用途
特定の集団
大人 カナダ保健省は 、健康な成人一般集団に対して、1日の摂取量を400mg以下にすることを推奨している 。[ 79 ] [ 80 ]
子供たち 健康な子供の場合、400 mg 未満の適度なカフェイン摂取は、「軽微で通常は無害」な影響をもたらします。[ 57 ] [ 81 ] [ 82 ] mg) は、特に精神疾患や心臓疾患のある子供にとって、生理的、心理的、行動的な害を引き起こす可能性があります。[ 57 ] [ 83 ] 小児科学会は 、カフェインの摂取、特にエナジードリンクやスポーツドリンクの場合、18 歳未満の子供には適しておらず、避けるべきであると推奨しています。[ 84 ] 疾病管理予防センター 、食品医薬品 局、スポーツ医学およびフィットネス委員会、全国高校協会連盟）からの意見が含まれています。[ 84 ] カナダ保健省 は、1日あたりのカフェイン摂取量を体重1キログラムあたり2.5ミリグラム以下にすることを推奨しています。子供の平均体重に基づくと、これは次の年齢別摂取制限に相当します。[ 79 ]
青少年 カナダ保健省は、データが不十分なため、青少年向けのアドバイスを作成していません。しかし、この年齢層の1日のカフェイン摂取量は 体重1kgあたり2.5mg以下にすることを推奨しています。これは、成人の最大カフェイン摂取量が、体重の軽い青少年やまだ成長期にある若い青少年には適切ではない可能性があるためです。1日あたり 体重1kgあたり2.5mgの摂取量であれば、ほとんどの青少年のカフェイン摂取者に健康への悪影響は生じません。これは、年齢が高く体重の重い青少年は、悪影響を経験することなく成人のカフェイン摂取量を摂取できる可能性があるため、保守的な提案です。[ 79 ]
副作用 適度なカフェイン摂取の主な効果 カフェインの主な副作用
強化障害
依存症 カフェインが依存性障害を引き起こすかどうかは、依存症の定義によって異なります。いかなる状況下でも強迫的なカフェイン摂取は観察されておらず、そのためカフェインは一般的に依存性があるとは考えられていません。[ 119 ] ICD-9 ICD-10 などの診断資料の中には、より広範な診断モデルの下でカフェイン依存症を分類しているものもあります。[ 120 ]
カフェインは強化刺激ではないようで、NIDAの 研究モノグラフに掲載された薬物乱用可能性に関する研究では、人々がカフェインよりもプラセボを好むことから、ある程度の嫌悪感が生じる可能性がある。[ 121 ] [ 33 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ] [ 125 ]
「カフェイン中毒」はICD-9とICD-10に追加されました。しかし、このカフェイン中毒の診断モデルは証拠に裏付けられていないという主張により、その追加は異議を唱えられました。[ 33 ] [ 126 ] [ 127 ] 精神医学会 のDSM-5 にはカフェイン中毒 の診断は含まれていませんが、さらなる研究のためにこの障害の基準が提案されています。[ 118 ] [ 128 ] 世界保健機関は カフェインを依存性物質として分類していません。[ 4 ]
依存と離脱 カフェイン離脱は 、軽度から臨床的に重大な苦痛や日常生活機能の障害を引き起こす可能性があります。この症状の発生頻度は自己申告で11%ですが、実験室での検査では離脱を報告した人の半数しか実際に経験していないため、依存の主張の多くに疑問が生じます。[ 125 ] 身体的依存 と離脱症状が現れることがありますが、これらの症状は1日以上続くことはありません。[ 33 ] 心理的依存 に関連する症状の一部も離脱中に現れることがあります。[ 3 ] 抑うつ気分 /イライラ 、インフルエンザ 様症状、頭痛 、疲労 。さらに、兆候や症状は重要な機能領域を阻害し、他の疾患の影響とは関連していない必要があります。[ 129 ]
ICD-11 ではカフェイン依存症が 独立した診断カテゴリーとして含まれており、これはDSM-5 で提案されている「カフェイン使用障害」の基準とよく似ています。カフェイン使用障害とは、生理学的悪影響があるにもかかわらずカフェイン摂取を制御できないことを特徴とするカフェインへの依存を指します。[ 128 ] [ 130 ] は 、DSM-5 用のカフェイン依存症の診断モデルを作成するのに十分な証拠があることを認めましたが、この障害の臨床的意義は不明であると指摘しました。 [ 131 ] [ 128 ]
耐性は、カフェインによる 血圧 上昇や主観的な神経過敏感に対して生じますが、その効果は劇的ではありません。感作 、つまり使用によって効果がより顕著になるプロセスは、覚醒感や幸福感などの肯定的な効果に対して生じる可能性があります。[ 125 ] 1日を通して750～1200mg）は、カフェインの効果の一部に対して完全な耐性を生じさせますが、すべての効果に対してではありません。 1日100mgという低用量、例えば6 オンス（ 170g） のコーヒー1杯、または12 オンス（ 340g） のカフェイン入りソフトドリンク2～3杯でも、睡眠障害などの不耐性を引き起こし続ける可能性があります。定期的にカフェインを使用しない人は、睡眠障害に対するカフェイン耐性が最も低いです。[ 132 ] [ 133 ]
過剰摂取 カフェイン中毒の主な症状[ 146 ] 1日あたり1～1.5グラム（1,000～1,500mg ） の摂取は、カフェイン中毒 。 [ 106 ] カフェイン依存と、カフェイン摂取後の神経過敏、 イライラ 、落ち着きのなさ、不眠 、頭痛 、動悸などのさまざまな不快な症状を伴う。[ 147 ]
カフェインの過剰摂取は、カフェイン中毒として知られる中枢神経系の過剰刺激状態を引き起こす可能性があり、これはカフェイン摂取中または摂取直後に発症する臨床的に重要な一時的な状態です。[ 148 ] この症候群は通常、一般的なカフェイン入り飲料やカフェイン錠剤に含まれる量（例えば、一度に400～500mg以上）をはるかに超える大量のカフェインを摂取した場合にのみ発生します。DSM-5によると、カフェイン中毒は、最近のカフェイン摂取後に以下の症状のうち5つ（またはそれ以上）が発症した場合に診断される可能性があります。落ち着きのなさ、神経過敏、興奮、不眠、顔面紅潮、利尿 、胃腸障害、筋肉のけいれん、支離滅裂な思考と発話、頻脈 または不整脈 、疲労感のない期間、および精神運動興奮 。[ 149 ]
国際疾病分類（ICD-11）によると、非常に多量のカフェイン摂取（例えば5g以上）は、躁病、うつ病、判断力の低下、見当識障害、脱抑制、妄想、幻覚または精神病、横紋筋融解症などの症状を伴うカフェイン中毒を引き起こす可能性がある 。[ 148 ]
エナジードリンク エナジードリンクに含まれるカフェインの摂取量が多い場合（少なくとも1リットルまたは320mgのカフェイン）、高血圧、 QT間隔の延長 、動悸などの短期的な心血管系の副作用がみられることがわかっています。これらの心血管系の副作用は、エナジードリンクに含まれるカフェインの量が少ない場合（200mg未満）にはみられませんでした。[ 85 ]
致死量 カフェイン摂取による死亡はまれであり、最も一般的な原因は意図的な薬物の過剰摂取であるようです。[ 152 ] [ 152 ] ラットにおけるカフェインのLD50 は、 70 キログラム（150 ポンド）の成人では10.5～14グラム、 コーヒー 約75～100杯に相当します。[ 153 ] [ 154 ] [ 155 ] [ 156 ] [ 157 ] 2013年には、肝硬変 の男性がカフェイン入りミントを過剰摂取して死亡したという報告があった。[ 158 ] [ 159 ]
相互作用 カフェインはCYP1A2 の基質であり、このメカニズムや他のメカニズムを介して多くの物質と相互作用する。[ 160 ]
アルコール DSST によると、アルコールは 標準化テストの成績を低下させ、カフェインは成績を大幅に向上させる。[ 161 ] [ 162 ] [ 163 ] ガイドライン では、アルコールとカフェインの同時摂取は避けるよう推奨している。これらを一緒に摂取すると、アルコール摂取量が増加し、アルコール関連の傷害のリスクが高まる可能性があるためである。
喫煙 喫煙は、 多環芳香族炭化水素がCYP1A2酵素を誘導する結果として、カフェインのクリアランスを56%増加させることが示されている。[ 164 ] [ 11 ] [ 165 ]
化学 純粋な無水 カフェインは、苦味のある白色無臭の粉末で、融点は 235～238 °C です。[ 9 ] [ 1 ] g/100 mL)、沸騰水にはすぐに溶けます (66 g/100 mL)。また、エタノールにも中程度に溶けます (1.5 g/100 mL)。[ 205 ] 弱塩基性 (共役酸 のpKa = 約 0.6)で、プロトン化するには強酸が必要です。[ 206 ] カフェインには立体 中心がないため[ 207 ] 、アキラル 分子に分類されます。[ 208 ]
カフェインのキサンチン骨格は、 ピリミジンジオン環 とイミダゾール環の 2つの縮合環から構成されています。ピリミジンジオン環には、主に双性イオン 共鳴状態にある2つの アミド 官能基が含まれており、この共鳴状態から窒素原子が隣接するアミド炭素原子と二重結合しています。したがって、ピリミジンジオン環系内の6つの原子はすべてsp2混成軌道を持ち、 平面 構造になっています。イミダゾール環にも共鳴構造 があります。そのため、カフェインの縮合5,6環骨格には合計10個のπ電子が含まれており、 ヒュッケル則 によれば芳香族性 を示します。[ 209 ]
カフェインは容易にプロトン化されて対応するカフェイニウムを形成する。[ 202 ] カチオン形態は、 酸性 溶液中でカフェインが存在する主な形態である。
カフェイン除去 精製されたカフェインの繊維状結晶 。暗視野顕微鏡 画像、約7mm ×11mm 。 デカフェコーヒー発祥の地であるドイツには、世界最大のカフェイン・コンパニーをはじめとする複数のデカフェ工場がある。[ 220 ] [ 221 ]
カフェイン除去の効率と選択性は、使用する脱カフェイン法によって異なります。水ベースのプロセスと超臨界二酸化炭素抽出は、一部の有機溶媒法と比較して、揮発性香味成分をより多く保持しながらカフェインを除去するため、一般的に選択性が高いです。[ 222 ]
コーヒーからカフェインを抽出してカフェイン入りコーヒーとカフェインレスコーヒーを製造するには、さまざまな溶媒を使用できます。主な方法は次のとおりです。
水抽出：コーヒー豆を水に浸します。水にはカフェイン以外にも多くの化合物が含まれており、コーヒーの風味に寄与しています。この水を活性炭 に通してカフェインを除去します。その後、水を豆に戻して蒸発させ、元の風味を保ったカフェインレスコーヒーを得ます。[ 221 ] 超臨界二酸化炭素抽出：超臨界二酸化炭素 はカフェインの優れた非極性溶媒 であり、従来使用されてきた有機溶媒よりも安全です。抽出プロセスは簡単です。CO 2 を 31.1 °C 以上の温度と 73 atm 以上の圧力で生のコーヒー豆に通します。これらの条件下では、CO 2 は「超臨界 」状態 になります。つまり、ガスのような性質を持ち、豆の奥深くまで浸透できますが、液体のような性質も持ち、カフェインの 97～99% を溶解します。カフェインを含んだCO 2 に高圧水を噴霧してカフェインを除去します。カフェインは、活性炭 吸着 (上記参照) または蒸留 、再結晶 、逆浸透 によって分離できます。[ 221 ] 有機溶媒による抽出：酢酸エチル などの特定の有機溶媒は、以前使用されていた塩素系および芳香族有機溶媒よりも健康および環境への危険性がはるかに低い。別の方法として、使用済みコーヒーかすから得られるトリグリセリド油を使用する方法がある。[ 221 ] カフェイン除去は完全には行われず、コーヒー豆にはいくらかのカフェインが残ります。市販のカフェイン除去コーヒー製品の中には、かなりの量のカフェインが含まれているものもあります。ある研究では、カフェイン除去コーヒーには 1杯あたり10mgのカフェインが含まれているのに対し、通常のコーヒーには1杯あたり約85mg のカフェインが含まれていることがわかりました。[ 223 ]
体液中の検出 カフェインは、新生児 の治療をモニタリングしたり、中毒の診断を確定したり、法医学的な死亡調査を容易にするために、血液、血漿、または血清中で定量することができます。血漿カフェイン濃度は 、コーヒーを飲む人では一般的に2～10 mg/L、 無呼吸の治療を受けている新生児では12～36 mg/L、 急性過剰摂取の犠牲者では40～400 mg/Lの範囲です。尿中カフェイン濃度は、競技スポーツプログラムで頻繁に測定され、15 mg/Lを超えるレベル は通常、乱用とみなされます。[ 224 ]
商業情報源 飲料、医薬品、その他の製品に添加される純粋な（主に無水）カフェインの世界的供給源は、工業合成と天然源からの脱カフェインという2つの供給源から得られています。製造方法は異なりますが、最終製品は化学的に同一であり、身体への影響も同様です。合成カフェインに関する研究では、天然カフェインと同様の刺激作用が身体に及ぼすことが示されています。天然カフェインは吸収が遅いため、カフェイン切れが穏やかになるという主張もありますが、この考えを裏付ける科学的証拠はほとんどありません。[ 218 ] 副産物 とみなされるようになっています。 [ 219 ]
2022年には、世界の市場で128,127トンの無水カフェインが取引されました。[ 229 ] [ 219 ]
天然カフェインと合成カフェインは、炭素13と炭素12の同位体比を用いて区別することが可能です。合成カフェインの炭素の大部分は、より「古い」炭素同位体シグネチャーを持つ石油由来であるためです。[ 230 ]
製品 カフェインを含む製品には、コーヒー、紅茶、ソフトドリンク （「コーラ」）、エナジードリンク 、その他の飲料、チョコレート 、[ 251 ] [ 85 ]
飲料
お茶 お茶は乾燥重量でコーヒーよりもカフェイン含有量が多い。しかし、一般的な一杯分では、コーヒーと同量のお茶に比べて使用量が少ないため、カフェイン含有量ははるかに少ない。また、栽培条件、加工技術、その他の変数もカフェイン含有量に影響を与える。そのため、お茶に含まれるカフェインの量は様々である。[ 255 ]
お茶には、コーヒーよりも少量のテオブロミン とやや多めのテオフィリン が含まれています。淹れ方やその他の多くの要因がお茶に大きな影響を与え、色はカフェイン含有量の指標としては不十分です。例えば、淡い色の日本茶である玉露のようなお茶は、カフェイン含有量が極めて少ないラプサンスーチョンのような濃い色のお茶よりもはるかに多くのカフェインを含んで い ます [ 255 ]
ココアとチョコレート 脱脂ココアパウダー （脂肪分14％）には、 100gあたり230mgのカフェインが含まれています 。[ 245 ]
カカオ豆の 品種によってカフェイン含有量は異なります。カフェイン含有量 mg/g (カフェイン含有量の低い順): [ 246 ]
フォラステロ（脱脂）：1.3 mg/g ナシオナル（脱脂）：2.4 mg/g トリニタリオ（脱脂）：6.3g/g クリオロ種（脱脂）：11.3mg/g
錠剤 ノー・ドーズ 100mg カフェイン錠 錠剤は、コーヒー、紅茶、その他のカフェイン入り飲料に比べて、利便性、用量が一定であること、糖分や酸の同時摂取を避けることができるなど、いくつかの利点があります。この形態のカフェインを使用すると、覚醒度が高まります。[ 262 ] [ 263 ]
その他の経口薬 ある米国企業は、口の中で溶けるカフェインストリップを販売している。[ 264 ] バームである SpazzStick がある。[ 265 ] [ 266 ]
カフェイン入りマウスウォッシュの使用が認知機能の向上に役立つ可能性があるという弱い証拠がある。[ 267 ]
歴史
カフェインの発見者、フリードリープ・フェルディナント・ルンゲ 1819年、ドイツの化学者フリードリープ・フェルディナント・ルンゲは 初めてカフェインを単離し、それを「カフェベース」 （つまり、コーヒーに含まれる塩基）と名付けた。 [ 282 ] [ 283 ] イェンス・ヤコブ ・ベルセリウスが年鑑で述べているように、1821年にはフランスの化学者ピエール・ジャン・ロビケ と、同じくフランスの化学者ピエール＝ジョゼフ・ペルティエ とジョゼフ・ビエネメ・カヴァントゥーの 2人がカフェインを単離した。さらにベルセリウスは、フランスの化学者たちはルンゲの研究や互いの研究を知ることなく、それぞれ独立して発見したと述べている。[ 284 ] [ 285 ] 植物化学の発見』 、1820年、146～147ページ）が同じ方法を明記し、カフェインをカフェベース という名前で記述したのは、この物質の発見が通常ロビケに帰せられているが、パリの薬学会の会合で初めて口頭で発表したロビケよりも1年早かったことを言及しないわけにはいかない。」
ペルティエのカフェインに関する記事は、印刷物で初めてこの用語（フランス語でコーヒーを意味するcafé から派生したCaféine [ 286 ]
カフェイン（名詞、女性名詞）。1821年にロビケ氏によってコーヒーから発見された結晶性物質。同時期に、 コーヒーは解熱剤と考えられており、またコーヒーはキナ（キニーネ）の木と同じ科に属することから、医師たちはコーヒー中のキニーネを探していた。その 過程で、ペルティエ氏とカヴァントゥー氏もカフェインを発見した。しかし、彼らの研究は目的が異なり、また研究が完了していなかったため、この件に関してはロビケ氏に優先権を譲った。ロビケ氏が薬学会で発表したコーヒーの分析結果をなぜ公表しなかったのかは不明である。もし公表されていれば、カフェインの認知度を高め、コーヒーの組成についてより正確な知見を得ることができたであろう 。
ロビケは純粋なカフェインを単離してその性質を記述した最初の人物の一人であり[ 287 ] 、一方ペルティエは元素分析を 最初に行った人物である[ 288 ]
1827年、M. ウードリーは茶から「テイン」を単離したが[ 289 ] ムルダー [ 290 ] [ 291 ]
1895年、ドイツの化学者ヘルマン・エミール・フィッシャー （1852-1919）は、カフェインをその化学成分から初めて合成し（すなわち「全合成 」）、2年後にはその化合物の構造式も導き出した。[ 292 ] ノーベル賞 を受賞した業績の一部である。[ 293 ]
社会と文化
規則
アメリカ合衆国 米国食品医薬品局（FDA）は、カフェイン含有量が0.02%未満の飲料を安全とみなしていますが[ 303 ] [ 304 ] ガラナ 、マテ茶 ）はカフェイン源としてあまり認識されていない可能性があります。これらの天然のカフェイン源については、食品ラベルにカフェインの存在を明示したり、食品に含まれるカフェインの量を記載したりすることを義務付ける規制規定はありません。[ 305 ] [ 306 ]
消費 カフェインの世界的消費量は年間12万トンと推定されており、世界で最も人気のある精神活性物質となっている。 [ 21 ] [ 307 ]
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DSM-5 にはカフェイン使用障害は含まれませんが、研究によると、わずか 2 ～ 3 杯のコーヒーでも、疲労感や眠気を特徴とする離脱症状を引き起こす可能性があります。これを状態として支持する十分な証拠がありますが、臨床的に重要な障害である程度はまだ明らかではありません。 ↑ Robertson D 、 Wade D、 Workman R、Woosley RL、Oates JA (1981 年 4 月)。 「ヒトにおけるカフェ イン の体液性および血行動態的影響に対する耐性」 。The Journal of Clinical Investigation。67 ( 4): 1111–7。doi : 10.1172 /JCI110124。PMC 370671。PMID 7009653 。 ↑ Lee YZ、 Chua KN、Voon FL、Tham CL、Ho YC、Lee MT (2026 年 1 月)。「慢性カフェイン使用と離脱の神経生物学：メカニズム、影響、および意味」。Food and Chemical Toxicology。207 115817。doi : 10.1016 /j.fct.2025.115817 。 ↑ Heckman MA、Weil J、Gonzalez de Mejia E (2010年4月)。 「食品中のカフェイン（1,3,7-トリメチルキサンチン）：摂取、機能性、安全性、および規制問題に関する包括的なレビュー」 。Journal of Food Science。75 （ 3 ）： R77 – R87。Bibcode ： 2010JFooS..75561.xH。doi ： 10.1111 / j.1750-3841.2010.01561.x。PMID 20492310 。 ↑ EFSA 栄養製品、栄養およびアレルギーに関するパネル (2015)。 「 カフェインの安全性に関する科学的意見」 。 意見。EFSA ジャーナル 。13 (5): 4102。doi : 10.2903/j.efsa.2015.4102 。 ↑ Awwad S、Issa R、Alnsour L、Albals D、Al-Momani I (2021 年 12 月)。 「HPLC-DAD を使用した生コーヒーと焙煎 コーヒーサンプル中のカフェインとクロロゲン酸の定量および焙煎度 がそれら のレベル に 及ぼす 影響の評価」 。Molecules。26 ( 24): 7502。doi : 10.3390 /molecules26247502。PMC 8705492。PMID 34946584 。 ↑ Kugelman A、Durand M（2011 年12月）。「気管支肺異形成症 の 予防に対する包括的なアプローチ」。 小児呼吸器学 。46 （ 12 ）： 1153–65。doi ： 10.1002/ ppul.21508。PMID 21815280 。 ↑ Schmidt B (2005). 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外部リンク GMD MSスペクトル カフェイン：ChemSubオンライン 周期表ビデオ
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