Kofeina, Coffeinum - Zastosowanie, działanie, opis

Substancja czynna jest wykorzystywana jako związek zwiększający skuteczność niektórych leków przeciwbólowych i przeciwmigrenowych. Kofeina często występuje w połączeniu z paracetamolem, kwasem acetylosalicylowym oraz ergotaminą, zwiększając skuteczność leków przeciwbólowych. Substancja odpowiadająca za takie działanie jest nazywana koanalgetykiem. Pozwala na zmniejszenie dawki leków przeciwbólowych przy zachowaniu siły ich działania, co niejednokrotnie pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa terapii. 
Ponadto, cytrynian kofeiny w postaci roztworu do iniekcji znalazł zastosowanie w leczeniu bezdechu u niemowląt urodzonych przedwcześnie. 

Ciekawostką jest, że u zwierząt kofeina znalazła zastosowanie w pomocniczym leczeniu zaburzeń krążenia i niewydolności układu sercowo-naczyniowego wywołanego infekcją. 

Poza medycznym zastosowaniem kofeiny, nie należy zapominać o jej wykorzystaniu w postaci używki. Miliony ludzi pije napar z ziaren kawowca w celu poprawienia zdolności kognitywnych i zmniejszenia uczucia zmęczenia. 

Terapia wykorzystująca cytrynian kofeiny powinna być prowadzona przez lekarza specjalizującego się w leczeniu dzieci urodzonych przedwcześnie.

Cytrynian kofeiny stosowany w leczeniu bezdechu u noworodków powinien być podawany w postaci infuzji dożylnej. Możliwe jest również podanie doustne. Dawka substancji czynnej wynosi od 5 do 20 mg/kg masy ciała dziecka w zależności od rodzaju dawki oraz skuteczności leczenia rozpoczętego leczenia. 

Podczas terapii cytrynianem kofeiny należy brać pod uwagę spowolniony metabolizm wcześniaków oraz ryzyko kumulowania się kofeiny w organizmie dziecka.

W niektórych przypadkach zalecane jest tymczasowe monitorowanie stężenia kofeiny w osoczu dziecka. Monitoring jest zalecany w przypadku wystąpienia objawów toksyczności lub braku skuteczności leczenia. W niektórych uzasadnionych klinicznie przypadkach lekarz może podjąć decyzję o prowadzeniu dodatkowego monitoringu.

Brak informacji o optymalnym czasie trwania kuracji. W niektórych przypadkach zalecane jest wstrzymanie terapii jeśli u dziecka nie występują napady bezdechu przez okres minimum pięciu dni. W przypadku pojawienia się bezdechu konieczne może być zastosowanie dawki podtrzymującej.

Kofeina występująca w składzie tabletek zawierających substancje o działaniu przeciwbólowym lub przeciwmigrenowym powinna być stosowana zgodnie z zaleceniami producenta, a dawka kofeiny będzie zwykle ograniczona przez maksymalną dawkę substancji przeciwzapalnej lub związku charakteryzującego się działaniem przeciwmigrenowym.

Należy również pamiętać o kofeinie występującej w ziarnach kawowca, które większość z nas pije codziennie rano w postaci naparu. Oficjalne zalecenia Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności wskazują, że spożycie do 400 mg kofeiny dziennie nie powinno stanowić zagrożenia zdrowia dla osób dorosłych. Ilość taka odpowiada około 9 filiżankom espresso lub 6 filiżankom kawy parzonej. 

Przeciwwskazaniem do stosowania kofeiny lub jej soli jest wystąpienie reakcji nadwrażliwości na tę substancję czynną. 

Przed rozpoczęciem terapii cytrynianem kofeiny u urodzonego przedwcześnie dziecka zalecane jest oznaczenie stężenia kofeiny w osoczu w przypadku gdy matka dziecka spożywała duże ilości kofeiny przed porodem. Kofeina łatwo przenika przez łożysko i może występować w osoczu dziecka. Oznaczenie stężenia kofeiny w osoczu jest również konieczne w przypadku gdy dziecko było wcześniej leczone z wykorzystaniem teofiliny. Teofilina ulega biotransformacji w organizmie wcześniaka i zostaje częściowo przekształcona do kofeiny, co może być przyczyną przedawkowania substancji czynnej. 

Zalecane jest zachowanie szczególnej ostrożności w przypadku noworodków cierpiących na napady drgawkowe po urodzeniu. Kofeina może spowodować pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego i zwiększać ryzyko wystąpienia drgawek. 

Cytrynian kofeiny może spowodować zaostrzenie u leczonego dziecka objawów refluksu. Zalecane jest zachowanie ostrożności u dzieci cierpiących na refluks żołądkowo-przełykowy. 

Przed rozpoczęciem kuracji konieczne jest wykluczenie innych przyczyn bezdechu i dopiero po braku przesłanek o innej jednostce chorobowej istnieje możliwość podjęcia terapii.

Kofeina po podaniu dożylnym może zwiększyć zapotrzebowanie na energię i składniki odżywcze, w związku z tym zalecane jest obserwowanie zachowania leczonego noworodka. Zwiększona diureza powiązana bezpośrednio z przyjęciem cytrynianu kofeiny może spowodować zaburzenia wodno-elektrolitowe. 

Podanie cytrynianu kofeiny u dzieci cierpiących na schorzenia sercowo-naczyniowe jest możliwe jedynie w przypadku zachowania szczególnej ostrożności. Badania potwierdziły, że sole kofeiny mogą odpowiadać za występowanie tachyarytmii stanowiącej zagrożenie dla leczonego dziecka.

Zachowanie ostrożności jest konieczne również w przypadku wcześniaków cierpiących na schorzenia nerek lub wątroby. Testy kliniczne wykazały istnienie korelacji pomiędzy częstością występujących działań niepożądanych a stanem wymienionych narządów. 

Niektóre źródła wskazują na ryzyko wystąpienia martwiczego zapalenia jelit podczas kuracji cytrynianem kofeiny. W związku z tym konieczne jest monitorowanie stanu dziecka podczas leczenia. 

Podczas spożywania dużej ilości naparu z ziaren kawy należy pamiętać o ryzyku przyjęcia zbyt dużej dawki kofeiny. Kofeina współcześnie występuje nie tylko w powszechnie uwielbianej kawie. Substancja czynna znajduje się również w niektórych suplementach diety oraz napojach energetyzujących, co należy wziąć pod uwagę podczas codziennego spożycia. 

Pokarm może spowalniać proces wchłaniania kofeiny z przewodu pokarmowego, jest to często zamierzony skutek podczas spożywania naparów z ziaren kawowca. Jednak ograniczenie wchłaniania kofeiny należy wziąć pod uwagę podczas przyjmowania leków zawierających tę substancję czynną z pokarmem, co może ograniczać skuteczność niektórych terapii. 

Badania na zwierzętach wykazały, że duże dawki kofeiny mogą mieć teratogenny i embriotoksyczny wpływ na płód. Nie ma to jednak znaczenia w przypadku podawania leku dzieciom urodzonym przedwcześnie. 

Światowa organizacja zdrowia dopuszcza spożycie od 200 do 300 mg kofeiny dziennie przez kobiety ciężarne. 

Kofeina stosunkowo łatwo przenika do mleka kobiety karmiącej. W normalnych przypadkach nie niesie to ze sobą ryzyka wystąpienia działań niepożądanych u dziecka, jednak u wcześniaków leczonych cytrynianem kofeiny istnieje ryzyko przedawkowania substancji czynnej ze względu na obecność kofeiny w osoczu dziecka podczas terapii. U dzieci kobiet, które przed porodem spożywały znaczne ilości kofeiny zalecane jest wykonanie oznaczenia stężenia kofeiny w osoczu przed rozpoczęciem terapii cytrynianem kofeiny. 

Dopuszczalna dawka dobowa dawka kofeiny nie powinna przekraczać 300 mg na dobę podczas karmienia piersią. 

Badania nie wykazały toksycznego wpływu kofeiny na płodność u człowieka. 

Po infuzji cytrynianu kofeiny istnieje ryzyko pojawienia się działań niepożądanych o różnej częstotliwości występowania. W trakcie terapii zgłaszano występowanie:

• często: częstoskurczu, hiperglikemii, zapalenia żył oraz stanu zapalnego w miejscu infuzji;
• niezbyt często: arytmii, drgawek;
• rzadko: reakcji nadwrażliwości;
• zdarzeń o nieznanej częstotliwości występowania, w tym: hipoglikemii, posocznicy, braku wzrostu u dziecka, uszkodzenia mózgu, głuchoty, nietolerancji pokarmowej, drażliwości. zwiększenia wydalania moczu, zwiększenia stężenia sodu i wapnia, zmniejszenia stężenia hemoglobiny, zmniejszenia stężenia tyroksyny, zwrotu treści żołądka, zwiększenia ryzyka aspiracji treści żołądkowej, zapalenia jelita cienkiego i okrężnicy mogące prowadzić do martwicy, zwiększenia frakcji wyrzutowej lewej komory i wzrostu objętości wyrzutowej mięśnia sercowego. 

W przypadku przyjęcia zbyt wysokiej dawki kofeiny w postaci roztworu do infuzji istnieje ryzyko wystąpienia u leczonego wcześniaka: hiperglikemii, podwyższenia ciśnienia tętniczego, spadeku stężenia potasu w osoczu, niepokoju, ruchów toniczno-klonicznych, tachykardii, szybkiego oddechu, drżenia kończyn, gorączki, podrażnienia i krwawień z przewodu pokarmowego, wzrostu ilości leukocytów w osoczu oraz wzrostu stężenia mocznika we krwi. 

Należy pamiętać, że niektóre z opisanych objawów będą mogły wystąpić również w przypadku przedawkowania naparu z ziaren kawy, jednak zwykle nie są one poważne. Kofeina spożywana podczas picia kawy może spowodować wystąpienie efektu uzależnienia. Osoby przyjmujące duże dawki kofeiny są narażone na zaburzenia nastroju, zaburzenia lękowe oraz zmiany zachowania. Szczególną grupą narażoną na uzależnienie od kofeiny występującej w napojach energetycznych oraz suplementach diety są sportowcy, którzy mogą doświadczyć dysmorfofobii mięśniowej, która charakteryzuje się obsesyjnością i kompulsywnością zmierzającą do uzyskania szczupłej i muskularnej sylwetki, nawet kosztem zdrowia.

Mechanizm działania kofeiny podczas leczenia bezdechu u wcześniaków polega głównie na stymulacji ośrodka oddechowego w rdzeniu przedłużonym. Kofeina jest antagonistą receptorów przeznaczonych dla cząsteczki adenozyny, która po połączeniu z receptorem może zmniejszać aktywność ośrodka oddechowego. Zajęcie miejsca dla cząsteczki adenozyny przez kofeinę może obniżać próg wrażliwości na podwyższone stężenia dwutlenku węgla (hiperkapnii) we krwi. Może skutkować to szybszą i skuteczniejszą reakcją na zmiany stężeń dwutlenku węgla, poprawiając regulację oddychania u dzieci urodzonych przedwcześnie. Kofeina zwiększa zużycie tlenu, co może przyczyniać się do poprawy funkcji oddechowej. To zwiększone zużycie tlenu może potencjalnie zwiększyć efektywność wykorzystania tlenu u wcześniaków.

Kofeina może uwalniać cząsteczki wapnia z siateczki śródplazmatycznej, co prowadzi do zwiększenia uwalniania tlenu azotu. Tlenek azotu może zwiększać dopływ krwi do mięśni zwiększając siłę ich skurczu. Wysokie dawki kofeiny wywołują antagonizm adenozyny i hamowanie fosfodiesteraz, oddziałując z układem współczulnym i wywołując aktywację receptora β₁. Skutkuje to efektami inotropowymi i chronotropowymi, odpowiadającymi za zwiększoną częstość akcji serca i przewodnictwa w mięśniu sercowym. W rzeczywistości wyższe stężenia kofeiny zwiększają wewnątrzkomórkowe stężenie cAMP i cyklicznego monofosforanu guanozyny (cGMP) poprzez hamowanie fosfodiesteraz, co wpływa na kurczliwość serca w wyniku uwalniania wapnia.

Kofeina, oprócz wpływu na wydajność poznawczą, zwiększa percepcję czujności i przebudzenia, a czasami wywołuje lęk, zwłaszcza przy wysokich dawkach Podczas gdy korzyści wynikające z kofeiny dla funkcji poznawczych pozostają przedmiotem debaty, efekty wywołujące lęk są dobrze udokumentowane zarówno u zwierząt, jak i ludzi. Działanie kofeiny jest związane z dawką i można je podzielić na dwie główne kategorie: przy niższych stężeniach kofeina stymuluje aktywność ruchową, przy wyższych stężeniach wywołuje efekt przypominający lęk.

Substancja czynna jest badana pod kątem możliwego leczenia chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i choroba Parkinsona. W raportach epidemiologicznych spożycie kofeiny było związane ze znacznie niższym ryzykiem zachorowania na te choroby.

Kofeina zwiększa siłę działania leków przeciwbólowych 1.41 razy w porównaniu do działania podanego osobno analgetyku. Mechanizm wspomagania przeciwbólowego działania paracetamolu, metamizolu oraz innych substancji z grupy NLPZ przez kofeinę polega na hamowaniu enzymu fosfodiesterazy oraz intensyfikacji działań komórkowych adenozyny. Substancja czynna stymuluje ośrodkowy układ nerwowy i wykazuje zdolność do ułatwiania koncentracji uwagi, skracania czasu reakcji, poprawiania sprawności myślowej oraz łagodzenia objawów psychicznego zmęczenia, eliminując uczucie senności. Kofeina powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych zarówno poza, jak i wewnątrzczaszkowych, co może mieć znaczenie w leczeniu bólu o pochodzeniu migrenowym.

Kofeina jest szybko wchłaniana po podaniu doustnym lub pozajelitowym, osiągając maksymalne stężenie we krwi w ciągu 30 minut do 2 godzin po podaniu. Pokarm może spowalniać wchłanianie kofeiny. 

Wiązanie kofeiny z białkami osocza nie zostało ustalone dla noworodków ani niemowląt. Badania in vitro u dorosłych pacjentów wskazują na wiązanie z białkami na poziomie około 10% - 36%. Po podaniu doustnym efekt zaczyna się po upływie 45 minut do 1 godziny.

Metabolizm kofeiny zachodzi głównie w wątrobie za pośrednictwem enzymu cytochromu CYP1A2. Produkty metabolizmu kofeiny obejmują paraksantynę, teobrominę i teofilinę. Pierwszym etapem metabolizmu kofeiny jest demetylacja, która prowadzi do powstania właśnie paraksantyny. 

Główne metabolity kofeiny są wydalane z moczem. Od 0,5% do 2% dawki kofeiny jest wydalane z moczem w postaci niezmienionej.