كافيين

الكافيين أو البُنِّين^[7] عبارة عن مادة شبه قلوية من مجموعة الزانتينات وهو يصنف ضمن العقاقير نفسانية التأثير من مجموعة المنشطات.

كافيين
الاسم النظامي
1,3,7-Trimethylpurine-2,6-dione
اعتبارات علاجية
مرادفات	Guaranine Methyltheobromine 1,3,7-Trimethylxanthine Theine
ASHPDrugs.com	أفرودة
فئة السلامة أثناء الحمل	A (أستراليا) C (الولايات المتحدة)
إدمان المخدرات	اعتماد جسدي: low–moderate[1][2][3] اعتماد نفسي: very low[2]
طرق إعطاء الدواء	إعطاء فموي, نفخ (طب), enema, تحميلة, علاج عن طريق الوريد
بيانات دوائية
توافر حيوي	99%[4]
ربط بروتيني	25–36%[5]
استقلاب (أيض) الدواء	Primary: سيتوكروم بي450[5] Minor: سيتوكروم 2إي1,[5] سيتوكروم 3A4,[5] CYP2C8,[5] سيتوكروم بي450[5]
عمر النصف الحيوي	Adults: 3–7 hours[5] Neonates: 65–130 hours[5]
إخراج (فسلجة)	urine (100%)
معرّفات
CAS	58-08-2 Y
ك ع ت	N06BN06BC01 C01
بوب كيم	CID 2519
IUPHAR	407
ECHA InfoCard ID	100.000.329
درغ بنك	DB00201
كيم سبايدر	2424 Y
المكون الفريد	3G6A5W338E Y
كيوتو	D00528 Y
ChEBI	CHEBI:27732
ChEMBL	CHEMBL113
ترادف	Guaranine Methyltheobromine 1,3,7-Trimethylxanthine Theine
بنك بيانات البروتين ligand ID	CFF (PDBe, RCSB PDB)
بيانات كيميائية
الصيغة الكيميائية	C8H10N4O2
الكتلة الجزيئية	194.19 g/mol
مواصفات الإدخال النصي المبسط للجزيئات CN1C=NC2=C1C(=O)N(C(=O)N2C)C
المعرف الكيميائي الدولي InChI=1S/C8H10N4O2/c1-10-4-9-6-5(10)7(13)12(3)8(14)11(6)2/h4H,1-3H3 Key:RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N  Y
بيانات فيزيائية
كثافة الكتلة	1.23 g/cm³
نقطة الانصهار	235–238 °C (455–460 °F) (anhydrous)[6][6]

يعمل الكافيين كمنبه للجهاز العصبي المركزي عند البشر، يجدد النشاط مؤقتاً. ويعتبر الشاي وقهوة عربية ومشروبات الكولا أهم مصادر الكافيين.

تاريخ

صورة قديمة لعشرات الشيوخ والكهول يجلسون على الأرض حول حصيرة مقهى في فلسطين (توضيح)، حوالي سنة 1900. رجل يجلس أمام هاون ويحمل الخفافيش، وعلى استعداد لطحن. رجل المعاكس له يحمل ملعقة طويلة.

عرف استهلاك البشر للكافيين منذ العصر الحجري من خلال مضغهم لبعض البذور وأوراق بعض النباتات بسبب الحياة القاسية التي كانوا يعيشونها لتخفيف آثار التعب وكذلك تحفيزهم على الوعي والنشوة الدائمة.

ووفقا لأسطورة شعبية صينية، فإن اكتشاف الكافيين يرجع إلى الامبراطورالصيني شنيونج (ذي سمعته الطيبة للحكم في سنة 3000 قبل الميلاد). كان اكتشافه بالصدفة، حيث أن بعض أوراق الشجر سقطت في الماء المغلي وأنتشرت رائحتها فشرب منها. في حين يعود تاريخ القهوة إلى القرن التاسع قبل الميلاد حيث كانت تستخدم حبيباتها في أفريقيا في نظام المقايضة.

تعريف الكافيين

هو مادة شبه قلوية معروفة بالأبيض المر، وهناك مركبات عديدة تندرج تحت المركبات شبه قلوية التي من بينها مادة ميثيلكسانثين والتي تتألف من ثلاث مركبات: الكافيين، ثيوفيلين وثيوبرومين، والتي تتواجد في القهوة والشاي. وبذور بعض النباتات، حيث أنها طبيعيا بمثابة مبيدات الآفات التي تشل وتقتل بعض الحشرات التي تتغذى على هذه النباتات، كما اكتُشِف عام 1821م من قبل الصيدليات الفرنسية. أشار العالم بللوتيه إلى أنه تم عزل المخدرات من القهوة. كما أن لهذه المادة تأثيرات كيميائية وحيوية بنسب مختلفة على البشر. صيغتها العامة هي:C8H10N4O2

فوائد الكافيين

ذکر تقرير علمي من الجامعة الوطنية في سنغافورة إلى أن شرب فنجان من الشاي مفيد للمخ، حيث يبطئ من تدهور الخلايا ويحافظ على حدة العقل. وأضافت الدراسة، التي استمرت أربعة أعوامٍ من قبل علماء في سنغافورة، إلى أن للشاي قائمة طويلة من الفوائد. وتوصل علماء سنغافورة أن الكافيين يحمي خلايا المخ من تراکم البروتينات المدمرة على مدار السنين، مما يحافظ على احتفاظ المخ بقدراته. لكنهم ذكروا أن مادة الکافيين في الشاي مختلفة عن تلك في القهوة، حيث أنها تحتوي على مادة ثيانين البروتين الطبيعية والتي تواجه الآثار الجانبية الطبيعية لمادة الکافيين، مثل ارتفاع ضغط الدم والصداع والإجهاد.

الآثار الجانبية للكافيين

العلاقة بمرض السكر

نشرت وكالة رويترز في يوليو 2004 أن فريقاً من الباحثين بالمركز الطبي لجامعة ديوك بولاية نورث كارولاينا قد توصل إلى وجود علاقة قوية بين تناول الكافيين مع وجبات الطعام وزيادة مستويات السكر والإنسولين لدى المصابين بالنوع الثاني من داء السكري.

إضعاف الذاكرة المؤقتة

نشرت إذاعة بي بي سي على موقعها بتاريخ 20 يوليو 2004 خبر مفاده أن دراسة من المدرسة الدولية للدراسات المتقدمة في إيطاليا توضح أن الكافيين قد يعيق الذاكرة المؤقتة وتذكر بعض الأسماء. لذلك يشار للطلاب باجتناب شرب القهوة والشاي والكوكا وغيرها من الأشياء المحتوية على مادة الكافيين دائمًا وخاصة أيام الامتحانات.^[8]

الخطر الشديد على الأجنة

فهو يسبب تشوهات خلقية للجنين وموت الأجنة وإسقاطهم كما أنه يضر بالمرضعات والرضع لذلك يجب على النساء والمرضعات والحوامل على وجه الخصوص اجتناب القهوة والشاي ومنتجات الكولا حفاظاً على صحة حملهن وأرواح أجنتهن.^[9]

أضرار عديدة أخرى

تناول الكافيين يسبب القلق والصداع والأرق. كما أنه يسبب الإدمان. ورغم أن البن ليس له قيمة غذائية وليس به سعرات حرارية تذكر إلا أن مادة الكفايين به تجعل الجسم يخسر بكثرة عددًا من المعادن والفيتامينات عن طريق البول ويتدخل في امتصاص العناصر المغذية. والكافيين في القهوة والشاي ومشروبات الكولا يجعل الكلى تسرب مع البول عددًا من الفيتامينات الأساسية والكالسيوم والحديد والبوتاسيوم والماغنيسيوم والعناصر النادرة وهذا يعد خسارة غذائية للجسم.

والمرأة التي تفرط في تناول الشاي والقهوة ومياه الكولا، تحدث عندها قلة كثافة العظام ونخر العظام escalating osteoporosis ولاسيما بعد سن اليأس وحتي لو تناولت الكالسيوم بكثرة.

والكافيين يسبب فقر الدم والوهن والاكتئاب. ويرهق البنكرياس ويضر بها إذ أنه يجعل الكبد تفرز سكر الجلوكوز وهذا يرفع معدله بالدم فيفرز البنكرياس مزيداً من الإنسولين لتخزين السكر الزائد عن الحاجة كدهون فيشعر الشخص بهبوط الطاقة. فيلجأ لتناول كوب قهوة آخر. ووجود الكافيين مع الكربوهيدرات يرفع معدل السكر بالدم.

تواجده

مصدر مشترك في القهوة

تم العثور على الكافيين في كثير من أنواع النباتات، كما توجد بنسب عالية في المتغذية النباتات، وتتواجد نسب عالية من مادة الكافيين في التربة المحيطة بشتلات حبة البن. هناك مصادر مشتركة بين الكافيين والقهوة والشاي التي تتواجد في الشكولاته مثل: ريدبول والمشروبات الغازية مثل الكولا، كما تتواجد في بعض الأدوية لعلاج أنقطاع التنفس لأطفال حديثي الولادة.

تحضير والخصائص

صورة لمسحوق أبيض

في سنة 1819م قام العالم الكيميائي الألماني فرديناندرونج بعزل نسبيا كمية من الكافيين الصرف لأول مرة، وفي 1821م ,تم عزل كل الكافيين من قبل الكيميائي الفرنسي جان بيير والثنائي من الصيدليات الفرنسية بيير جوزيف بللوتيه وجوزيف وجوزيف كافنتوبينيم ووفقا للكيميائي السويديBerzelius كما صرح الكيميائي السويدي أن الكيميائيين الفرنسيين حققوا أكتشافات بشكل مستقل عن معرفة الكيميائي الألماني رونج أوغيره.

الصيدلة

الآثار الصحية من الكافيين

ويقدر الاستهلاك العالمي من مادة الكافيين على 120,000 طن سنويا، مما يجعله مادة في العالم النفساني الأكثر شعبية. هذا لا يرقى إلى خدمة واحدة من المشروبات التي تحتوي على الكافيين لكل شخص كل يوم. الكافيين هو الجهاز العصبي المركزي ومنبه أيضا، ويستخدم ترفيهيا وطبيا للحد من الإرهاق البدني واستعادة اليقظة العقلية عند التعب أو نعاس غير عادي يحدث. كما تستخدم مادة الكافيين ومشتقاتها methylxanthine أخرى على المواليد الجدد لعلاج عدم انتظام ضربات القلب وتوقف التنفس الصحيح. الكافيين يحفز الجهاز العصبي المركزي الأول في المستويات العليا، مما أدى إلى زيادة اليقظة، وتدفق أسرع وأكثر وضوحا في الفكر، وزيادة التركيز، وتحسين التنسيق الهيئة العامة، وفي وقت لاحق على مستوى النخاع ألشوكي في الجرعات الكبيرة. مرة واحدة داخل الجسم، ولها كيمياء معقدة، وأعمال من خلال آليات عدة كما هو موضح أدناه.

الأيض ونصف الحياة

يتم استقلاب الكافيين في الكبد إلى ثلاثة الأيضات الأساسي : ، paraxanthine(٪84) الثيوبرومين(12٪)، والثيوفيلين (4 ٪).

يتم استقلاب الكافيين في الكبد إلى ثلاثة الأيضات الأساسي : [./Https://en.wikipedia.org/wiki/Paraxanthine paraxanthine] (84 ٪)، الثيوبرومين (12 ٪)، والثيوفيلين (4 ٪) الكافيين من القهوة أو المشروبات الأخرى التي تمتصها المعدة والأمعاء الدقيقة خلال 45 دقيقة من الابتلاع ثم توزع في جميع أنسجة الجسم. عن طريق الدم ذوتركيز معين خلال ساعة واحدة. البيولوجية نصف حياة الكافيين الوقت اللازم للجسم للقضاء على نصف المبلغ الإجمالي للكافيين، تتباين تباينا كبيرا بين الأفراد وفقا لعوامل مثل السن، وظائف الكبد والحمل وبعض الأدوية المتزامنة، ومستوى الإنزيمات في الكبد اللازمة الأيض الكافيين. في البالغين الأصحاء، الكافيين نصف حياة ما يقرب من 4,9 ساعات. في النساء اللواتي يتناولن حبوب منع الحمل، وهذا هو زيادة ساعات 5-10، والنساء الحوامل في نصف الحياة 9-11 ساعة تقريبا.

الكافيين يمكن أن تتراكم في الأشخاص الذين يعانون أمراض الكبد الحادة، وزيادة في نصف عمر يصل إلى 96 ساعة وفي الرضع والأطفال الصغار، ونصف العمر قد تكون أطول من البالغين؛ نصف الحياة في المولود الجديد قد تكون دام 30 ساعة. ويمكن لعوامل أخرى مثل التدخين يقصر من الكافيين نصف العمر فلوفوكسامين (Luvox) خفض إزالة الكافيين بنسبة 91.3 ٪، وفترات طويلة من القضاء نصف الحياة بنسبة 11.4 أضعاف من 4، 9 ساعة إلى 56 ساعة.

يتم استقلاب الكافيين في الكبد عن طريق نظام السيتوكروم P450 إنزيم أوكسيديز (على أن تكون محددة، وisozyme 1A2) إلى ثلاثة dimethylxanthines الأيضية، كل منها له تأثيرات خاصة على الجسم :

• Paraxanthine 84٪: له تأثير يبوليسا زيادة، مما يؤدي إلى الجلسرين مرتفعة ومستويات الأحماض الذهنية الحرة في بلازما الدم. • الثيوبرومين (12 ٪) : يوسع الأوعية الدموية ويزيد من حجم البول. الثيوبرومين هو أيضا قلويد الرئيسي في حبوب الكاكاو والشوكولا لذلك. يستخدم عضلات القصبات الهوائية، وعلاج الربو: • والثيوفيلين (4 ٪). الجرعة العلاجية من والثيوفيلين، ومع ذلك، عدة مرات أكبر من المستويات التي بلغتها من ايض الكافيين. يتم استقلاب كذلك كل من هذه المستقبلات وتفرز ثم في البول.

بعض الكينولون، بما في ذلك سيبروفلوكساسين، وبذل لها تأثير مثبط على السيتوكروم CYP1A2 وف إنزيم - 450، مما يقلل من إزالة الألغام، وبالتالي زيادة مستويات الدم من tizanidine.

وهناك أيضا الأبحاث التي تشير إلى أن الكحول يمنع التمثيل الغذائي للكافيين في الكبد، وخاصة من خلال التأثير على نزع المثيل monomethylxanthine

آلية العمل

بديل = صيغتين الهيكل العظمي : اليسار—الكافيين، والحق—الأدينوساين

.يعتبر الكافيين هو بمثابة خصم من مستقبلات الأدينوساين في برين كافين بحيث يعبر بسهولة للدماغ الذي يفصل بين الدم من داخل المخ، والنمط الرئيسي للعمل هو بمثابة خصم غير انتقائية لمستقبلات الأدينوساين على وجزئ الكافيين مماثل هيكليا إلى الجزء اللاسكري من الأدينين، الأدينوساين، قادر على ربط مستقبلات الأدينوساين على من خلايا دون تفعيلها التي تعمل بمثابة مثبط تنافسي.

تأثيره في حالة الاعتدال

أن كمية آثار الكافيين تختلف من شخص لأخر تبعا لحجم الجسم ودرجة التسامح لهذه المادة، كما أن هذه المادة تستغرق أقل من ساعة لتؤثر على الجسم وتقدر الجرعة ب 200ملغ. وأظهرت الدراسات في سنة 1979م بزيادة 7‰ مسافة تدوير على مدى ساعتين في الموضوعات التي تستهلك هذه المادة مقارنة للسيطرة على المواد. كما أن الكافيين يزيد أيضا من فعالية بعض الأدوية منها أدوية الصداع وكذلك يستخدم مع الأرغوتامين في علاج الصداع النصفي والكتلة وكذلك في التغلب على النعاس التي تسببها مضادات الهستامين.

الاستخدام الموضعي

أجريت دراسات حديثة مع العالم فيفويشيرالى أن يمكن أن يقلل من نمو الشعر بسبب هرمون تستوستيرون، كما تم وضع الكافيين في منتجات الاستحمام مثل الشامبو والصابون............الخ وتظهر الدراسات أن الكافيين في تطبيق الشامبو لمدة دقيقتين ويمتص من خلال الجلد، ومعظمها من خلال بصيلات الشعر، وتصل إلى مجرى الدم.

التسامح وانسحاب

الكافيين هو في المقام الأول على خصم من المستقبلات على الجهاز العصبي المركزي وللأدينوساين العصبي، على جثث الأفراد الذين يستهلكون بانتظام الكافيين التكيف مع استمرار وجود هذا الدواء عن طريق زيادة كبيرة في عدد مستقبلات الأدينوساين في الجهاز العصبي المركزي الأولي، هي انخفاض كبير في التأثيرات المحفزة من الكافيين، وهي ظاهرة تعرف باسم التكيف التسامح. ثانيا:لأن هذه الاستجابات الكيفية للكافيين لجعل الأفراد أكثر حساسية وللأدينوساين، وتخفيض كمية الكافيين في زيادة فعالية الآثار الفسيولوجية الأدينوساين العادي، مما يؤدي إلى أعراض الانسحاب غير مرحب بها في المستخدمين تسامحا. فكرة أن يصل تنظيم مستقبلات الأدينوساين هي المسؤولة عن التسامح للآثار المنشطات الحركية من الكافيين، مشيرا إلى أن من بين أمور أخرى، أن هذا التسامح لا يمكن التغلب عليها عن طريق جرعات من الكافيين وينبغي أن يكون التغلب عليها أذا كان من المقرر أن التسامح زيادة في المستقبلات، وبأن الزيادة في عدد مستقبلات الأدينوساين متواضعة ولا يفسر التسامح الكبيرة التي تتطور لمادة الكافيين. الكافيين التسامح يتطور بسرعة كبيرة، لا سيما بين القهوة الثقيلة والمستهلكين لمشروب الطاقة. التسامح الكامل للآثار اضطراب النوم من الكافيين يتطور بعد 400 ملغ 3 مرات المستهلكة من الكافيين في اليوم لمدة 7 أيام. ولوحظ التسامح الكامل للتأثيرات الذاتية من الكافيين لتطوير، تستهلك بعد 300 ملغ 3 مرات يوميا لمدة 18 يوما، وحتى ربما في وقت سابق. وفي تجربة أخرى، لوحظ التسامح كاملة من الكافيين عندما يكون الموضوع المستهلكة 750-1200 ملغ اليوم في حين لوحظ التسامح غير مكتملة لمادة الكافيين في تلك التي تستهلك أكثر من متوسط جرعة من الكافيين. الأدينوساين، فيه جزء يعمل على تنظيم ضغط الدم عن طريق التسبب في توسع الأوعية، وآثار زيادة الأدينوساين بسبب انسحاب الكافيين يسبب تمدد الأوعية الدموية في الرأس، مما يؤدي إلى وجود فائض من الدم في الرأس ويسبب الصداع والغثيان. وهذا يعني الكافيين له خصائص تضيق الأوعية. انخفاض النشاط الكاتيكولامينات قد يسبب مشاعر التعب والنعاس. انخفاض في مستويات السيروتونين عند إيقاف استخدام الكافيين يمكن أن يسبب القلق، والتهيج، وعدم القدرة على التركيز، والدافع لبدء تقلص أو لإنجاز المهام اليومية، وفي الحالات القصوى قد يسبب الاكتئاب المعتدل. معا، وتأتي هذه الآثار أن تكون معروفة بأنها "تحطم" أعراض الانسحاب : بما في ذلك ربما الصداع، والتهيج، وعدم القدرة على التركيز، والخمول، والأرق وآلام في المعدة، والجزء العلوي من الجسم، والمفاصل، قد تظهر في غضون 12-24 ساعة بعد التوقف عن تناول الكافيين، في ذروة ما يقارب 48 ساعة وعادة ما تستمر من ستة إلى خمس أيام، وهو ما يمثل الوقت اللازم لعدد من مستقبلات الأدينوساين في الدماغ أن تعود إلى المستويات العادية، لا يخضع لنفوذ استهلاك الكافيين. المسكنات، مثل الأسبرين، قد يخفف من أعراض الألم، كجرعة صغيرة من مادة الكافيين.

الأفــــــــــراط

يتمثل في استهلاك كمية كبيرة من الكافيين خلال فترات طويلة من الزمن، والذي يمكن أن يؤدي حالة تسمم بالكافيين، بالإضافة إلى أن هده المادة تزيد من أ نتاج حموضة المعدة، وكذلك استعمالها بتراكيزعالية يؤدي إلى القرحة الهضمية، ويجمع عادة الاعتماد على الكافيين مع مجموعة واسعة من غير سارة الظروف المادية والنفسية بما فيها التوتر، والتهيج، والقلق، الارتعاش، ارتعاش العضلات (فرط المنعكسان)، والأرق، والصداع، نقص التنفس وخفقان القلب.، والتهاب المريء ألتآكلي، ارتداد المرض المعدي. الكافيين أيضا يزيد من سمية أدوية أخرى معينة، مثل الباراسيتامول. وهناك أربعة أضطرابات نفسية الناجمة عن الكافيين المعترف بها في الدليل التشخيصي والإحصائي للاضطرابات العقلية، : تسمم الكافيين، والكافيين الناجمة عن اضطرابات القلق، والكافيين التي يسببها اضطراب النوم.

الكافيين التسمم

يتمثل في اخذ جرعة زائدة من الكافيين ويمكن أن يؤدي في حالة الجهاز العصبي المركزي لإفراط في تحفيز يسمى تسمم الكافيين أو بالعامية "التوتر الكافيين". أعراض التسمم بالكافيين ليست خلافا لتعاطي جرعات زائدة من المنشطات الأخرى. ويمكن أن تشمل الأرق والعصبية، والإثارة، والنشوة، والأرق، وتوهج في الوجه، وزيادة التبول، واضطراب الجهاز الهضمي، وارتعاش العضلات، والمشي على الأقدام تدفق الفكر والتعبير، والتهيج وعدم انتظام أو سرعة ضربات القلب، والانفعالات الحركية. وفي حالات تعاطي جرعات زائدة من أكبر من ذلك بكثير، يزيد في الهوس والاكتئاب وهفوات في الحكم، والارتباك، والأوهام، والهلوسة، والذهان قد تحدث، وانحلال الربيدات (انهيار أنسجة العضلات والهيكل العظمي).

في حالة تناول جرعة زائدة يؤدي إلى الوفاة. الجرعة القاتلة متوسط (LD50) يعطى عن طريق الفم، هو 192 مليغرام لكل كيلوغرام في الفئران. LD50 عن مادة الكافيين في البشر تعتمد على الوزن والحساسية الفردية وتشير التقديرات إلى أن حوالي 150 إلى 200 ملليغرام لكل كيلوغرام من كتلة الجسم، ما يقارب من 80 حتي 100 من فناجين القهوة لشخص بالغ في إطار زمني محدود أن يعتمد على عمر النصف. على الرغم من تحقيق جرعة مميتة مع الكافيين ستكون صعبة للغاية مع القهوة العادية، وكانت هناك حالة وفاة من جرعة زائدة من حبوب الكافيين، مع جرعة زائدة من أعراض خطيرة تتطلب العلاج بالمستشفيات التي تحدث اقل من 2 غرام من مادة الكافيين. ومن شأن هذا أن تكون استثناء لاتخاذ المخدرات أو فلوفوكسامين الليفوفلوكساسين، الذي منع إنزيمات الكبد المسؤولة عن عملية التمثيل الغذائي للكافيين، مما يزيد من الآثار الوسطى وتركيزات الدم من الكافيين بشكل كبير في أضعاف - 5. ولكن من المستحسن للغاية الحد من تناول المشروبات التي تحتوي على الكافيين، وشرب كوب من القهوة سوف يكون له نفس التأثير كما شرب خمسة في ظل ظروف طبيعية. وتحدث الوفاة عادة بسبب الرجفان البطيني الناجمة عن آثار الكافيين على نظام القلب والأوعية الدموية.

علاج التسمم الحاد بالكافيين تدعم عموما، ويجب توفير العلاج من الأعراض الفورية، ولكن إذا كان المريض يعاني من مستويات عالية جدا من الكافيين يجب اجراء الغسيل البريتوني، غسيل الكلى، وقد يكون ترشيح الدم مطلوبا.

الكشف في السوائل البيولوجية

تم الكشف عن الكافيين في الدم، البلازما، أو المصل لمراقبة العلاج في حديثي الولادة، لتأكيد تشخيص التسمم، أو تسهيل تحقيق الطب الشرعي. مستويات البلازما في الكافيين عادة ما تكون في حدود 2-10 ملغم / لتر في شرب القهوة، 12-36 ملغم / لتر في حديثي الولادة لتلقي العلاج انقطاع النفس، و40-400 ملغم / لتر في ضحايا الجرعة الزائدة الحادة. وكثيرا ما يقاس تركيز الكافيين البولية في البرامج الرياضية التنافسية، والتي في مستوى يزيد على 15 ملغم / لتر يعتبر عادة لتمثيل سوء المعاملة.

القلق واضطرابات النوم

من النادر تشخيص الاضطرابات الناجمة عن الكافيين التي يتم التعرف عليها من قبل جمعية علم النفس الأمريكية (أبا) هي من صنع مادة الكافيين اضطراب النوم والكافيين التي يسببها الاضطراب والقلق، والتي يمكن أن تنجم عن تناول الكافيين على المدى الطويل المفرط.

في حالة اضطراب النوم الناجم عن الكافيين، فرد يبتلع بانتظام جرعات عالية من الكافيين كافية للحث على النوم اضطراب كبير في وظيفته، شديدة بما فيه الكفاية لتبرير الاهتمام السريرية.

في بعض الأفراد، يمكن أن كميات كبيرة من مادة الكافيين تحفز القلق الشديد بما فيه الكفاية لتقتضي الاهتمام السريرية. يمكن أن يحدث هذا اضطراب القلق الناجم عن الكافيين تتخذ أشكالا عديدة، من القلق العام للذعر الهجمات، وأعراض الوسواس القهري، أو حتى أعراض رهابي. وبسبب هذا الشرط يمكن أن تحاكي الاضطرابات النفسية العضوية، مثل اضطرابات الهلع، اضطراب القلق العام، وتعذر الجلوس، أو حتى الفصام، وعدد من الأطباء يعتقدون الناس على الكافيين مخمورا وتشخص خطأ بشكل روتيني والعلاج غير ضروري عندما يكون العلاج للذهان الكافيين التي يسببها سيكون ببساطة لوقف مزيد من تناول الكافيين. والدراسة في المجلة البريطانية خلص أن الإدمان التي تسمم بالكافيين، على الرغم من تشخيص نادرا، قد تصيب ما يصل إلى شخص واحد من بين كل عشرة من السكان.

آثار على الذاكرة والتعلم

تزيد من قدرة الاستيعاب والاستجابة

تأثير الكافيين على الذاكرة

اللامائى الكافيين (س) بديل = صورة لزجاجة كان توج الجدول الكيميائية

وجد الباحثون أن الاستهلاك على المدى الطويل على شكل جرعات منخفضة من الكافيين من نتائجه انه تباطأ تعلم قرن آمون الذي يعتمد على ضعف الذاكرة طويلة المدى لدى الفئران. استهلاك الكافيين لمدة 4 أسابيع أيضا انخفاضا كبيرا مقارنة مع الخلايا العصبية. والاستنتاج هو أنه على المدى الطويل من استهلاك الكافيين يمكن أن تحول دون التعلم قرن آمون التي تعتمد على الذاكرة وجزئيا عن طريق تثبيط تكوين الخلايا العصبية قرن آمون.

وفي دراسة أخرى، تم إضافة الكافيين إلى الخلايا العصبية الفئران في المختبر. ونما العمود الفقري شخيري (جزء من خلايا الدماغ المستخدمة في تشكيل الروابط بين الخلايا العصبية) التي اتخذت من قرن آمون (جزء من المخ مرتبطة الذاكرة) بنسبة 33 ٪ وشكلت العمود الفقري جديدة. بعد ساعة أو ساعتين، ومع ذلك، عادت هذه الخلايا إلى شكلها الأصلي.

وأظهرت دراسة أخرى أن الإنسان، بعد تلقي 100 ملليغرام من الكافيين النشاط قد ازداد في مناطق الدماغ التي تقع في الفص الجبهي، حيث يقع جزء من شبكة الذاكرة العاملة، والقشرة الحزامية الأمامية، وهي جزء من الدماغ الذي يتحكم في الاهتمام. المواد التي تحتوي على الكافيين أيضا أداء أفضل في المهام المتعلقة بالذاكرة.

ومع ذلك، أظهرت الدراسات المختلفة التي يمكن أن تؤثر مادة الكافيين على الذاكرة قصيرة المدى ويزيد من احتمال غيض من ظاهرة اللسان. أثبت دراسة بعض الباحثون إلى أن الكافيين يمكن أن يساعد الذاكرة قصيرة المدى عندما يتعلق بالمعلومات الجدير بالذكر، ولكن أيضا لنفترض أن الكافيين يعيق الذاكرة قصيرة المدى عندما تكون الفكرة ليست لها علاقة في جوهرها، ويزيد من استهلاك الكافيين من الأداء العقلي للتركيزعلى الفكر في حين أنه قد ينخفض قدرات التفكير واسع المدى.

تأثيرات الكافيين على امتصاص الكالسيوم

العديد من الاشخاص لديهم مخاوف حول تأثير الكافيين وامتصاص الكالسيوم من الحليب، ولاسيما أن الحليب هو المصدر الاساسي والأكثر استهلاكا للحصول على معدن الكالسيوم الضروري لبناء العظام ومنع هشاشتها مع التقدم بالعمر. و يقل مخزن الكالسيوم بالجسم إما لقلة تناول الاغذية الغنية بالكالسيوم ( الحليب، الجبنة، اللبن، ...إلخ. ) أو لسوء امتصاص الكالسيوم بالجسم، وبكلا الحالتين يؤدي ذلك إلى نقص احتياجات الجسم الضرورية من الكالسيوم وبالتالي يؤدي إلى هشاشة العظام .

في الاونة الاخيرة بقي في عقولنا التأثير السلبي للكافيين على امتصاص الكالسيوم بالجسم، مما أدى إلى اجراء العديد من الابحاث، وغالبية نتائجها توصلت لعدم وجود تأثير سلبي للكافيين في امتصاص الكالسيوم أو التأثير على حالة العظام. كما أن جميع الدراسات تم اجراءها على اشخاص يتناولون اقل بكثير من احتياجاتهم اليومية من الكالسيوم .

قد يكون هناك تأثير بسيط جدا على امتصاص الكالسيوم عند تناوله مع المشروبات المحتوية على الكافيين بكمية كبيرة، بينما هذا التأثير السلبي للكافيين على امتصاص الكالسيوم يكفي لليتم تعويضه بـ 1-2 معلقة كبيرة من الحليب عند شرب كوب من القهوة .

كما انه من المهم تناول الكالسيوم من مصادرها المختلفة ، مثل : الحليب، الجبنة، اللبن، البقوليات، السلمون والسردين.^[11][12]

تأثيرات على القلب

يرتبط الكافيين بمستقبلات بيتا الأدرينالين على سطح خلايا عضلة القلب، مما يؤدي إلى زيادة في مستوى مخيم داخل الخلايا (من خلال منع الإنزيم الذي يحط المخيم)، ومحاكاة آثار الإيبينيفرين (التي تربط لمستقبلات على الخلية التي تنشط الإنتاج المخيم). أعمال المخيم على "رسول الثانية"، وينشط عدد كبير من البروتين كيناز ألف (الباكاف الحمضية ؛ معسكر تعتمد كيناز البروتين). وهذا له الأثر العام لزيادة معدل تحلل ويزيد من كمية متاحة للاعبي التنس المحترفين تقلص العضلات والاسترخاء. والكافيين في شكل من القهوة يقلل بشكل ملحوظ من خطر الإصابة بأمراض القلب في دراسات وبائية. ومع ذلك، تم العثور على تأثير وقائي فقط في الأشخاص الذين ليس لهم ارتفاع ضغط الدم الشديد. وعلاوة على ذلك، لم يتم العثور على أي أثر كبير في حماية الأشخاص الذين تقل أعمارهم عن 65 سنة أو في الوفيات الناجمة عن مرض الأوعية الدماغية بالنسبة لأولئك الذين تتراوح أعمارهم بين سنة على قدم المساواة أكثر من 65 وتشير الأبحاث أيضا أن شرب القهوة تحتوي على مادة الكافيين يمكن أن يسبب زيادة مؤقتة في تشنج الشرايين الجدران.

آثار على الأطفال

حسب الأسطورة الشائعة أن الإفراط في تناول الكافيين يسبب في توقف النمو للأطفال الصغار والمراهقين، ولا سيما في الآونة الأخيرة، أثبتت الدراسات العلمية تم العثور على أطفال لتجربة نفس الآثار من مادة الكافيين مثل البالغين.

ومع ذلك، فقد تم حظر المشروبات الفرعية التي تحتوي على الكافيين، مثل مشروبات الطاقة، ومعظمها تحتوي على كميات عالية من الكافيين، في العديد من المدارس في جميع أنحاء العالم، وذلك بسبب الآثار السلبية الأخرى التي لوحظت في الاستهلاك لفترة طويلة من الكافيين. وفي دراسة واحدة، قد تم ربط كولا تحتوي على مادة الكافيين لفرط النشاط لدى الأطفال.

تناول الكافيين خلال فترة الحمل

أثبتت دراسات أجريت عام 2008 اقترح أن النساء الحوامل الذين يستهلكون 200 ملليغرام أو أكثر من الكافيين في اليوم الواحد لديها "زيادة كبيرة في مخاطر الإجهاض" ولكن لعدم وجود علاقة بين استهلاك الكافيين والإجهاض. المملكة المتحدة وقد أوصت وكالة المعايير الغذائية أن النساء الحوامل يجب الحد من تناول الكافيين أقل من 200 ملغ من الكافيين يوميا أي ما يعادل كوبين من القهوة سريعة الذوبان، أو واحد ونصف إلى كوبين من القهوة الطازجة. ولاحظت أن هيئة الرقابة المالية في تصميم الدراسات جعلت من المستحيل أن تكون على يقين من أن الاختلافات ترجع إلى مادة الكافيين في حد ذاته، بدلا من الخلافات الأخرى في نمط الحياة ربما يرتبط مع مستويات عالية من استهلاك الكافيين، ولكن الحكم على المشورة ليكون من الحكمة.

التأثيرات على الأداء الرياضي

يعتبر العدائين النخبة البعيدة الذين تناولوا 10 ملغ من الكافيين لكل كيلوغرام من كتلة الجسم على الفور قبل مطحنة تشغيل لاستنفاد الوقت لتحسن الأداء بالمقارنة مع الظروف والسيطرة عليها.

أجرى الباحث كوفاتش بتقييم آثار جرعات مختلفة من الكافيين (2,1، 3,2 و4،5 ملليغرام لكل كيلوغرام من كتلة الجسم) إضافة إلى مشروب 7 ٪ الكربوهيدرات المنحل بالكهرباء على الأداء خلال المحاكمة ساعة مرة واحدة للدراجات. تحسين جميع الجرعات الثلاث الكافيين الأداء بالمقارنة مع شرب الكربوهيدرات المنحل بالكهرباء وحدها. وأظهرت النتائج أيضا أن تناول 2,1، 3,2 و4،5 مغ / كغم من مادة الكافيين أنتجت نفس المستوى لتحسين الأداء. هذه الدراسة تشير إلى أن وبمجرد التوصل إلى الجرعة الحدية من الكافيين، لم يكن هناك أي فائدة من مواصلة أداء أعلى كمية من الكافيين.

وقد اقترح اثنان من الآليات المحتملة لتحسين الأداء آثار من مادة الكافيين. استخدام الكافيين زيادة الدهون وانخفاض استخدام الجليكوجين. الكافيين يعبئ الأحماض الذهنية الحرة من الذهنية و/ أو الدهون الثلاثية العضلي من خلال زيادة تعميم مستويات أدرينالين. زيادة توافر الأحماض الذهنية الحرة زيادة أكسدة الدهون وقطع الغيار الجليكوجين في العضلات، وبالتالي تعزيز أداء التحمل. كحافز الجهاز العصبي المركزي واليقظة، الكافيين يزيد وينقص تصور الجهد خلال ممارسة الرياضة. الكافيين قد يقلل من التصور من الجهد عن طريق خفض عتبة تنشيط الخلايا العصبية، مما يجعل من السهل لتجنيد العضلات لممارسة الرياضة.

التأثيرات على ممارسة الانتعاش

وجدت دراسة أجريت عام 2008 في جامعة معهد ملبورن الملكي في Bundoora وأستراليا ونشرت في مجلة علم وظائف الأعضاء التطبيقي وجود علاقة بين تناول الكافيين والمعدل الذي تغذي الجسم مخازنها الجليكوجين في العضلات. وأدى تناول الكافيين مع الكربوهيدرات بعد تجريب شاملة في زيادة 60 ٪ في تخزين الجسم من الجليكوجين في العضلات بالمقارنة مع الأشخاص الذين لم تكن لهم درجة الاستيعاب للكافيين. والجرعة المستخدمة هي8 ملغ لكل كيلوغرام من وزن الجسم.

علم الوراثة والتمثيل الغذائي للكافيين

اكتشفتدراسة عام 2006 من قبل الدكتور أحمد Sohemy في جامعة تورنتو وجود صلة بين الجينات التي تؤثر على التمثيل الغذائي للكافيين وآثار القهوة على الصحة. بعض الناس ايض الكافيين ببطء أكثر من عامة السكان بسبب الاختلافات في جينات محددة السيتوكروم P450، وهناك أدلة الناس مع هذا الجين قد تكون في خطر أكبر من احتشاء عضلة القلب عند استهلاك كميات كبيرة من القهوة. لالأيض السريع، ومع ذلك، يبدو القهوة أن يكون لها أثر وقائي. الأيض البطيء والسريع نسبيا شائعة بين عامة الناس، وقد يعزى هذا إلى تباين واسع في دراسات التأثيرات الصحية للكافيين.

علم الوراثة وتناول الكافيين

تحليل نشرته علم الوراثة بلوس سنة 2011م استعرض 5 دراسات تغطي أكثر من 47000 مواضيع من أصل أوروبي. قرر الباحثون أن يرتبط تناول الكافيين المعتاد مع وجود اختلافات في الجينات التي تنظم 2 سرعة الجسم العمليات الكافيين. يستهلك الأشخاص الذين كانت طفرة كمية عالية من الجين إما على كل الكروموسومات 40 ملغ من الكافيين يوميا أكثر (أي ما يعادل يمكن من الصودا) من الناس.

الضغط داخل المقلة والكافيين

وقد اقترحت البيانات الأخيرة أن استهلاك الكافيين قد ترفع ضغط العين. قد يكون هذا أحد الاعتبارات الهامة لذوي زرق الزاوية المفتوحة.

نزع الكافيين

الليفية الكريستال تنقية مادة الكافيين.حقل الظلام ضوء المجهر صورة المنطقة يغطي السنة تقريبا. 11 من 7 ملم

بلورات ليفية من تنقية مادة الكافيين. الظلام المجهر ضوء الصورة الميدانية، وصورة تغطي مساحة ما يقرب من 11 من المادة 7 mm. Main : نزع الكافين

استخراج الكافيين من القهوة، لإنتاج القهوة منزوعة الكافيين، والكافيين، هي عملية هامة الصناعية ويمكن تنفيذها باستخدام عدد من المحاليل المختلفة. كانت جميعها البنزين، الكلوروفورم، وثلاثي كلور الإيثيلين، وثنائي كلور ميثان تستخدم على مر السنين ولكن لأسباب تتعلق بالسلامة، والأثر البيئي، والتكلفة، ونكهة، فقد كانت حلت محلها أساليب الرئيسية التالية :

استخلاص الكافيين بالماء

تنقع حبوب البن في الماء. ثم يتم تمرير الماء، والتي تحتوي على مركبات أخرى كثيرة بالإضافة إلى الكافيين ويسهم في نكهة القهوة، من خلال الفحم المنشط، الذي يزيل الكافيين. ويمكن بعد ذلك وضع الماء المتبقي مع الحبوب وتبخر تبخير جاف، وترك القهوة منزوعة الكافيين مع نكهة الأصلي. شركات صناعة البن استرداد الكافيين وبيعها لاستخدامها في المشروبات الغازية وأقراص الكافيين دون وصفة طبية.

استخلاص غاز ثاني أكسيد الكربون فوق الحرجة

ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج هو قطبي ممتاز مذيب لمادة الكافيين، وأكثر أمانا من المذيبات العضوية التي تستخدم خلاف ذلك. عملية الاستخراج بسيطة:

•يتم نزع CO2 من خلال حبوب القهوة الخضراء في درجات الحرارة فوق 31,1 درجة مئوية وضغط أعلى 73 الصرف الآلي. في ظل هذه الظروف، CO2 هو في حالة "فوق الحرجة": لقد خصائص gaslike التي تسمح لها التوغل عميقا في الفول ولكن أيضا خصائص السائل مثل التي تذوب 97-99 ٪ من الكافيين. يتم رش CO2 الكافيين لادن مع ارتفاع ضغط المياه لإزالة الكافيين. ويمكن بعد ذلك الكافيين يمكن عزلها عن طريق امتزاز الفحم أو عن طريق التقطير، والتبلور، أو التناضح العكسي.

استخراج بواسطة المذيبات العضوية

تستعمل مذيبات عضوية معينة مثل إيثيل أسيتات الصحة الحالي أقل بكثير من المخاطر البيئية والمذيبات العضوية المكلورة المستخدمة سابقا والعطرية. بالإضافة إلى استخدام الزيوت الدهون الثلاثية التي تم الحصول عليها من القهوة المستهلك.

مواضيع متعلقة

• منشطات
• رعاش

روابط خارجية

• GMD MS Spectrum
• The Consumers Union Report on Licit and Illicit Drugs, Caffeine-Part 1 Part 2
• Caffeine: ChemSub Online
• Caffeine at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Caffeine International Chemical Safety Cards
• Mayo Clinic staff (3 October 2009). "Caffeine content for coffee, tea, soda and more". عيادة مايو. مؤرشف من الأصل في 03 سبتمبر 201908 نوفمبر 2010.

المصادر

• مقال - بمجلة العلم - لأحمد محمد عوف
• موقع العالم الإخباري

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة أيض
• موسوعة الكيمياء
• موسوعة طب
• موسوعة صيدلة
• موسوعة مشروبات
• موسوعة قهوة