英: 1,3,7-trimethylxanthine
関: カフェイン

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/05/27 15:55:31」(JST)

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カフェイン（英: caffeine、英語発音: [kæˈfiːn] キャフィーン）は、アルカロイドの1種であり、プリン環を持ったキサンチンの誘導体として知られている。1,3,7-トリメチルキサンチンとも呼ばれる場合がある。ヒトに対しては、興奮作用を持つことが知られている。

概要

この化合物はコーヒーに含まれていることから、カフェインと命名された^[1]。しかし、コーヒーの原料のコーヒーノキ以外にも、チャノキやカカオやガラナなどにも含まれている。したがって、これらから作られた飲食物、例えば、各種コーヒー飲料、緑茶、ウーロン茶、紅茶、ココアなどの飲料や、チョコレートなどの加工食品にもカフェインは含まれる。さらに、各種コーラや各種栄養ドリンクなどのように、人工的にカフェインを加えた飲料や、一部のチューインガムのように、人工的にカフェインを添加した食品も散見される。また、一部の頭痛薬のように、カフェインは医薬品としての利用もなされている。なお、茶に含まれるカフェインはタンニンと結びつくためにその効果が抑制されることから、コーヒーのような興奮作用は弱く緩やかに作用する。結晶は一水和物 (C₈H₁₀N₄O₂・H₂O) もしくは無水物（無水カフェイン、C₈H₁₀N₄O₂）として得られる。白色の針状または六角柱状結晶で匂いはなく、味は苦い。昇華性がある。

1819年（一説には1820年）にドイツのフリードリープ・フェルディナント・ルンゲによってコーヒーから世界で初めて単離された。分析化学者であったルンゲに、コーヒーの薬理活性成分の分離を勧めたのはゲーテであったと伝えられている^[2]。

作用

カフェインの作用。

主な作用は、中枢神経を興奮させることによる覚醒作用及び強心作用、脂肪酸増加作用による呼吸量と熱発生作用による皮下脂肪燃焼効果^[3]、脳細動脈収縮作用、利尿作用などがある。医薬品にも使われ、眠気、倦怠感に効果があるが、副作用として不眠、めまいがあらわれることもある。

多くの人がコーヒーや緑茶などからカフェインを日常的に摂取しているが、過剰な摂取は健康に害をおよぼすことが知られている。カフェインは法的に禁止・制限された薬物ではないが、脳神経系に作用するものである。そのため、限度を超えた摂取や投薬中･妊娠中のカフェインの摂取に関しては医者の指示を仰いだ方がよい。

覚醒作用

不眠症がある場合には、カフェイン摂取は制限するか控えることが望ましい。

身体的作用

利尿作用があるため、コーヒー等カフェインを多く含む飲料は水分補給としての効果が薄い。

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やすくなる。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^[4]ためで、時間の経過とともに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ことがある。

カフェインの常用で血圧が4〜13mmHgほど上昇する可能性も報告されている^[5]。カフェインはエストロゲンの分泌を亢進させる働きがあるため、乳腺症などのエストロゲンによる症状がある場合、カフェインの摂取を控えることで症状が改善する場合がある。また、カフェインは一部の薬とも相性が悪く、薬物代謝酵素の一種であるCYP1A2を阻害する薬剤（シメチジン、フルボキサミン、オランザピンなど）との併用では中枢神経作用が強く出現することがあり、モノアミン酸化酵素阻害薬との併用では頻脈・血圧上昇が見られやすい。これは、カフェインがCYP1A2を阻害するとともに、カフェインの代謝はCYP1A2及びモノアミン酸化酵素により行われることに起因する。コーヒーや紅茶と一緒に薬を飲んでいけないと言われている理由は主にここにある。

カフェインの摂り過ぎは骨を弱くする^[6]。

依存と耐性

詳細は「カフェイン中毒」を参照

カフェインを繰り返し摂取すると、身体的依存や精神的依存が発生するとされる。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。いくつかの作用（全てではない）への耐性はすぐに形成され、特にコーヒーやエナジードリンクの常用者には顕著である^[7]。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が、それ以外の人には形成されていない^[8]。

離脱症状

カフェインの離脱症状には、頭痛、短気、集中欠如、疲労感、不眠、胃・上半身・関節の痛みなどがある。カフェイン摂取の中断してから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^[9]。離脱性頭痛は、カフェインを1日平均235mg摂取していた人の場合、中断後の2日目で52%が経験する^[10]。長期間のカフェイン摂取者の場合、離脱時症状は抑うつ、不安、胃腸不快感、筋肉痛、カフェイン摂取欲求などが報告されている。経験者の知識・助言・サポートなどは離脱の助けになるであろう。

カフェイン離脱症状はDSM-5において精神疾患に分類されている^[11]。過去の版ではカフェイン中毒は含まれていたが、離脱は含まれていなかった。

薬理

カフェインは、クモに作用し、巣作りに影響を及ぼす。（下写真）

カフェインはアデノシン受容体に拮抗することによって、覚醒作用を示す。また、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、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。

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、10gから12g以上が危険と言われる（詳しくはカフェイン中毒を参照）。医療分野において医薬品医療機器等法では1回（1錠・1包等）あたりに500mg以上のカフェインを含むものを劇薬に指定している。

ヒトの体内でカフェインは代謝されて、主に尿酸となって尿と共に排泄される。ヒトの成体において、体内でのカフェインの半減期は通常、約4.9時間程度とされている^[12]。ただし、ヒトの場合、カフェインの代謝に関わる肝臓に発現しているCYP1A2は、妊娠すると、その量が減ることが知られており、カフェインの代謝は遅くなる。また、CYP1A2は、ヒトでは1歳になる前までに成体と同じレベルの量に達するものの、それ以前は少なく、特に出生前（胎児）のカフェインの排除能力は成体と比べて著しく低い。その反面、1歳過ぎから思春期の頃までは、カフェインの排除能力が成体よりも高くなることが知られている^[13]。なお、カフェインの排除能力の低いヒトの胎児では、CYP1A2による酸化とは全く別に、メチル化するという代謝経路も利用されることが知られている。

医薬品として

主に無水カフェインとして、一般消費者向けの総合感冒薬に用いられることが多い。これは、カフェインの作用である鎮痛補助目的が主で、配合された塩酸ジフェンヒドラミンやマレイン酸クロルフェニラミンなど催眠性の強い抗ヒスタミン剤の副作用を緩和する目的ではない（実際のところ、催眠性成分の緩和には至らない）。しかし、逆に風邪を引いているときにぐっすり眠れるようにと、意図的にカフェインを配合していない感冒薬もあるように、消費者の心理的作用を利用したものもある。また、安息香酸ナトリウムカフェイン（アンナカ）はカフェインに安息香酸ナトリウムを加えて水に溶けやすくしたものである。芳香族化合物である安息香酸ナトリウムカフェインは、清涼飲料等の保存料のほか、単体と同じく強心・興奮作用を期待して使われる。

臨床的に偏頭痛等に用いられる場合がある（治療薬マニュアル2010　P.385参照のこと）。
金沢大学医学部整形外科では、独自に開発したカフェイン併用療法を抗がん剤治療の術前に用いて、骨肉腫や軟部腫瘍の治療に効果を上げ、厚生労働省から高度先進医療として承認された（詳細は骨肉腫#治療法を参照）。現在では福島県立医科大学、杏林大学、大阪市立大学、高知大学、愛媛大学他で行われている。

カフェイン含有量

食品・医薬品に含まれるカフェイン^[14]^[15]^[16]^[17]^[18]
品名	数量	数量あたりカフェイン含有量(mg)	1リットルあたりカフェイン含有量(mg)
エキセドリンタブレット	1 tablet	&000000000000006500000065	—
ミルクチョコレートバー (カカオ45%)	1 bar (43g)	&000000000000003100000031	—
ミルクチョコレートバー (カカオ11%)	1 bar (43g)	&000000000000001000000010	—
パーコレートコーヒー	207mL	&000000000000008000000080–135	&0000000000000386000000386–652
ドリップコーヒー	207mL	&0000000000000115000000115–175	&0000000000000555000000555–845
デカフェコーヒー	207mL	&00000000000000050000005–15	&000000000000002400000024–72
エスプレッソコーヒー	44–60mL	&0000000000000100000000100	&00000000000016910000001,691–2,254
茶（黒茶や緑茶など、3分煎じ）	177mL	&000000000000002200000022–74^[17]^[18]	&0000000000000124000000124–416
Guayakí マテ茶 (loose leaf)	6g	&000000000000008500000085^[19]	&0000000000000358000000approx. 358
コカ・コーラ Classic	355mL	&000000000000003400000034	&000000000000009600000096
マウンテンデュー	355mL	&000000000000005400000054	&0000000000000154000000154
ペプシ Max	355mL	&000000000000006900000069	&0000000000000194000000194
ジョルト・コーラ	695mL	&0000000000000280000000280	&0000000000000403000000403
レッドブル	250mL	&000000000000008000000080	&0000000000000320000000320

緑茶 235ml： 30mgから50mg
紅茶 235ml： 47mg
コーヒー（インスタント）235ml： 62mg
コーヒー（豆から抽出したもの）235ml： 95mg
コカ・コーラ 350ml： 35mg
ペプシコーラ -カフェイン強化版 200ml：38mg
コーヒー味アイスクリーム（ハーゲンダッツ、1/2カップ）： 30mg

※水出しにした場合、抽出時間にもよるが、これよりずっと少なくなる。

モンスターエナジー 355ml：142mg

モンスターエナジーM3の場合は150ml：210mg

出典: [1]

食品添加物

天然のカフェイン（コーヒーの種子又はチャの葉から得られたもの）は既存添加物名簿に収載されており、食品添加物として使用が認められている^[20]。なお、合成のカフェイン（尿素から人工的に合成したものなど）は使用できない。

代替品

カフェインの副作用を考慮して、嗜好品の中には、カフェインの含有量を通常のものより抑えた代替品が存在する。これらはカフェインレスとして知られ、コーヒー、コーラ、茶類などのうち、カフェインの含有量の少ないもしくは含まないものとしては、ノンカフェインコーヒー（デカフェ）、ノンカフェイン紅茶、ノンカフェインコーラ、また杜仲茶や麦茶、黒豆茶、そば茶、甜茶、ゴーヤ茶、昆布茶、柚子茶、ハーブティー、ルイボスティー、たんぽぽコーヒーなどがある。

デカフェ

西欧人にはエタノール耐性が高い人が多く、酒を飲んでも表情に出ず酔いつぶれにくいということがあるが、反面、カフェインへの耐性が無い、または低い人が多く、このような人はしばしばコーヒー酔いを起こす。デカフェ（カフェイン除去済みのコーヒー）の需要が多い。

2005年にアメリカ合衆国で発売されたフォー・ロコは、カフェイン入りの酒であり、飲みやすさから若年層に人気があったが、カフェインが酔いを助長させ多数の急性アルコール中毒患者を出したことから、後にカフェインなどの成分を取り除く見直しが行われた^[21]。

参考文献

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^ 平成8年4月16日厚生省告示第120号
^ 23人病院送りの缶飲料「Four Loko」に禁止令、米大学が学生に通達（グリー・ニュース2010年10月19日）2012年5月19日閲覧

外部リンク

カフェイン - 脳科学辞典
カフェイン論
- カフェインの摂取と生殖・発生障害についての文献調査
大学病院医療情報ネットワーク
Washington大学（英語）
Johns Hopkins大学（英語）
National Library of medicine（英語）

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1. 若年成人における急性骨髄性白血病に対する導入療法 induction therapy for acute myeloid leukemia in younger adults
2. 早期前立腺癌の男性に対する能動的サーベイランス active surveillance for men with early prostate cancer
3. 骨髄異形成症候群における細胞遺伝学および分子遺伝学 cytogenetics and molecular genetics of myelodysplastic syndromes
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5. 進行期びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫の初期治療 initial treatment of advanced stage diffuse large b cell lymphoma

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トリメチルキサンチン ( 1 名 1 3 7 トリメチルキサンチントリメチルキサンチン 1,3

★リンクテーブル★

リンク元	「カフェイン」
関連記事	「キサンチン」「トリ」

「カフェイン」

カフェイン
	IUPAC名 1,3,7-トリメチルプリン-2,6-ジオン
識別情報
CAS登録番号	58-08-2
KEGG	D00528
	SMILES n1(C)c(=O)n(C)c2ncn(C)c2c(=O)1;
特性
化学式	C8H10N4O2
モル質量	194.19
外観	白色結晶
密度	1.23, 固体
融点	238
出典
	ICSC
	特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

　　[★]

英: caffeine
ラ: coffeinum
同: メチルテオブロミン methyltheobromine, 1,3,7-トリメチルキサンチン 1,3,7-trimethylxanthine
商: PL配合、無水カフェイン、LL配合シロップ小児用、アンナカ、カフェイン水和物、キョーリンAP2配合、クリアミン配合、サラザック配合、セラピナ配合、セラピナ配合、トーワチーム配合、ネオアムノール配合、ヒダントールD配合、ピーエイ配合、ピーエイ配合、ピーエイ配合、ピーエイ配合、ペレックス配合、マリキナ配合、マリキナ配合、ミグレニン、ラコールNF配合、ラコール配合、安息香酸ナトリウムカフェイン、幼児用PL配合
関: メチルキサンチン、安息香酸ナトリウムカフェイン

概念

メチルキサンチン誘導体
中枢作用が強い

「キサンチン」

　　[★]

英: xanthine, Xan
同: 2,6-ジオキソプリン 2,6-dioxopurine、2,6(1H,3H)-プリンジオン 2,6(1H,3H)-purinedione
関: [[]]

「トリ」

　　[★]

英: bird、avian
関: 鳥類

[1] “Caffeine” (英語). Dictionary.com (2010年). 2010年7月10日閲覧。

[weinberg-2] Weinberg, BA; BK Bealer (2001). The World of Caffeine. Routledge. ISBN 0-415-92722-6.

[ikegaya-3] 池ケ谷賢次郎「茶の機能と衛生」、『食品衛生学雑誌』第30巻第3号、1989年、 doi:10.3358/shokueishi.30.254、 NAID 40001844412。

[4] カフェイン，無水カフェイン，安息香酸ナトリウムカフェイン

[5] ttp://www.mayoclinic.com/print/blood-pressure/AN00792/

[6] 中屋豊『よくわかる栄養学の基本としくみ』秀和システム、2009年6月、ISBN 978-4-7980-2287-1

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[11] Matt Peckham (2013年5月31日). “Caffeine Withdrawal Is Now a Mental Disorder”. Time

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[13] 高折修二、福田英臣、赤池昭紀、石井邦雄監訳『グッドマン・ギルマン薬理書 (第11版) ～薬物治療の基礎と臨床～ (上巻)』 p.150、p.151 廣川書店 2007年9月4日発行 ISBN 978-4-567-49618-6

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[20] 平成8年4月16日厚生省告示第120号

[21] 23人病院送りの缶飲料「Four Loko」に禁止令、米大学が学生に通達（グリー・ニュース2010年10月19日）2012年5月19日閲覧

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