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カフェイン


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関連情報 カフェイン中毒
アルカロイド
血液脳関
無水カフェイン



カフェインの作用
<1>中枢神経系全体を興奮させる。
  • 眠気 脳が疲労するとアデノシンを産生し、それが受容体タンパク質に結合すると、脳の活動が低下し、それが特異的な受容体タンパク質に結合すると、脳の活動が低下し、眠気を催す。
    カフェインの分子構造はアデノシンに類似しており、競合的酵素阻害薬としてアデノシン受容体に結合してアデノシンの作用を抑える。
    その結果、アデノシンの抑制効果が軽減され、脳の細胞機能が活性化されて眠気を覚ます。
    頭痛 アデノシンは脳の血管内径を拡大させて頭痛を引き起こす。 そのためアデノシンの作用を阻害するカフェインは多くの頭痛薬に含まれている

<2>心臓や肝臓の細胞では
  • カフェインは「闘争と逃走」ホルモンであるアドレナリン系シグナル伝達経路を間接的に活性化させる
  • そのため、脈拍は増加し、筋肉収縮は増強する。
  • 肝臓はグリコーゲンを分解してブドウ糖(グルコース)として血中に放出する。

<3>ストリキニーネと似た作用
  • カフェインは主に脳の中枢に作用し、続いて、延髄や脊髄に伝わる
  • ストリキニーネは粘膜からすぐに吸収され、脊髄の反射機能を亢進させ、呼吸を麻痺させる

<4>胃粘膜を刺激し胃酸の分泌を促す

<5>腎臓を刺激して、尿量を増やす
  • 腎臓の血管を拡張させる


<6>血液脳関門を通過する

<7>血管収縮作用・・・片頭痛の予防

<8>気管支を拡張する

<9>抗炎症作用
  • カフェインには抗炎症作用があり、肝臓や脳を炎症から保護することで、肝ガンアルツハイマー病などの病気を予防できる可能性がある(岡希郎・東京薬科大学名誉教授)

<10>妊婦は注意・・・
  • 流産や出生児が低体重になる可能性がある。
    • 英国食品基準庁が定める
    • 妊婦の1日の最大摂取量=200_c。
  • WHOが定める目安=コーヒーで3〜4杯。
  • 子供・・・カフェインの代謝能力が低いので、気をつけよう。
  • 1日の最大摂取量 (カナダ保健省)
    4〜6才 45_c
    7〜9才 62.5_c
    10〜12才 85_c
    妊婦 300_c
    健康な成人 400_c
    コーヒー
    150cc×4.5杯


<11>記憶力を高める
  • 2014年、コーヒーやお茶などに含まれるカフェインは眠気を覚ます作用だけでなく、学習後に摂取すると記憶力を高める働きもあるとの研究結果を、米ジョンズ・ホプキンズ大のチームがまとめた。
  • 普段あまりコーヒーを飲まない160人(平均年齢20歳)が対象。
  • 無作為に2群に分け、2日がかりでテスト実施、
  • 1日目に、さまざまな絵を見て簡単な問いに答える課題を与えた後、200_cにカフェインか偽薬のいずれかが入ったカプセルを飲んでもらった。
  • 2日目は、前日と同じ絵のほかに、よく似ているが細部が異なる絵や全く違う絵を交ぜて見せ、「前日と同じ」「前日と似ている」「初めて見る」の3つのテストに答えてもらった。
  • その結果、前日と同じ絵、初めて見る絵の正答率はカフェイン群も偽薬群も差がなかった。
  • 似ているが細部が異なる紛らわしい絵を正しく区別できたのは、カフェイン群の方が多かった。






アルギニンがカフェインの効果を増強
2014年、常盤薬品工業は3/19、
アミノ酸の一種「アルギニン」がカフェインの覚醒効果を増強させると報告。



実験では26歳〜31歳までの成人男性6人を対象に、3日間、前日の睡眠時間を普段より15%短くした、それぞれの当日に3種類の飲料を摂取させた。
  1. カフェインのみの飲料
  2. アルギニンのみの飲料
  3. カフェインとアルギニンの飲料

摂取1時間後に脳波を測定したところ、能力を最大限発揮できる「α2波(ミッドα)」の上昇率は「c」のグループが「a」のグループより3割近く上昇した。










コーヒーとお茶の主要アルカロイド。

含有するもの
  • カフェイン   100_g当たり
    ガラナ
    濃いコーヒー 60_c
    コーヒー(アメリカン) 20_c
    玉露 160_c
    煎茶 20〜25_c
    ほうじ茶 20_c
    紅茶 30_c






無水カフェイン
anhydrous 通常は結晶を含まないことを意味する。
このほかに、酸から水分子がはずれた形の化合物を「無水○○酸」という
なお、結晶水をふくまないという意味で「無水和物」ということもある。
absolute 不純物(夾雑物)としての水を含まないことを意味する。
アルコールなどのように水とも良く混じる液体で、溶媒として使われるものが、全く水を含まない場合に、この形容詞をつける。「無水エタノール」など。
乾燥と同じ意味に使われる。









キサンチン系薬剤
一般名:カフェインcaffeine


[カフェイン][無水カフェイン]



中枢神経系に対する作用
  • 大脳皮質を中心として中枢神経系を興奮させる。
    脳幹網様体の賦活系を刺激することにより知覚が鋭敏となり精神機能が亢進されるため、眠気・疲労感が除去される。

血管系に対する作用
  • 末梢の血管平滑筋に直接作用し、血管を拡張させる。
    脳細動脈に直接作用して脳血管を収縮して、その抵抗性を増加させ、脳血流量を減少させる。

腎臓に対する作用

  • 糸球体の輸入血管拡張と尿細管への直接作用によるNaイオンおよびClイオンの再吸収抑制により利尿作用を示す。
大脳皮質を中心に中枢神経系を興奮、脳幹網様体の賦活系の刺激により知覚が鋭敏となり精神機能を亢進する。

また、脳細動脈に直接作用して脳血管を収縮させ、その抵抗性を増加して脳血流量を減少する。
厚生労働省





眠気、倦怠感、
血管拡張性および脳圧亢進性頭痛
  • ・片頭痛
  • ・高血圧性頭痛
  • ・カフェイン禁断症状性頭痛



1回0.1〜0.3g
1日2〜3回(増減)
慎重に 胃潰瘍又はその既往歴ある者・・・胃液分泌を促進するため。
心疾患・・・徐脈または頻脈を起こす。
緑内障・・・悪化の恐れ





キサンチン系薬剤・・・[アミノフィリン][ジプロフィリン][テオフィリン]
中枢神経興奮薬・・・過度の中枢神経刺激作用が現れる
MAO阻害薬・・・頻脈、血圧上昇が現れる。
シメチジン・・・・過度の中枢神経刺激作用が現れる
注意 妊産婦・・・胎盤を通過し、母乳中へ移行→長期連用を回避する
高齢者・・・生理機能が低下→減量など


・大量投与で
 虚脱
 振戦
 瞳孔散大
 不安
 不整脈
 不眠
 めまい


低カリウム血症
  • カフェインの摂り過ぎは“低カリウム血症”になる原因の1つ(野田光彦・埼玉医科大学教授)

・細胞死を促す
  • カフェインの刺激で作られたアラキドン酸が細胞死を促すことを桑山秀一・筑波大学准教授が見つけた。





中毒
(過量投与)
症状・徴候 処置
循環器症状
  • 不整脈、
  • 血圧上昇
  1. 胃洗浄や吸着剤・下剤の投与で薬物除去し、輸液などで排泄を促進させる。
  2. 興奮状態には・・・対症療法としてジアゼパム注射、フェノバルビタール注射などの中枢神経抑制薬を投与を考える。
  3. 呼吸管理を実施
精神神経症状
  • ケイレン、
  • 昏睡
呼吸器症状
  • 呼吸促進
  • 呼吸麻痺








2008年、自然科学研究機構・生理学研究所の久保義弘教授らのグループは、コーヒーや紅茶に含まれるカフェインに痛みを抑える作用があることを見つけた。
痛みを感じる『トリップ・エーワン』というタンパク質のうち、舌の神経の表面にあるタンパク質に着目。
とりだして培養して電流の変化を調べた。
カラシの成分に触れさせると刺激を受けて電流が増えるが、カフェインの溶液をかけると電流が減ることがわかった。

中枢神経系全体を興奮
ドーパミンを制御している『アデノシン』と構造が似ているため、本来ならアデノシンが入るべき場所にカフェインが入り、そのためにドーパミンを制御出来なくなって、興奮作用が強くなる。

・半数致死量・・・体重1kg当たり200mg。
・2時間以内に:
  • 300mgのカフェインを服用・・・・・・・・・
    • 不安感を伴う神経過敏

    5000mg以上のカフェインを服用・・・・
    • 動悸、全身のケイレンを起こす。


・蓄積作用はない。

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コーヒーのカフェインを減らす
「2003年、奈良先端技術大学大学院大学の研究チームは、カフェインの含有量が少ないコーヒーを遺伝子操作で作ることに成功した。マメを処理してカフェインを除去する従来法に比べて、コーヒー特有の味や香りを損なわない。佐野浩・奈良先端大教授と荻田信二富山県立大学助手らは、コーヒーの遺伝子を分析しカフェインの合成に関係する酵素の遺伝子を複数突き止めた。そのなかの1つの遺伝子の働きを「RNA干渉」と呼ばれる技術を使って抑制した。6/19日付けのネイチャーに発表


なぜ眠気を覚ますのか?
コーヒーや紅茶に含まれるカフェインが眠気を覚ます仕組みはよく分かっていなかった。そのナゾを大阪バイオサイエンス研究所の裏出良博研究部長らが原因タンパク質を突き止めた。
このタンパク質は『アデノシンA2A受容体』と呼ばれる。
ネズミを使った実験では、人間のコーヒー3杯分に相当するカフェインを与えたところ、同タンパク質が働かない場合には目を覚ます効果が起きないことが判明。
従来から、このタンパク質と別のタンパク質のどちらが関係しているか論争があった。
研究成果は2005年6/20のネイチャー・ニューロサイエンスに掲載。
今回分かったタンパク質の覚醒の働きを強める物質を発見すれば、強力な眠気防止薬が開発できる。





カフェイン療法
骨肉腫
  • 金沢大付属病院(金沢市)の整形外科は、独自開発したカフェイン併用療法を術前に用い、骨肉腫や軟部腫瘍(しゅよう)の治療に大きな効果を上げている。
  • 抗がん剤を使う際にカフェインを併用投与すると、効いている抗がん剤は一層、効くようになることが多い
  • この併用療法を開発した土屋弘行・整形外科助教授によると、カフェインには抗がん剤が破壊したがん細胞のDNAの修復を阻害する作用があるという。



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