Verbessert Koffein tatsächlich die Kognition?

In einer Studie von Wight et al. (2013) ^[1] wurde gezeigt, dass Bienen, die sich von koffeinhaltigem Nektar ernähren, die Erinnerung der Bienen an diese Blumen zu verbessern scheinen. Sie vermuteten dies basierend auf der Tatsache, dass:

Zwei koffeinproduzierende Pflanzengattungen, Citrus und Coffea, haben große Blütenpracht mit starken Düften und produzieren mehr Früchte und Samen, wenn sie von Bienen bestäubt werden (8, 9).

Sie testeten diese Hypothese, indem sie Bienen Saccharoselösungen mit unterschiedlichen Koffeinkonzentrationen fütterten und ihre Verhaltensreaktion maßen.

Wir stellten die Hypothese auf, dass Koffein das Lernen und Gedächtnis von Bestäubern beeinflussen könnte. Um dies zu testen, trainierten wir einzelne Honigbienen darauf, Blumendüfte mit 0,7 M Saccharose und 7 verschiedenen Koffeinkonzentrationen zu assoziieren, und testeten ihr Geruchsgedächtnis. Unter Verwendung einer Methode zur klassischen Konditionierung von Fressreaktionen (Rüstelstreckungsreflex, 11) wurden Bienen für 6 Versuche mit 30 s zwischen jeder Paarung von Geruch und Belohnung trainiert. Dieses Intervall zwischen den Versuchen entsprach ungefähr der Blütenbesuchsrate von Honigbienen, die mehrere Blüten auf einem einzigen Zitrusbaum suchen (siehe Methoden). Das Vorhandensein niedriger Koffeindosen als Belohnung hatte einen schwachen Effekt auf die Lernrate (Abb. 2A), aber es hatte eine tiefgreifende Wirkung auf das Langzeitgedächtnis. Wenn Sie mit Lösungen belohnt werden, die koffeinhaltige Nektarspiegel enthalten, dreimal so viele Bienen erinnerten sich 24 h später an den konditionierten Geruch und reagierten darauf, als ob er eine Belohnung vorhersagte (Abb. 2B, logistische Regression, χ72 = 41,9, P < 0,001). 72 h später erinnerten sich doppelt so viele Bienen daran (Abb. 2C). Diese Verbesserung der Gedächtnisleistung war nicht auf eine allgemeine Zunahme der Geruchsempfindlichkeit infolge des Koffeinkonsums zurückzuführen (Abb. S2A). Tatsächlich war die Wirkung von Koffein auf das olfaktorische Langzeitgedächtnis bei Bienen größer als die, die durch hohe Konzentrationen von Saccharose erzeugt wurde, wenn die gleichen experimentellen Methoden verwendet wurden (z. B. 2,0 M, Abb. S2B). Diese Verbesserung der Gedächtnisleistung war nicht auf eine allgemeine Zunahme der Geruchsempfindlichkeit infolge des Koffeinkonsums zurückzuführen (Abb. S2A). Tatsächlich war die Wirkung von Koffein auf das olfaktorische Langzeitgedächtnis bei Bienen größer als die, die durch hohe Konzentrationen von Saccharose erzeugt wurde, wenn die gleichen experimentellen Methoden verwendet wurden (z. B. 2,0 M, Abb. S2B). Diese Verbesserung der Gedächtnisleistung war nicht auf eine allgemeine Zunahme der Geruchsempfindlichkeit infolge des Koffeinkonsums zurückzuführen (Abb. S2A). Tatsächlich war die Wirkung von Koffein auf das olfaktorische Langzeitgedächtnis bei Bienen größer als die, die durch hohe Konzentrationen von Saccharose erzeugt wurde, wenn die gleichen experimentellen Methoden verwendet wurden (z. B. 2,0 M, Abb. S2B).

Bienen würden jedoch Nektar (oder Zuckerlösungen, da höhere Konzentrationen (> 1 mM) nicht bevorzugen, da sie es als unangenehm empfinden würden.

Ich bin mir nicht sicher, ob diese Hypothese auf höhere Organismen erweiterbar ist. Es kann einige Auswirkungen auf die Wachsamkeit und Aufmerksamkeit haben, aber es gibt keine strengen Studien, um seine Auswirkungen auf das Lernen zu bewerten.

Diese Übersichtsarbeit ^[2] zu den möglichen kognitiven Wirkungen von Koffein kommt zu dem Schluss, dass:

Daher kann Koffein offensichtlich nicht als „reiner“ kognitiver Verstärker angesehen werden. Seine indirekte Wirkung auf Erregung, Stimmung und Konzentration trägt zu einem großen Teil zu seinen kognitiven verbessernden Eigenschaften bei.

<sup>[1] Wright, GA, et al. „Koffein im Blütennektar verbessert das Belohnungsgedächtnis eines Bestäubers.“ Wissenschaft 339.6124 (2013): 1202-1204.

[2] Nehlig, Astrid. "Ist Koffein ein kognitiver Verstärker?" Journal of Alzheimer's Disease 20.S1 (2010): 85-94.</sup>

Die Koffeinreaktion ist individuell abhängig. Koffein hat eine sehr ähnliche chemische Zusammensetzung wie Adenosin, das Ihr Körper verwendet, um die Energie, die Sie essen, in Energie umzuwandeln, die Ihr Körper tatsächlich verwenden kann (chemische Energie). Wenn Ihr Körper genug Adenosin hat, beginnt er mit einem sogenannten negativen Rückkopplungszyklus, der die Adenosinproduktion stoppt und die Homöostase aufrechterhält. Die Rückkopplungsschleifen funktionieren, indem sie ein Signal liefern, um den Körper bei weiterer Adenosinbindung in eine regenerative Phase zu versetzen. Allerdings unterbricht Koffein als wunderbares Individuum diese negative Rückkopplungsschleife und setzt die Umwandlung überschüssiger (aufgenommener) Energie in chemische Energie fort. Aber wo in Ihrem Körper es verteilt wird, hängt von der Person ab.

Die Umwandlung in chemische Energie erfolgt jedoch indirekt. Da Adenosin ein wichtiger Neuromodulator ist, bringt es Ihren Körper tatsächlich dazu, sich so zu verhalten, wie er es in Ihrem natürlichsten Wachzustand tun würde. Zum Beispiel: Glutamat, GABA, Norephinephrin, Serotonin und Acetylcholin werden alle durch den Aufbau von Adenosin an A1-Rezeptoren (eine Art von Adenosinrezeptoren) gehemmt, aber Koffein verhindert, dass Adenosin diese Neurotransmitter hemmt. Diese fünf Neurotransmitter unterstützen alle den Stoffwechsel (Glutamat ist eine essentielle Verbindung im Zellstoffwechsel).

Koffein wird Ihnen niemals Energie geben, es verbraucht Ihre Energie nur schneller, tatsächlich verursacht es wahrscheinlich Energieschulden durch die Arbeit, die Ihr Körper leistet, um das Toxin auszuspülen.

Kurz gesagt: Ja, es kann die Kognition verbessern, wenn das zusätzliche ATP (Energiemolekül aus Adenosin) zum Gehirn transportiert wird. Da es sich nicht um einen homöostatischen Prozess handelt, ist es schwierig vorherzusagen.

Wenn der Körper ständig aus seiner Homöostase gebracht wird, passt er das Toxin an sein homöostatisches Gleichgewicht an (wie ein Beat em' oder Join em'). Auf diese Weise beginnt der Körper einer Person, das Koffein zu benötigen, um normal zu funktionieren. Die Abhängigkeit von Koffein ist jedoch sehr gering, da es seit Jahrhunderten existiert, haben wir uns entwickelt, um es als Gift zu kennen, aber nicht darauf angewiesen zu sein.

Verweise:

J Alzheimers Dis. 2010;20 Anhang 1:S3-15. doi: 10.3233/JAD-2010-1379.

http://thebrain.mcgill.ca/flash/a/a_11/a_11_m/a_11_m_cyc/a_11_m_cyc.html

http://pharmrev.aspetjournals.org/content/51/1/83.short