Koffein und Neurotransmission: Wie es das Gehirn beeinflusst

Koffein in der Natur

Koffein kommt in mehreren Pflanzen in der Natur vor, die vom Menschen aufgenommen werden, einschließlich Teeblättern, Kaffeebohnen, Guarana und Mate-Pflanzen aus Südamerika, Cola-Nüssen und Kakaobohnen. Es wurde gezeigt, dass Koffein in den Pflanzen, in denen es vorkommt, als Pestizid wirkt und dabei hilft, schädliche Insekten abzuwehren. Beim Menschen hat die Chemikalie eine milde stimulierende Wirkung, was sie zu einer beliebten Substanz macht und Gegenstand umfangreicher Forschungen ist.

Mehrere Wirkpunkte

Koffein hat seine stimulierende Wirkung, indem es mit dem Molekül Adenosin konkurriert, einem Nebenwirkstoff. „Product of energy production.“ Die Ansammlung von Adenosin in den Zellen signalisiert, dass Energie verbraucht wurde, wodurch Gehirn und Körper in einen Zustand niedriger Energie versetzt werden. Eine im „Journal of Alzheimer's Disease“ 2010 veröffentlichte Studie beschrieb die stimulierenden Wirkungen von Koffein als eine Vielzahl von Wirkungen innerhalb eines Netzwerks von Nervenbahnen, die Adenosin beeinflusst, und Koffein konkurriert mit Adenosin sowohl vor als auch nach seinen Wirkpunkten innerhalb des zentralen Nervensystems.

Beispielsweise beeinflusst Koffein die Freisetzung von Dopamin, einem wichtigen Neurotransmitter, der mit Motivation und Wachsamkeit verbunden ist, indem es Glutamat induziert, einen exzitatorischen Neurotransmitter, der Dopamin aktiviert. Koffein beeinflusst auch das Dopaminsystem an Punkten nach der Produktion von Dopamin.

Unterschiede zu anderen Stimulanzien

Eine 2004 in „Cell and Molecular Life Sciences“ veröffentlichte Studie konzentrierte sich auf die Wirkung von Koffein auf Adenosinrezeptoren in einem Teil des Gehirns, das als Striatum bezeichnet wird – ein Bereich, der an der Stimulation und Steuerung der motorischen Aktivität beteiligt ist. Die Studie verglich auch die Wirkungen von Koffein auf das Striatum mit denen von zwei anderen bemerkenswerten Stimulanzien, Kokain und Amphetamin, und stellte einen deutlichen Unterschied in ihren Wirkmechanismen fest. Während alle drei den Neurotransmitter Dopamin über das Striatum aktivieren, wirkt Koffein indirekt auf das Striatalsystem, und Kokain und Amphetamin wirken direkt.

Darüber hinaus wird in der Studie ein Zusammenhang zwischen Koffein und einem verringerten Parkinson-Risiko über eine neuroprotektive Wirkung von Koffein auf Neuronen angesprochen, die an der Übertragung von Dopamin beteiligt sind. Eine der wichtigsten Wirkungen von Koffein auf die Neurotransmission besteht darin, die Zellen zur Freisetzung von Kalzium zu stimulieren. Kalzium wiederum fungiert als Signal, das es den Nerven ermöglicht, die Neurotransmitter freizusetzen, mit denen sie Nachrichten an andere Zellen weiterleiten. Koffein hat speziell die Fähigkeit, die Freisetzung von Glutamat zu aktivieren.