カフェイン

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健康

The Journal of Nutritionに掲載された2014年の研究では、カフェインの摂取量が多い参加者は、精神機能のテストでより良いスコアを獲得した。他の研究によると、カフェインは新しい記憶を固めるのにも役立つ。ジョンズホプキンス大学の研究者は、参加者に一連の画像を研究してから、プラセボまたは200ミリグラムのカフェイン錠を服用するように依頼した。カフェイングループのより多くのメンバーは、翌日、画像を正しく識別することができた。つまり、朝の一杯のコーヒーやお茶に含まれるカフェインは、短期間の集中力を高めるだけではなく、記憶力を改善することにも役に立つ^[44]。

悪影響や過剰摂取

身体的影響

カフェインは覚醒剤の一種（アンフェタミンやメタンフェタミン）と同じく、脳刺激による覚醒作用があり、精神科・心療内科の専門用語では、カフェインはアンフェタミンなどと同じく「精神刺激薬」と呼ばれる^[45]。4人に1人の日本人が体質的に少量のカフェインで気分が悪くなる傾向がある^[45]。体調悪化を予め理解した上でカフェインを摂取し、カフェインで脳を強制的に覚醒させ、無理をして仕事や勉強に向かう者が多く、カフェイン摂取により更なる活動を可能にするが、そういった無理を続けていると負担が掛かり、早晩心身に悪影響があるという^[45]。

カフェインは一時的に頭痛を止める働きがある一方で、常用すると、かえって頭痛が起こり易くなる。これは、カフェインの脳血管収縮作用により、頭痛が軽減されるためである^[46]。このような状態で、カフェインが体内で不活化され、体内から排泄されて、この血管収縮作用が消えると、反動による血管拡張により頭痛が生ずる場合がある。また、カフェインの常用の結果、カフェインが体内に存在する状態が「平常」で、カフェインが体内に無い状態が「非日常」という、逆転現象に至る。この結果、カフェインの脳血管収縮作用が続く状態が「平常」で、カフェインの作用が無い「非日常」の際に頭痛が発生し得る。

また、カフェインの常用によって、血圧が4〜13 mmHgほど上昇する可能性も報告されている^[47]。高用量のカフェインは一時的に心拍数と血圧を上昇させる可能性があり、心臓病のある人にとっては危険をもたらす可能性がある。心臓発作を起こしたことがない、または高血圧症がない人でも、1日あたり400 mgを超えないようにする必要がある。これは、約4杯のコーヒーまたは最大10杯の紅茶に含まれる量である。この量は安全であると考えられ、血圧や心臓発作、脳卒中のリスクに対する長期的な影響はない^[48]。

非喫煙者でコーヒー、カフェイン摂取量が高いほど膀胱癌のリスクが高くなるとの報告あり^[49]。なお、IARCでは、「カフェイン」及び「コーヒー（飲用）」は「グループ3：発がん性を分類できない」に分類されている^[50]。

カフェインの過剰摂取の結果、酷い場合には死亡する^[51]。カフェインは夏場は避けたほうがいい場合がある^[52]。

中毒

詳細は「カフェイン中毒」を参照

カフェインは食品からの過剰摂取以外に、医薬品に含有されている場合もあるため、服薬と飲食が合わさった結果として過剰摂取になることもあり、注意を要する。カフェインの半数致死量 (LD₅₀) は約200 mg/kgで、一般的な成人の場合、10 gから12 g以上が危険と言われる。カフェインの過剰摂取の結果、カフェイン中毒を引き起こし、稀ではあるものの死亡例も報告されている^[53]。

また、薬物誘発性不眠症の原因として最も多いのはカフェインである^[54]。診断名としては「カフェイン誘発性睡眠障害、不眠症型、中毒中の発症」のように記入する^[55]。

日本では医薬品医療機器等法で1回（1錠・1包等）あたりに500 mg以上のカフェインを含む製剤を劇薬に指定している。

依存と耐性

詳細は「カフェイン依存」を参照

カフェインを繰り返し摂取すると、軽い精神的依存が発生する（カフェイン依存症^[2]）。またカフェインの作用（特に自律神経への働き）は、使用していくごとに効果が減少し、これは薬物耐性とされる。幾つかの作用（全てではない）への耐性はすぐに形成され、特にコーヒーや栄養ドリンクの常用者には顕著である^[56]。一部のコーヒー飲用者では、カフェインの覚醒効果には耐性が出来ているものの、それ以外のヒトには形成されていない^[57]。

離脱症状

詳細は「カフェイン依存#離脱症状」を参照

カフェインの離脱症状（禁断症状）には、頭痛、短気、集中欠如、疲労感、過眠、胃・上半身・関節の痛みなどがある。カフェインの離脱症状は、カフェインに依存の状態にある者がカフェインの摂取を中断してから12時間から24時間後に発生し、ピークはおよそ48時間後で、通常は2日から9日間で収まるとされる^[5]。カフェインの離脱症状としてありふれた症状に頭痛が挙げられる。カフェイン禁断性頭痛は、カフェインを1日平均235 mg摂取していたヒトの場合、中断後の2日目で52%が経験する^[12]。長期間のカフェインの摂取者では、離脱症状として抑うつ、不安、胃腸不快感、筋肉痛、カフェイン摂取の欲求などが報告されている。経験者の知識・助言・支援などは離脱症状からの離脱の助けになるであろう。

市販の鎮痛薬に含まれるカフェインや他の成分への依存や離脱症状が、薬物乱用頭痛の発症に寄与する^[58]。

カフェイン離脱は、DSM-5における診断名である^[59]。過去の版ではカフェイン中毒があったものの、離脱は存在しなかった。

睡眠妨害

カフェインは就寝前6時間以内に摂取すると睡眠を妨げることがある。体内でのカフェインの半減期は6～9時間である^[60]。

薬理

カフェインはヒトにおいて経口摂取を始めとして、様々な経路から吸収され得る物質である。カフェインが吸収されて血中に入ると、血液脳関門を通過することができる。こうして脳内に移行したカフェインが脳内でアデノシンA_2a受容体を遮断することにより、脳内にATPの代謝物であるアデノシンが蓄積しても睡眠の誘発が起こり難くなり、結果として覚醒状態を維持しやすくなる^[61]。アデノシン受容体は、ドーパミン神経系のシナプスの後ニューロンに発現しており、ドーパミン受容体と共役の関係にあることから、アデノシン受容体にアデノシンが結合すると、ドーパミン受容体が不活性化され、シナプスでのドーパミンによる刺激伝達が抑制されるわけだが、この時にアデノシン受容体のアンタゴニストであるカフェインを服用すると、ドーパミンによる通常の刺激伝達が行われるようになる^[62]。つまり、脳内でカフェインそのものがヒトを覚醒させるわけではなく、脳内でアデノシンがヒトを眠らせようとする作用をカフェインが邪魔しているのである^[63]。なお、シナプス間隙近傍のアデノシンは、覚醒時に次第に増加してゆき、睡眠時に減少する性質を持っている^[62]。

また、通常の状態ではドーパミン刺激によって覚醒効果が得られるのだが、実際の覚醒はドーパミン神経系の下流にあるヒスタミン神経系の放出するヒスタミンによって維持されているため、抗ヒスタミン薬による眠気には拮抗作用を持たない。

加えて、カフェインは延髄の呼吸中枢を刺激する作用も有し、チェーンストークス呼吸やモルヒネ中毒などによる呼吸抑制などの際に、この呼吸中枢刺激作用は著明に現れる^[64]。

この他に、カフェインを始めとするメチルキサンチン誘導体に共通の活性として、ホスホジエステラーゼの非選択的な阻害作用があり、細胞内cAMP濃度の上昇を引き起こす。これにより、心筋収縮力の増大、気管支平滑筋の弛緩、脳細動脈の収縮のような交感神経興奮様作用を示す。これらの作用の結果、腎血管拡張により糸球体濾過量 (GFR) が増大し、さらに尿細管での水分の再吸収の抑制により利尿作用を現わす。また膀胱括約筋に取り付いてその作用を抑制しているアデノシンの働きをカフェインが妨害するために頻尿になるという説もある。さらに、cAMPの濃度の増大は胃酸を産生する細胞では、プロトンポンプを活性化し、胃酸分泌を亢進する。また、骨格筋においては筋小胞体からのカルシウムイオンの遊離を促す作用も有し^[65]、この結果として、わずかではあるが骨格筋収縮力を増大させる作用もあり、2004年まではドーピングに対する禁止薬物リストにも含まれていた。

脚注

注釈

^ 1866年のルンゲの著書、"Hauswirtschaftlichen Briefen”（Johann Wolfgang von Goethe with F.W. von Biedermann, ed., Goethes Gespräche, vol. 10: Nachträge, 1755–1832 (Leipzig, (Germany): F.W. v. Biedermann, 1896), pages 89–96に再録）によれば、ルンゲはゲーテに招かれ、実験の方法を説明し、感心され、ギリシャ人からもらったコーヒーの箱を渡され、研究に役立ててほしいと言われ、これがカフェインの単離、発見につながったとしている。
^ カフェインの場合は、溶解補助剤として安息香酸ナトリウムを加えると、カフェインの水への「見かけ上の溶解度」が上昇する。これはカフェインと安息香酸ナトリウムとが、水溶液中で複合体を形成し、この複合体が水に溶け易いため、複合体を形成した分だけカフェインの「見かけ上の溶解度」が上昇したために発生する現象である。なお他にも、カフェインの場合はサリチル酸ナトリウムを溶解補助剤として使う事も可能である。しかし、いずれの場合でも、カフェイン自体の溶解度は変化せず、あくまで「見かけ上の溶解度」が変化するだけである。また、これはカフェインの場合の話であって、他の薬物に同じ手が使えるわけではない。例えば、カフェインと分子構造が似ているテオフィリンは、エチレンジアミンを溶解補助剤として使用する。
^ なお、安息香酸や安息香酸ナトリウムの保存料としての効果は、液性が酸性である方が高い。よって、基本的に酸性の食品に添加する。
^ シメトリド単剤では作用が弱いものの、そこに僅かにカフェインを添加すると、劇的に効果が増す。

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238 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 17008, 17229, 22105, 27892, 27893, 27894, 27895
235.25 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 27892, 27893, 27894, 27895
236 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 27892, 27893, 27894, 27895
235 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 6603
234–236 °C Alfa Aesar A10431, 39214
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