Kaffee und Koffein – Effekte auf Gesundheit und Krankheit

Kaffee bzw. Koffein hat zahlreiche Effekte auf den menschlichen Körper. Der folgende Beitrag zeigt die physiologischen Wirkungen, Effekte in Abhängigkeit von der Lebensphase bzw. dem Lebensstil, Interaktionen mit Nährstoffen und Medikamenten sowie beobachtete Effekte bei verschiedenen Erkrankungen.

Physiologische Effekte des Alkaloids Koffein

Allgemeine Gesundheit

Ob Kaffee eine positive oder negative Wirkung auf die Gesundheit hat, ist – wie in den meisten Fällen – dosisabhängig. In zu hohen Dosen kann das Alkaloid Koffein zu Angst, Unruhe, Nervosität, Gereiztheit oder auch zu Schlaflosigkeit führen. Wissenschaftliche Studien geben dabei eine Schwelle von etwa 1,2 g pro Tag an.

Langfristig positiv kann sich der Konsum von 2-5 Tassen Kaffee täglich auf die Sterblichkeit auswirken. Diese war in Studien leicht vermindert. Negativ wirkt sich die Kombination von Koffein mit Alkohol aus. Hier sind Herz-Kreislauf-Störungen sowie psychische und neurologische Komplikationen dokumentiert [Dam 2020].

Herz-Kreislauf-System

Koffein beschleunigt die Herztätigkeit, den Stoffwechsel und die Atmung. Blutdruck und Körpertemperatur steigen leicht an. Die Blutgefäße erweitern sich und die Durchblutung aller Organe nimmt zu.

Konzentration, Wachheit, Aufmerksamkeit

Koffeinhaltige Getränke wirken anregend, aktivieren das Zentralnervensystem und erhöhen die geistige sowie körperliche Leistungsfähigkeit [Wei 2007].

Schlaf

Das Alkaloid ist anregend und wirkt sich kurzfristig positiv auf den Wachheitszustand sowie die Leistungsfähigkeit aus. Entgegen einiger Spekulationen lässt sich damit jedoch kein Schlafdefizit ausgleichen. Eher im Gegenteil: Bei einigen Menschen wirkt sich der Koffeinkonsum nach einer bestimmten Uhrzeit (meist 16/17 Uhr) negativ auf das Schlafverhalten aus. Es kann zu Einschlafstörungen kommen. Grund hierfür sind vermutlich genetische Varianten des sogenannten Adenosin-Rezeptors. Über diesen wird die Wirkung von Koffein erklärt: Es bindet an den Rezeptor, blockiert diesen und steigert so die Aufmerksamkeit bzw. verringert die Müdigkeit [Nie 2007].

Wasser- und Elektrolythaushalt

Koffein hat einen diuretischen Effekt (fördert die Urinausscheidung). Dies wirkt sich jedoch selbst bei Dosen bis 400 mg täglich über einen längeren Zeitraum nicht negativ auf den Wasser- und Elektrolythaushalt aus [Dam 2020].

Effekte auf verschiedene Lebensphasen/ Lebensstil

Schwangerschaft

Analysen zeigen, dass sich der Stoffwechsel von Koffein während der Schwangerschaft verlangsamt. Es wird in der Folge langsamer abgebaut und aus dem Körper ausgeschieden. Für Schwangere werden daher maximal 200 mg pro Tag angesetzt [Dam 2020]. In Studien zeigte sich für bis zu 3 Tassen Kaffee täglich kein Einfluss auf das Geburtsgewicht, auf die Anzahl der Frühgeburten oder Fälle von Wachstumsstörungen. Es gibt bislang keine ausreichende Evidenz, um den Einfluss auf das Geburtsgewicht und auf andere Endpunkte in Bezug auf die Schwangerschaft zu bestätigen oder zu widerlegen [Jah 2015].

Sport

Koffein steigert die Lipolyse, wodurch freie Fettsäuren verwertet werden können und ein glykogensparender Effekt eintritt. Die Aufnahme von 3-9 mg pro kg Körpergewicht zwischen 30 und 90 Minuten vor der körperlichen Belastung kann nachweislich die sportliche Ausdauer- und Leistungsfähigkeit erhöhen. Nach der regelmäßigen Einnahme tritt jedoch ein Gewöhnungseffekt ein [Kre 2010]. Koffein wird seit dem 01.01.2014 nicht mehr als Dopingsubstanz ausgewiesen.

Effekte auf Symptome und Erkrankungen

Blähungen

Zu viel Kaffee gilt als blähungsfördernd.

Diabetes mellitus/ Insulinresistenz

Es gibt Hinweise darauf, dass Koffein die Insulinsensitivität kurzfristig beeinträchtigt. Dieser Effekt konnte für den Konsum von Kaffee jedoch nicht bestätigt werden. Das Risiko, an Diabetes mellitus Typ 2 zu erkranken, sinkt mit moderatem Konsum sogar [Flo 2012]. Ob hier andere Inhaltsstoffe des Getränks ausschlaggebend sind oder Gewöhnungseffekte wirken, ist noch unklar [Dam 2020].

Fettstoffwechselstörungen

Lediglich das im Kaffee enthaltene Cafestol vermag die LDL-Blutkonzentrationen etwas zu erhöhen [Dam 2020]. Cafestol kommt in nennenswerten Mengen in ungefilterten Kaffeegetränken vor. Es gibt jedoch keine Aussage dazu, inwieweit sich die Substanz auf die LDL-Partikelgröße auswirkt. Die Größe und damit Dichte der LDL-Moleküle jedoch beeinflusst das kardiovaskuläre Risiko, nicht die Höhe an LDL-Cholesterin für sich.

Gallensteine

Kaffee beeinflusst eine Reihe von Prozessen, die mit der Gallensteinbildung im Zusammenhang stehen. So förderte dieser unter anderem die Cholezystokininfreisetzung sowie die Gallenblasenkontraktion [Lil 1989] und unterdrückte die Cholesterinsteinbildung im Tierexperiment [Dou 1990].

In der Nurses‘ Health Studie bzw. in der Health Professionals Follow-up Studie waren Gallensteine bei regelmäßigen Kaffeetrinkern seltener anzutreffen als bei Abstinenzlern. Nach den Berechnungen der Wissenschaftler reduzierte der Konsum von zwei oder mehr Tassen Kaffee am Tag das Gallensteinrisiko bei Männern um 40 bis 45 % [Lei 1999] und bei Frauen um 22 bis 28 % [Lei 2002]. Entkoffeinierter Kaffee zeigte keinen Effekt, so dass die protektive Wirkung möglicherweise auf das Alkaloid Koffein zurückzuführen ist. Bei der Bewertung solcher retrospektiven Studien muss allerdings auch die Möglichkeit in Bedacht gezogen werden, dass Personen mit symptomatischen Gallensteinen möglicherweise aufgrund von Beschwerden Kaffee gemieden haben und der niedrige Kaffeekonsum nicht mit dem Auftreten der Gallensteine in Verbindung stand.

Gastritis und gastroösophageale Refluxkrankheit

Bohnenkaffee kann die Säureproduktion im Magen und damit die Symptomatik bei Gastritis und gastroösophagealer Refluxkrankheit verstärken [Wei 2007].

Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Der Konsum von bis zu 6 Tassen täglich wirkt sich nachweislich nicht negativ auf bestehende Herz-Kreislauf-Erkrankungen aus. Vielmehr zeigen Studienauswertungen, dass sich ein moderater Konsum durchaus positiv auf das Herz-Kreislauf-System auswirken kann [Dam 2020].

Drei Tassen des heißen Getränks schützen zudem vor Schlaganfall, wie eine schwedische Studie belegt. Demnach ist ein geringer oder kein Kaffeekonsum mit einem erhöhten Schlaganfallrisiko bei Frauen verbunden [Lar 2011].

Hypertonie (Bluthochdruck)

Entgegen früherer Meinungen scheint sich der regelmäßige Kaffeegenuss nicht nennenswert auf den Blutdruck auszuwirken. In längerfristigen Beobachtungen blieb der regelmäßige Konsum ohne Effekt [Mes 2011].

Dieses Ergebnis bezieht sich jedoch nicht auf alle koffeinhaltigen Getränke oder Medikamente. Reines Koffein (z. B. auch in Tablettenform) kann einen moderaten Anstieg des Blutdrucks verursachen. Im Kaffee verhindern somit vermutlich andere Inhaltsstoffe wie beispielsweise die Chlorogensäure die Blutdrucksteigerung [Dam 2020].

Hyperurikämie und Gicht

Der Konsum von Kaffee, unabhängig ob in herkömmlicher oder entkoffeinierter Form, senkt den Harnsäurespiegel und vermindert das Gichtrisiko [Cho 2010]. Der genaue Mechanismus ist bislang nicht bekannt. Möglicherweise wirkt Koffein, das der Stoffgruppe der Xanthine zugeordnet wird, hemmend auf das Enzym Xanthinoxidase und hat hierdurch einen ähnlichen Effekt auf die Harnsäurebildung wie das Urikostatikum Allopurinol.

Allerdings lässt die Tatsache, dass auch entkoffeinierter Kaffee eine leicht harnsäuresenkende Wirkung hatte, während diese bei Tee nicht auftrat, vermuten, dass andere Inhaltsstoffe als Koffein für diese Wirkung verantwortlich sind. Ein regelmäßiger Kaffeekonsum geht (entgegen dem kurzfristigen insulinsteigernden Effekt) mit einem niedrigeren Insulinspiegel einher [Wu 2005], wodurch die insulinvermittelte Hemmung der Harnsäureausscheidung vermindert wird [Qui 1995].

Kopfschmerzen/ Migräne

In der Behandlung von Migräneattacken kommen häufig Koffein-haltige Medikamente zum Einsatz, da diese nachweislich die Wirkung verbessern. Genetische Polymorphismen der Adenosin-A2A-Rezeptoren können die Anfälligkeit für die Nebenwirkungen von Koffein wie Schlaflosigkeit oder Angst beeinflussen [Cor 2002] [Als 2003] [Ret 2007]. Koffein hemmt die Wirkung eines spezifischen Aminosäuretransporters (EAAT3), wodurch es zu einer Erhöhung der Glutamatspiegelkommt, die eine Sensibilisierung der Schmerzrezeptoren bewirken.

Bekannt ist aber auch, dass eine unregelmäßige Koffeinzufuhr – nicht nur bei Migränepatienten – Kopfschmerzen verursachen kann. Der sogenannte Koffein-Entzugs-Kopfschmerz entwickelt sich innerhalb von 24 Stunden, wenn die über mindestens 2 Wochen andauernde regelmäßige Aufnahme von 200 mg Koffein am Tag unterbrochen wird. In der Regel löst sich der Kopfschmerz innerhalb von einer Stunde, wenn mindestens 100 mg Koffein aufgenommen werden oder klingt bei ausbleibender Koffeinzufuhr spontan innerhalb von sieben Tagen ab [Ihs 2013]. Die vergleichsweise niedrigere Koffeinzufuhr an arbeitsfreien Tagen wurde bereits als Auslöser der „Wochenendmigräne“ diskutiert [Cou 1992] [Her 1992].

Etwa 6-14 % der Migränepatienten sehen koffeinhaltige Getränke als Auslöser für Migräneattacken an [Fuk 2008] [Mol 2013]. Zu der Beziehung zwischen Migräne und Koffeinkonsum existieren unterschiedliche Ergebnisse [Sha 2008]. Zwar haben die meisten Studien eine höhere Prävalenz von Kopfschmerzen, Migräne und chronischen Kopfschmerzen durch erhöhten Koffeinkonsum berichtet, andere Studien hingegen bestätigten diesen Zusammenhang nicht [Hag 2009] [Shi 1985] [Ras 1993]. Ein kausaler Zusammenhang zwischen Koffeinkonsum und Kopfschmerzen lässt sich daher nicht ableiten.

Gemäß den Ergebnissen einer epidemiologischen Studie können koffeinhaltige Arzneimittel und Getränke das Risiko, einen chronischen Kopfschmerz zu entwickeln, mäßig erhöhen [Gad 2005]. Andere Studien zeigten, dass nach einer allmählichen Reduktion des Koffeinkonsums Kopfschmerzen nicht mehr auftraten [Her 2003] oder die Wirksamkeit der Akutmedikation verbessert wurde [Lee 2016].

Krebserkrankungen

Das Risiko für Krebserkrankungen wird durch den Konsum von Kaffee nicht beeinflusst. Dies ist sowohl für die Häufigkeit von Krebserkrankungen als auch für die Überlebensrate nachgewiesen. Es gibt sogar einige Hinweise darauf, dass ein moderater Konsum das Risiko für Melanome, nicht-melanotische Hauttumore, Brust- und Prostatakrebs leicht reduziert [Dam 2020].

Lebererkrankungen

Der regelmäßige Konsum von Kaffee scheint den Verlauf einer nicht alkoholischen Fettleber positiv zu beeinflussen (Abnahme von Fibrosierung und Entzündung) [Mol 2012]. Bei vorliegender Zirrhose sank die Mortalitäts- und Leberkarzinomrate [Saa 2014]. Die Effekte traten unabhängig vom Koffeingehalt auf.

Nierensteine

Hohe Mengen Kaffee können aufgrund des mitunter hohen Oxalsäuregehalts bei veranlagten Menschen bzw. unter bestimmten Bedingungen die Bildung von Nierensteinen fördern. Der Effekt ist individuell jedoch sehr unterschiedlich.

Osteoporose

Kaffee kann in hohen Mengen die Kalziumausscheidung erhöhen. Ein negativer Einfluss ist jedoch – wenn überhaupt – nur bei einer gleichzeitig schlechten Versorgung mit Kalzium, Vitamin D und Vitamin K sowie beim Vorliegen weiterer Risikofaktoren zu erwarten [Hig 2006]. Auch fehlt in entsprechenden Untersuchungen die Unterscheidung zwischen Kaffee und koffeinhaltigen Getränken sowie der Qualität einzelner Kaffeegetränke. Der Einfluss wird als wenig relevant eingestuft.

Reizdarmsyndrom

Koffeinhaltige Getränke zählen zu den Nahrungsmitteln, die von Patienten häufig als symptomfördernd bezeichnet werden. Vermutlich ist ein Darmperistaltik-stimulierender Effekt hierfür verantwortlich.

Urolithiasis (Harnsteine)

Die aktuelle Leitlinie zu Urolithiasis empfiehlt die begrenzte Aufnahme von Kaffee. Dieser enthält ebenso wie schwarzer Tee nennenswerte Mengen an Oxalsäure.

Die Studienlage hierzu ist jedoch widersprüchlich. Laut Medix Schweiz ist das Meiden dieser Getränke bei moderatem Konsum nicht nötig. Diese könnten sogar steinprophylaktisch wirken [med 2017] [Cur 1998] [Cur 1996].

Mögliche Interaktionen mit Nährstoffen und Arzneimitteln

Interaktionen mit Nährstoffen

Kaffee hemmt tendenziell die Aufnahme von Eisen und Zink in den Körper. Die enthaltenen Gerbstoffe können mit Kalzium Komplexe bilden und so auch die Resorption von Kalzium vermindern. Zudem wirken sich der Kaffee- und Schwarzteekonsum aufgrund der enthaltenen Tannine negativ auf den Vitamin B1-Status aus [Smo 2016].

Interaktionen mit Arzneistoffen

Zum einen kann das arrhythmogene Potenzial von Antiarrhythmika durch Koffein verstärkt werden, während die Wirksamkeit von Antidepressiva gedämpft wird [Smo 2016]. Auch die Aufnahme von Bisphosphonaten kann durch Komplexbildung beeinträchtigt sein. Eine Wirkungshemmung ist auch für Methotrexat beschrieben [Smo 2016].

Andererseits führen veränderte Trinkgewohnheiten von Kaffee zu signifikant niedrigeren Blutspiegeln von Clopazin. Bei Einnahme sollte der gewohnte Konsum von Kaffeegetränken beibehalten werden. Treten unter Fluvoxamin Nebenwirkungen wie Tremor, Ruhelosigkeit oder Schlafstörungen auf, kann eine reduzierte Zufuhr an Kaffee erwogen werden [Smo 2016]. Generell sollten Neuroleptika nicht zusammen mit Tee oder Kaffee eingenommen werden.

Des Weiteren kann die Aufnahme von Levothyroxin (Schilddrüsenhormone) unter Kaffeekonsum beeinträchtigt sein, während sich die physiologischen Effekte von Koffein und Theophyllin addieren [Smo 2016].

Fazit: Kaffee in der täglichen Ernährung

Die Effekte von Kaffee und Koffein sind sehr vielfältig und nehmen Einfluss auf zahlreiche Symptome und Erkrankungen sowie verschiedene Lebenssituationen. Eine generelle Beurteilung von Kaffee für die Gesundheit oder Erkrankungen ist schwierig, da die Wirkungen individuell sehr unterschiedlich sein können und nicht immer klar ist, auf welche Substanz oder welchen Mechanismus der Effekt zurückgeführt werden kann.

Wissenschaftler empfehlen in Abhängigkeit des aktuellen Wissensstands unter dem Prinzip der Vorsorge eine maximale Aufnahme von etwa 400 mg Koffein täglich bzw. halten 2-5 Tassen Kaffee pro Tag für unproblematisch.

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