Hydroxylgruppe vor allem mit Palmitin- und Linolsäure verestert sind. Die Bohne enthält ca. 16 % Kaffeeöl, wovon 1 % Diterpenalkohole sind [35], [43]. Trigonellin 1,08 %[44], [45]. Im Kaffeewachs finden sich 500 bis 1000 ppm an Fettsäure-Derivaten des 5-Hydroxytryptamins [43].

Lagerung, Stabilität, Verwendung, u. a. [-]

Lagerung: Gut verschlossen aufzubewahren, vor Licht und Feuchtigkeit geschützt PF X.

Zubereitungen: Coffeae semen tostae (geröstete Kaffeebohnen), Prepared Coffee (Coffea Preparata) BPC 68: Die getrockneten Samen werden solange geröstet, bis sie eine tiefbraune Farbe und den charakteristischen Geruch annehmen. Gehalt an Coffein mindestens 1 % BPC 68. Röstverfahren. Dieser Prozeß wird fast durchwegs im Verbraucherland durchgeführt und bildet zusammen mit dem Mahlen die Voraussetzung dafür, daß aus den Bohnen durch Aufgießen mit heißem Wasser das geschmacklich und farblich typische Getränk zubereitet werden kann (s. → Sonstige Verwendung). Der Röstprozeß findet in der Regel unter atmosphärischem Druck statt, wobei heiße Gase aus einem Brenner zusammen mit zusätzlicher Luft den Wärmeträger darstellen. Heiße Metalloberflächen, in älteren Röstapparaten einziger Wärmeträger, sind heute lediglich eine Ergänzung zum Wärmetransfer aus heißen Gasen. Es existiert eine große Zahl von Röstapparaturen. Das konventionelle Rösten geschieht meistens in der sich horizontal drehenden Trommel, die perforiert sein kann, mit heißem Gas beschickt wird und kontinuierlichen Betrieb erlaubt. Hier beträgt die Röstdauer 12 bis 15 min, mitunter auch nur 5 bis 8 min. Eine neue Generation von Röstern, die auf dem Prinzip des „fluidised-bed“ (Fließbett) operieren, führte zu einer Verkürzung und Verbesserung des Röstprozesses mit Röstzeiten zwischen 1,5 und 3,5 min. Während des Röstvorganges „schwimmen“ die Bohnen im heißen Gas. Die Wärmeübertragung (Konvektion) ist dadurch optimiert und der Gewichtsverlust minimalisiert. Im englischen Sprachgebrauch wird deshalb diese Methode mit „fast and high-yield roasting“ bezeichnet. Die Temperatur der wärmeübertragenden Gasphase liegt zwischen 220 °C und 270 °C. Physikalisch-chemisch und thermoanalytisch betrachtet, verliert die Bohne zunächst in einer ersten Phase ihre Restfeuchte und später, ab einer Bohnentemperatur von 160 °C, beginnt die exotherme Reaktion, welche bei 210 °C ihr Maximum und bei 250 °C wieder ein tiefes Niveau erreicht. Während dieser Pyrolyse findet ein Trockengewichtsverlust statt, der auf die Bildung flüchtiger Produkte, in erster Linie von CO₂, zurückzuführen ist und je nach Röstmethode zwischen 1 und 10 % beträgt. Während des Röstvorganges nimmt die Bohne an Volumen zu. Pro Gramm gerösteten Kaffees bleiben bis 5 mL (Normaldruck) CO₂ unter Druck in der Bohne eingeschlossen, welches langsam entweicht [46], [47]. Einwirkung des Röstens auf die Inhaltsstoffe. Der Coffeingehalt wird nicht nennenswert verändert, hingegen fällt der Gehalt an Chlorogensäuren auf etwa 40 bzw. weniger als 10 % des ursprünglichen Wertes bei der mittleren bzw. starken Röstung. Der Gehalt des freien Atractyligenins nimmt auf Kosten seiner Glykoside zu. Trigonellin zerfällt zu 30 bis 90 % proportional zur Röstdauer (Röstgradindikator!) und ergibt unter anderem Nikotinsäure, dessen Gehalt dabei um den Faktor 20 auf maximal 40 mg/100 g ansteigt. Die Fettsäure-Derivate des 5-Hydroxytryptamins werden zu etwa 20 % zu 5-Hydroxyindolen, Alkanen und Alkanderivaten pyrolysiert. Während des Röstens werden vor allem aus den wasserlöslichen Verbindungen wie Kohlehydrate, Aminosäuren, Chlorogensäuren und Trigonellin flüchtige aromatische Substanzen sowie polymere braune Pigmente gebildet. Caramel, Melanoidine, verschiedene aromatische Verbindungen sowie in geringem Maße auch Coffein (10 bis 30 %) sind für den charakteristischen, bitteren Geschmack des Getränks (s. → Sonstige Verwendung) verantwortlich. Bis heute sind im gerösteten Kaffee über 1000 flüchtige Substanzen, die insgesamt 0,1 % des Bohnengewichts ausmachen, identifiziert worden. Die meisten werden in allen anderen gerösteten Lebensmitteln ebenfalls vorgefunden. Trotz großer Anstrengungen ist noch nicht klar, welche Verbindungen für das Kaffeearoma ausschlaggebend sind. Schwefelhaltige Furanderivate sollen in geringer Konzentration (wenige ppm) eine Geruchsnote besitzen, die an frisch gerösteten Kaffee erinnert [29], [35], [43], [45], [48].

Verwendung: Kaffeegetränk: Zu seiner Herstellung dienen die gerösteten und gemahlenen Bohnen von Coffea arabica und Coffea canephora, wobei unter Normal- oder Überdruck (8 bis 10 bar) mit kochendem Wasser oder mit heißem, dampfhaltigen Wasser (Vaporisation) eine Fest-Flüssig-Extraktion durchgeführt wird. Die gängigen Methoden sind: Die Filtration durch Papierfilter (Filterkaffee; „drip coffee“); das Dekokt und die Infusion (oft beide als gekochter Kaffee bezeichnet); die Perkolation, bei welcher der Extrakt durch das Mahlgut rezirkuliert wird; die Espresso-Methode mit Vaporisation und hohem Druck (Espresso- oder Ristretto-Kaffee) [74], [75]. Eine Tasse Kaffee (150 mL), aus 10 g Bohnen hergestellt, enthält je nach Extraktionsart und Ausgangsmaterial 80 bis 180 mg Coffein [29]. Die Berechnung der Coffeinaufnahme (Coffeinkonsum) anhand von standardisierten Werten für eine Tasse Kaffee ist ungenau und bleibt eine grobe Schätzung [54].

Gesetzliche Bestimmungen: Monographie-Entwurf (unveröffentlicht) der Kommission E beim BGA „Stoffcharakteristik zur Bewertung fixer Kombinationen mit Coffeae semen (Kaffeebohnen)“ [64].

Pharmakologie [-]

Wirkungen: Der weitaus größte Teil der für den Kaffee beschriebenen Wirkungen läßt sich auf die Anwesenheit von Coffein zurückführen. Detaillierte Angaben zur Coffeinwirkung → Coffein. Der Übersicht halber seien die Coffeineffekte vereinfacht zusammengefaßt: Coffein ist zentral erregend, hat eine positiv inotrope und (in hohen Konzentrationen) eine positiv chronotrope Wirkung auf das Herz. Es wirkt relaxierend auf die glatte Muskulatur sowohl der Gefäße (mit Ausnahme der zerebralen Gefäße, die mit einer Vasokonstriktion reagieren) als auch der Bronchien. Coffein hat einen kurzfristigen diuretischen Effekt und bewirkt ein Erhöhung der Magensekretion. Zudem steigert es die Freisetzung der Catecholamine. Von den verschiedenen Hypothesen mit dem gemeinsamen Ziel, die physiologische Wirkung des Coffeins in seinem Angriffspunkt auf der Ebene der Zelle zu erklären, ist heute jene der kompetitiven Blockierung der an der Zelloberfläche liegenden Adenosin-Rezeptoren (A1 und A2) wohl die wichtigste. Diese Rezeptoren sind im Gehirn, Fettgewebe, in der Leber, Niere, im Herz und an Erythrozyten aufgefunden worden. Coffein und andere Methylxanthine kompetitieren mit Adenosin um diese Bindungsstellen. So wird begreiflich, weshalb eine große Zahl der Coffeinwirkungen denjenigen des Adenosins entgegengesetzt sind. Adenosin-Effekte sind: Sedierung des ZNS, Dilatation der zerebralen Gefäße, Erniedrigung der Schlagfrequenz und des Blutdrucks, Verminderung der Lipolyse im Fettgewebe, Hemmung der synaptischen Freisetzung von Katecholaminen. Die nach üblichem Kaffeegenuß (s. → Sonstige Verwendung) oder nach therapeutischer Verabreichung von Kaffeextrakten (s. → Therapeutische Anwendung) in Blut und Gehirn zirkulierenden Coffeinkonzentrationen liegen zwischen 10 und 50 μM und genügen vollauf, die erwähnten Adenosin-Effekte zu antagonisieren. Diese Erkenntnisse basieren auf einer Vielzahl von Studien an Säugern [51]-[54]. Herz, Kreislauf,Gefäße. In Doppelblindstudien konnte gezeigt werden, daß Individuen, die gewöhnlich keinen Kaffee trinken, bereits 1 h nach Verabreichung einer Einzeldosis Coffein von 250 mg mit einem Anstieg des systolischen Blutdruckes von durchschnittlich 10 mm Hg reagieren, während habituelle Kaffeetrinker diesbezüglich tolerant sind. Die Langzeit-Dosierung von Coffein (7 d; 3mal 250 mg/d) führt bei Nicht-Kaffeetrinkern nach 1 bis 4 d ebenfalls zur Toleranz, d. h. der Blutdruck sinkt auf den Ausgangswert ab [55], [56]. Bereits niedrige Dosen haben einen cardiotonischen, positiv inotropen Effekt, der möglicherweise zum Anstieg des Blutdrucks beiträgt [57]. Blut. Wird, wie dies in den skandinavischen Ländern üblich ist, gemahlener Kaffee mit kochendem Wasser übergossen (Infusion) und der nach 10 min dekantierte Extrakt getrunken, so kommt es bei einem täglichen Konsum von durchschnittlich 5,6 Tassen nach 9 Wochen zu einem signifikanten Anstieg des Gesamt- sowie des LDL-Cholesterols [58]. Bei dieser Art der Zubereitung wird offenbar ein cholesterolämischer Faktor entweder freigesetzt oder neu gebildet, welcher mit einer Filtration durch Papierfilter zusammen mit 80 % der Kaffeelipide entfernt werden kann [59]. Zusammenstellung der epidemiologischen Untersuchungen zum Thema Kaffee und Cholesterol in Lit.[54] Verdauungstrakt. Die orale Zufuhr von 200 mg Chlorogensäure stimuliert beim Menschen die Magensekretion[60]. Dieser Effekt erklärt möglicherweise, weshalb beide, normaler und entcoffeinierter Kaffee, die gastrale Sekretion doppelt so stark anregen wie Coffein allein [61]. Sonstige. Eine Diät mit 20 % grünem Kaffee hemmt beim Hamster die DMBA-induzierte, orale (Backentasche) Tumorbildung zu 90 %. Eine Mischung aus Kahweol und Cafestol allein, welche dem Gehalt in der Diät entspricht, zeigt einen Hemmwert von 35 % [62].

Wirkungsverlauf: Die stimulierende Wirkung des Kaffees, welche auf die Anwesenheit von Coffein zurückgeführt wird, setzt schon wenige Minuten nach der Einnahme ein. Maximale Plasmakonzentrationen an Coffein werden nach 15 bis 45 min erreicht. Seine Plasmahalbwertzeit beträgt durchschnittlich 4 bis 6 h, wobei aber von Individuum zu Individuum große Unterschiede bestehen [53].

Anwendungsgebiete [-]

Kaffeextrakte aus gerösteten und ungerösteten Samen werden medizinisch analog zu anderen coffeinhaltigen Drogen bei geistiger und körperlicher Ermüdung angewendet [63], [64]. Auch das Kaffeegetränk (Heißwasserextrakt aus gerösteten, gemahlenen Samen; s. → Sonstige Verwendung) kann bei Neigung zu Hypotonie therapeutisch eingesetzt werden [65].

Dosierung & Art der Anwendung

Soweit nicht anders verordnet: Mittlere Tagesdosis: Zubereitungen entsprechend 15 g Droge [64]. Extrakte aus Kaffeebohnen zum Einnehmen [64].

Unerwünschte Wirkungen [-]

Überempfindlichkeitsreaktionen nach Einnahme von Kaffeezubereitungen sind, angesichts der breiten Verwendung als Lebensmittel, äußerst selten. Stäube des grünen Kaffees, welche Zellulosefasern der Jutesäcke, Hyphen und Sporen von Pilzen, Bohnenfragmente und Pollen enthalten, können allergische Reaktionen auslösen. Die Allergene sind heterogene Proteine (M_r 50.000 bis 500.000), die beim Rösten teilweise zerstört werden. Chlorogensäure konnte als Allergen ausgeschlossen werden [66]. Einschlafstörungen, Überregbarkeit, nervöse Unruhezustände[64].

Gegenanzeigen/

Anwendungsbeschränkungen [-]

Ulcus ventriculi und -duodeni [64]. Gegen Ende des zweiten und im letzten Trimester der Schwangerschaft verlängert sich die Plasmahalbwertzeit von Coffein auf 18 bis 20 h. In dieser Phase ist deshalb dem Faktor Coffein Beachtung zu schenken [53]. Das gleiche gilt auch für die Stillperiode, da einerseits die Halbwertzeit für Coffein Neugeborener während der ersten 5 Lebensmonate stark erhöht ist und andrerseits Coffein rasch in die Muttermilch (Konzentrationsverhältnis Milch/ Serum 0,47 bis 0,87) übertritt [67]. Weiterführende Literatur zu diesen Aspekten in Lit. [54] Eine Veränderung der Halbwertzeit ist auch bei Erkrankungen der Leber zu beobachten [53].

Wechselwirkungen

Wirkungsverstärkung durch psychoanaleptisch wirksame Arzneimittel und coffeinhaltige Getränke [64].

Volkstümliche Anwendungen &

andere Anwendungsgebiete

In Haiti werden Abkochungen der gerösteten Bohnen bei Schwächezuständen, Anämie, Ödemen, Leberbeschwerden und Hepatitis getrunken [68]. Die Wirksamkeit ist nicht belegt.

Toxikologie [-]

Tox. Inhaltsstoffe und Prinzip: Soweit bekannt, ist Coffein konzentrationsmäßig das wichtigste und toxikologisch gesehen das einzig zu berücksichtigende Wirkungsprinzip mit durchschnittlich 1,16 % für Coffea arabica und 2,15 % für Coffea canephora. Toxikologische Eigenschaften von Coffein s. → Coffein. Die Kontroverse um die Schädlichkeit des Kaffeegetränks nahm in Europa ihren Anfang im 17. Jahrhundert und hat bis heute kein Ende gefunden. Wenn von Coffein die Rede ist, so ist damit vorrangig der Kaffee gemeint, weil er die Hauptquelle dieses weltweit am häufigsten konsumierten Wirkstoffes darstellt. Obschon oder vielleicht weil die Zahl der Veröffentlichungen zum Thema „Coffein (Kaffee) und Gesundheit“ exponentiell ansteigt, hat die wissenschaftliche Forschung in den vergangenen Jahren mehr Fragen aufgeworfen als beantwortet. Die zur Zeit wohl fundierteste Auseinandersetzung mit dieser Thematik findet sich in einem kürzlich erschienenen Übersichtswerk [54], in welchem allein unter den Gesichtspunkten der cardiovasculären Erkrankungen, der Carcino-, Muta- sowie Teratogenität und der menschlichen Reproduktion ca. 500 Publikationen abgehandelt weden. Das Fazit ist, daß trotz der Fülle von Untersuchungsergebnissen kaum eine gesicherte Aussage über Coffein (Kaffee) als Risikofaktor gemacht werden kann. Die Resultate sind inkonsistent oder sogar widersprüchlich, eine Dosis-Wirkung-Korrelation besteht nur selten. Die Gründe hierfür sieht der Autor in erster Linie im Parameter der „Coffein-Exposition“, der in Form der nicht-kontrollierten Selbsteinschätzung der Versuchspersonen in die Studien einfließt. Angesichts der Tatsache, daß die Einnahme einer Droge (oder eines Genußmittels) einen Akt menschlicher Verhaltensweise darstellt und deshalb nur mit großer Mühe quantifizierbar ist, erstaunt es nicht, wenn vor allem in epidemiologischen Studien häufig Null-Befunde als Quintessenz resultieren. Es werden tagebuchartige Aufzeichnungen der täglichen Aufnahme durch die Versuchspersonen und die Bestimmung des Coffeinspiegels im Speichel oder Blut empfohlen. Des weiteren kann der Autor zeigen, daß ein Teil der widersprüchlichen Statements durch irrtümliche Interpretation der Ergebnisse verursacht sind. Vermehrte Beachtung sollte den „Confounders“ (Versuchspersonen, die zusätzlichen Risikofaktoren ausgesetzt sind, z. B. Raucher) geschenkt werden, welche die wahre Aussage der Studie gefährden.

Toxkinetik: Coffein wird innerhalb von wenigen Minuten resorbiert und verteilt sich unmittelbar frei im ganzen Körperwasser (ca. 0,7 L/kg KG), so daß die Konzentration im Gewebe dem jeweiligen Wassergehalt proportional ist. Eine Einzeldosis (p. o. oder i. v.) von 1 mg Coffein/kg KG führt im Menschen zu einem Peak-Plasmaspiegel von ca. 1 mg/L (= 1 μg/mL). Die Plasmahalbwertzeit beträgt durchschnittlich 4 bis 6 h. Sie ist im letzten Trimester der Schwangerschaft und bei Lebererkrankungen stark verlängert (s. a. → Gegenanzeigen/Anwendungsbeschr.). Coffein wird in der Leber durch drei verschiedene Prozesse metabolisiert: – Demethylierung zu Dimethyl- und Monomethylxanthinen; – Oxidation zu den entsprechenden Methylharnsäuren; – Öffnung des Imidazolringes und damit Bildung substituierter Aminouracile. Der weitaus größte Teil dieser Metaboliten wird im Urin und nur wenig (2 bis 7 %) in den Faeces ausgeschieden. Weniger als 2 % des applizierten Coffeins wird in unveränderter Form eliminiert [53], [69], [70].

Acute Toxizität:

Mensch. Die Hochrechnung aus Tierversuchen ergibt für den Menschen eine LD₅₀ von schätzungsweise 150 bis 200 mg Coffein/kg KG [54]. Aus der Praxis wird einerseits davon berichtet, daß bereits eine Einzeldosis von 5,3 g Coffein p. o. den Tod eines Kindes herbeigeführt habe [71], während andererseits eine 21jährige Frau die Einnahme von 106 g Coffein (424 Tabletten zu je 250 mg) ohne bleibende Symptome überlebte [72]. Die „American Association of Poison Control Centers“ registrierte 2709 Fälle von Coffeinvergiftung. Lediglich 0,1 % (d. h. 3 Fälle) verliefen tödlich [54]. Es besteht kein klares Bild der medizinischen Ursachen, die letztlich nach einer Überdosierung von Coffein zum Exitus führen. Hingegen werden im Zusammenhang mit der Vergiftung durch Coffein eine Reihe von allgemeinen Symptomen wie Erbrechen und abdominale Krämpfe (erste Zeichen) beschrieben. Weitere Symptome betreffen das zentrale Nervensystem und schließen Rigidität, myoklonische Spasmen, Opisthotonus sowie Konvulsionen ein. Kardiovaskuläre Effekte sind ebenfalls häufig und führen zu Tachykardie und Arrhythmien. Die diuretische und emetische Wirkung kann eine massive Störung der Flüssigkeits- und Elektrolythaushaltes ergeben. Erholung ohne bleibende Symptome [54]. Angesichts dieser Daten und des Umstandes, daß für eine schwerwiegende Lebensmittelvergiftung pro kg KG eine Tasse sehr starken Kaffees entsprechend 10 bis 15 g Kaffeepulver eingenommen werden müßte, ist diesbezüglich eine lebensbedrohende Situation kaum vorstellbar. Anders liegen die Verhältnisse für pharmazeutische Zubereitungen, welche eine erleichterte Ingestion großer Coffeinmengen ermöglichen und in seltenen Fällen zu einer Lebensbedrohung führten.

Chronische Toxizität:

Mensch. Coffeinabusus über längere Zeit von täglich 1,5 bis 1,8 g führt beim Menschen zu einem als „Coffeinismus“ bezeichneten Komplex von unspezifischen Symptomen wie Angst, Ruhelosigkeit, Reizbarkeit, Schlaflosigkeit, Zuckungen, Herzklopfen, Extrasystolen, Schwindel, Erbrechen, Durchfall, Appetitlosigkeit, Kopfschmerzen, Ohrenklingen, Beschleunigung der Atmung, leichtes Fieber und Albuminurie [53], [54], [73].

Therapie: Pneumonie-Prophylaxe bei Aspiration. Erbrechen mit Syrupus Ipecac. (Erwachsene: 30 mL, Kinder 1 bis 12 Jahre: 15 mL) oder Magenspülung. Einnahme einer Aufschlämmung von Aktivkohle (Erwachsene: 30 bis 100 g; Kinder: 15 bis 30 g; Kleinkinder: 1 bis 2 g/kg KG) entweder wäßrig oder mit Natriumsulfat (Na₂SO₄) oder mit Sorbit. Bekämpfung der Krampfneigung mit Diazepam i. v. (Erwachsene: Einzeldosis 5 bis 10 mg, 15minütlich wiederholbar bis zur total applizierten Dosis von 30 mg; Kinder analog 0,25 bis 0,4 mg/kg KG bis zur total applizierten Dosis von 10 mg). Genaue Kontrolle des Elektrolyt- und Flüssigkeitsgleichgewichts [86], [90]. Absetzen der coffeinhaltigen Droge, falls nötig unter strikter Kontrolle (Hospitalisierung).

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Lizenzausgabe mit freundlicher Genehmigung des Springer Medizin Verlags GmbH, Berlin, Heidelberg, New York

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15.08.2010

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