Загрузил petket80

Кофеин

Реклама
История открытия
Открыт
и
назван
«кофеином»
в
1819
году
немецким
химиком Фердинандом Рунге.
Структура кофеина была выяснена к концу XIX века Германом Эмилем
Фишером, который был также первым человеком, кто искусственно
синтезировал кофеин. Он стал лауреатом Нобелевской премией по химии 1902
года, которую получил частично из-за этой работы.
Нахождение в природе
Кофеин обнаруживают в следующих растениях:
• в листьях чайного дерева
• в семенах кофейного и шоколадного дерева
• в орехах кола
По химическому строению кофеин близок к веществам,
встречающимся в животном организме (ксантину, мочевой кислоте и др.),
что в известной степени объясняет многосторонность их действия,
отсутствие кумуляции при длительном применении, а также их малую
токсичность.
Выделение кофеина из природных соединений
Известно несколько способов получения кофеина. Один из них основан на
противоточной экстракции. Водный экстракт очищают от примесей, осаждают
балластные вещества с помощью солей свинца, кальция, магния. Фильтрат затем
выпаривают. Перекристаллизацию кофеина производят из охлажденных водных
растворов.
Значительно больший выход дает способ получения кофеина, разработанный
в 1952 году Н.А. Измайловым, Ю.В. Шостенко, В.Д. Безуглым. Он основан на
адсорбции кофеина из водных растворов с последующей десорбцией
хлороформом или дихлорэтаном.
Производное кофеина.
Поизводным кофеина является мочевая кислота. Мочевая кислота - одно из
ключевых соединений в синтезе производных пурина - выполняет в организме
птиц и рептилий ту же роль, что и мочевина у млекопитающих - в виде этого
соединения удаляется избыток азота. Мочевая кислота вырабатывается также и в
организме человека, а ее соли (ураты) откладываются в виде камней в суставах
(подагра) и в почках (мочекаменная болезнь) при нарушениях в обмене веществ.
Описание
Кофеин - белые шелковистые игольчатые кристаллы или белый
кристаллический порошок без запаха. Т.пл. 235 - 238°С. На воздухе
выветривается, при нагревании возгоняется. Растворимость в холодной воде
(1:60), легко растворим в горячей. В этаноле малорастворим.
Действие на организм
Кофеин всасыватся довольно быстро и полно, вследствие чего уже через 15—30
минут может наступить резорбтивное действие.
Местно кофеин оказывает незначительное раздражающее действие; большая часть
введенных алкалоидов в организме разрушается и лишь около 8% выделяются почками в
неизмененном виде.
При введении в организм кофеин оказывает влияние главным образом на
центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, мочеотделение и
поперечнополосатую мускулатуру.
На центральную нервную систему кофеин действует возбуждающе,
причем это действие развивается с известной последовательностью. В
первую очередь усиливается деятельность коры головного мозга, затем
продолговатого и в последнюю очередь — спинного мозга. Под влиянием
кофеина повышается умственная работоспособность, устраняется
сонливость, усталость, деятельность головного мозга становится более
продуктивной и отчетливой.
Особенно ярко это действие кофеина проявляется на фоне угнетения
центральной нервной системы, в частности наркотическими средствами.
Физиологические особенности действия на ЦНС
Согласно работам школы И. П. Павлова, кофеин усиливает процессы
возбуждения в коре мозга. Однако действие кофеина в значительной степени
зависит как от дозы препарата, так и от типа нервной системы.
И. П. Павлов указывал, что при «сильном типе определенная доза кофеина
повышает эффект раздражительного процесса, при слабом же она понижает его,
заводя за предел работоспособности клетки».
В малых дозах кофеин повышает величину условных рефлексов. С
увеличением дозы может наступить уравнительная фаза, когда и на слабые, и на
сильные раздражители возникают одинаковые по величине рефлексы. При
дальнейшем увеличении дозы кофеина развивается парадоксальная фаза, когда
реакция на сильные раздражители ослабляется в то время как на слабые
раздражители, наоборот, значительно усиливается.
В опытах на собаках в зависимости от предела работоспособности нервных
клеток коры головного мозга можно наблюдать различный эффект от одной и той
же дозы кофеина.
У животных со слабым типом нервной системы доза кофеина превышающая
предел работоспособности нервных клеток, приводит не к повышению функции
коры, а к ее ослаблению вследствие возникновения охранительного
запредельного торможения.
Применение кофеина у животных с сильным раздражительным процессом,
но неуравновешенных, также может вести к появлению запредельного
торможения.
Кофеин, повышая раздражительный процесс, вместе с тем приводит к
более быстрому функциональному истощению нервных клеток.
И. П. Павлов считал, что нервные клетки могут содержать различные
количества функционального вещества, которое расходуется в процессе их
деятельности. У животных со слабым типом нервной системы при возрастающих
функциональных требованиях нервные клетки скорее достигают своего предела и
прекращают свою деятельность, — в них возникает процесс торможения.
Для целей практической медицины большое значение имеет правильное
установление лечебных доз кофеина в строгой зависимости от особенностей
типа высшей нервной деятельности. И. П. Павлов подчеркивал целесообразность
назначения кофеина в сочетании с бромидами в целях восстановления
нормальных соотношений между процессами возбуждения и торможения в
центральной нервной системе.
В настоящее время при некоторых заболеваниях
нервной системы применяется павловская микстура,
содержащая применительно к типу нервной системы
больного в различных соотношениях бром и кофеин.
Один из методов изучения суммационной
способности центральной нервной системы состоит в
том,
что
определяется
число
подпороговых
раздражений, необходимых для получения у животных
рефлекторных реакций до и после введения
минимальных доз препарата.
Под влиянием кофеина ответная реакция
возникает при меньшем числе подпороговых
раздражений, чем у нормального животного, что
подтверждает усиление процессов возбуждения в
центральной нервной системе.
Возбуждение кофеином центров продолговатого
мозга, в том числе дыхательного, приводит к
учащению и углублению дыхательных движений, что
влечет за собой усиление легочной вентиляции.
Это действие кофеина проявляется наиболее
сильно при угнетении дыхательного центра алкоголем,
наркотиками и другими веществами.
Влияние кофеина на сердечно-сосудистую систему носит довольно
сложный характер. Непосредственно на мышцу сердца кофеин оказывает прямое
возбуждающее действие, вследствие чего сила систолического сокращения
сердца увеличивается (т. е. наблюдается положительное инотропное действие).
Диастолическое расслабление при обычных дозах не изменяется, при больших же
дозах может уменьшиться.
Благодаря более совершенному сокращению сердечной мышцы ударный
(систолический) объем, т. е. количество крови, выбрасываемой за одну систолу,
увеличивается. Так же увеличивается п минутный объем — количество крови,
выбрасываемое сердцем за одну минуту (определяется умножением ударного
объема на число сокращений сердца в минуту).
Вследствие возбуждения центров блуждающих нервов в продолговатом мозгу
наступает некоторое замедление ритма сердца. Иногда возникает учащение ритма,
что рассматривается как результат возбуждения кофеином непосредственно мышцы
сердца.
Кофеин расширяет сосуды сердца, что приводит к улучшению питания
сердечной мышцы.
Необходимо различать центральное и периферическое действие кофеина на
сосуды.
Центральное
действие
кофеина,
обусловленное
возбуждением
сосудодвигательного центра, проявляется сужением сосудов, главным образом
брюшной полости в области разветвления чревных нервов. Периферическое
действие кофеина — непосредственно на стенку сосудов — носит противоположный
характер. В опытах на изолированных органах под влиянием кофеина наблюдается
расширение сосудов, так как гладкая мускулатура стенки сосудов расслабляется. В
условиях целостного организма преобладает центральное сосудосуживающее
действие кофеина, благодаря чему артериальное давление (особенно сниженное)
повышается.
Кофеин оказывает также действие и на
функцию скелетной мускулатуры. Под влиянием
кофеина сокращения мышц становятся более
сильными, скорость сокращения возрастает. Это
обусловлено главным образом возбуждающим
действием кофеина на кору головного мозга.
Токсичность кофеина сравнительно невелика.
Однако
дозы,
значительно
превышающие
терапевтические, могут вызвать явления сильного
двигательного возбуждения вплоть до судорог, а
также галлюцинации, головокружение, учащение
пульса и дыхания.
При острых отравлениях, если кофеин был
принят внутрь, рекомендуется промыть желудок и
давать средства, успокаивающие центральную
нервную систему.
Хроническое отравление наблюдается при
злоупотреблении
напитками,
содержащими
кофеин (чай, кофе). Оно выражается в
повышенной нервной возбудимости, бессоннице,
учащении сердечных сокращений (тахикардии).
Лечение состоит в ограничении напитков и в
назначении снотворных средств.
Кофеиа находит широкое применение в медицинской практике. Его назначают при
некоторых заболеваниях центральной нервной системы, в частности при неврозах, а
также при умственной и физической усталости, при нарушении кровообращения и
дыхания вследствие отравления наркотическими веществами, при упадке сердечной
деятельности, а также профилактически при инфекционных заболеваниях (при
угрожающей сердечной слабости).
Препараты на основе кофеина:
• Кофеин (Coffeinum), назначается внутрь в порошках и таблетках по 0,05—0,1 г на
прием 2—3 раза в день.
Высшие дозы: 0,3 г (1 г).
• Кофеин-бензоат натрия (Coffeinum natrio-benzoicum), назначается внутрь в
порошках и таблетках по 0,1—0,2 г, а также подкожно по 1 мл 10% или 20%
раствора.
Высшие дозы: 0,5 г (2 г).
• Метилкофеин (Methylcoffeiniim), применяется в тех же. случаях, что и кофеин, по
0,1—0,2 г в порошках или таблетках.
Метаболизм
Кофеин метаболизируется в печени в три основных метаболита: параксантин
(84%), теобромин (12%) и теофиллин (4%). Кофеин из кофе или других напитков
всасывается в тонком кишечнике в течение 45 минут после приема препарата, а
затем распределяется во всех тканях организма. Пиковые концентрации в крови
достигаются в течение 1-2 часов. Кофеин выводится из организма кинетикой
первого порядка. Кофеин также может применяться ректально в виде
суппозитариев для облегчения мигрени для лечения гиперемезиса.
Биологический период полураспада кофеина – время, необходимое организму
для выведения половины от общего количества кофеина – широко варьирует у
разных людей, в соответствии с такими факторами, как возраст, функции печени,
беременность, параллельный прием некоторых препаратов и уровни ферментов в
печени, необходимых для метаболизма кофеина.
Метаболизм также может быть существенно изменен при приеме некоторых
препаратов при определенных гормональных состояниях. Не было получено
однозначных результатов о периоде полувыведения кофеина у здоровых взрослых.
Данные варьируют от 4,9 до 6 часов. Заядлые курильщики сигарет демонстрируют
снижение полураспада на 30-50%; при приеме пероральных контрацептивов период
полураспада может быть удвоен, а при беременности он может быть увеличен еще
больше, достигая 15 часов в течение последнего триместра. У новорожденных
период полураспада может составлять 80 часов или более; однако он значительно
снижается с возрастом. Антидепрессант Флувоксамин снижает клиренс кофеина
более чем на 90%, и продлевает его период полувыведения более чем в десять раз; от
4,9 часов до 56 часов.
Содержание кофеина в продуктах питания и препаратах
•
•
•
•
•
•
•
Кофеиновые таблетки (обычные): в 1 таблетке 100 мг
Кофеиновые таблетки (усиленные): в 1 таблетке 200 мг
Таблетки Excedrin: в 1 таблетке 65 мг
• Темный шоколад Херши (45% содержание какао)
батончик (43 г или 1,5 унции) 31 мг
• Молочный шоколад Херши (содержание какао 11%) 1
батончик (43 г или 1,5 унции) 10 мг
Процеженный кофе 207 мл: 80-135 мг; 386-652 мг/л
Капельный кофе207 мл: 115-175 мг; 555-845 мг/л
Кофе без кофеина 207 мл: 5-15 мг; 24-72 мг/л
Кофе эспрессо 44-60 мл: 100 мг; 1,691-2,254 мг/л
• Чай – черный, зеленый и
• Мате 6 г: 85 мг;
другие виды, заваренный в
около 358 мг/л
течение 3 мин, 177 миллилитров:
22-74 мг; 124-416 мг/л
• Coca-Cola
Classic:
355мл: 34мг;
96мг/л
• Mountain
Dew 355мл:
54мг; 154мг/л
• Pepsi Max
355мл: 69мг;
194мг/л
• Гуарана
Антарктика 350 мл:
30 мг; 100 мг/л
• Jolt
Cola
695 мл: 280 мг;
403 мг/л
• Red Bull
250мл:80мг;
320мг/л
Подагра
Подагра – заболевание, возникающее в результате нарушения обмена
пуринов, которые участвуют в процессе создания ДНК. В результате в крови
повышается уровень содержания мочевой кислоты (гиперурекемия). Мочевая
кислота начинает откладываться в тканях опорнодвигательного аппарата и во
внутренних органах. За счет этого наступает ограничение в движениях, и
возникают острые приступы боли.
В ходе исследований учёные установили обратную зависимость между
потреблением кофеина и риском подагры. Так, у мужчин 4–5 чашек кофе в день
снижают риск развития подагры на 40 %, а более 6 чашек в день — на 59 % по
сравнению с теми, кто не пьёт кофе. Женщины, выпивающие 1–3 чашки и более 4
чашек кофе в день, рисковали получить это заболевание на 22 % и 57 % меньше.
Однако, несмотря на то, что у потребляющих кофе отмечено более низкое
содержание мочевой кислоты в крови, вызван этот эффект скорее другими
факторами, нежели кофеином. Учитывая факторы риска хронических
заболеваний почек и повышенный риск остеопороза и переломов у женщин,
использовать кофе для снижения риска подагры следует с осторожностью.
Скачать