咖啡因的作用机理及应用——从喝咖啡谈起.ppt

　　咖啡因的作用机理及应用 ——从喝咖啡谈起

　　化学二班 xxx

　　Caffeine

　　(Gp:) 结构特点

　　(Gp:) 药理作用

　　(Gp:) 总结回归

　　(Gp:) 理化性质

　　(Gp:) 对机体的影响

　　(Gp:) 代谢

　　(Gp:) 提取方法

　　(Gp:) 应用

　　结构特点

　　1

　　(Gp:) 结构特点

　　咖啡因 Caffeine 化学名：1,3,7-三甲基黄嘌呤

　　化学式：C8H10N4O2

　　理化性质

　　2

　　(Gp:) 理化性质

　　(Gp:) 1

　　(Gp:) 具有酰脲结构，对碱不稳定，水解开环脱羧，分解为咖啡啶(但石灰水无影响)

　　(Gp:) 2

　　(Gp:) 遇碘试液和稀盐酸，产生红棕色沉淀，又溶于过量的氢氧化钠溶液——可用于鉴别

　　(Gp:) 3

　　(Gp:) 紫尿酸铵反应——黄嘌呤生物碱的共性：与盐酸、氯酸钾在水浴上加热蒸干，残渣遇氨即生成紫色的四甲基紫脲酸铵，再加氢氧化钠，紫色消失。

　　代谢

　　3

　　(Gp:) 代谢

　　咖啡因的代谢图解

　　*注：其转化过程符合化学动力学一级反应。

　　咖啡因的代谢在肝脏中发生，由细胞色素氧化酶P450(特别是1A2同工酶)酶系统氧化，形成三种不同的二甲基黄嘌呤，这三种二甲基黄嘌呤对身体有不同的作用。

　　副黄嘌呤

　　茶碱

　　可可碱

　　咖啡因在人体中的代谢

　　(Gp:) 次黄嘌呤

　　(Gp:) 代谢

　　初级代谢副产物的作用

　　能够扩张血管，增加尿量。为可可豆中主要的生物碱，也存在于巧克力中。

　　能够加速脂解，导致血浆中的甘油及自由脂肪酸的含量增加

　　舒缓支气管平滑肌，被用作治疗哮喘。治疗剂量远大于咖啡因所产生的剂量。

　　副黄嘌呤

　　可可碱

　　茶碱

　　(Gp:) 代谢

　　完整的代谢过程

　　茶碱生物活性同咖啡因和可可碱，但毒性强于二者。主要靠肝肾排泄。

　　药理作用

　　4

　　(Gp:) 药理作用

　　药代动力学

　　健康成年人口服咖啡因后,吸收快而完 全,生物利用度近100%

　　咖啡因脂溶性高,主要以简单扩散方式, 少部分经低亲和力载体转运通过血-脑 屏障

　　咖啡因主要在肝内代谢,仅1% ～5%以 原形经肾排泄。

　　(Gp:) 药理作用

　　作用机制

　　(Gp:) 细胞水平 上的四种 作用机制

　　(Gp:) 1.作为细胞 肌浆网的理 阿诺碱受体 的激动剂

　　(Gp:) 2.抑制磷酸 二酯酶

　　3.具有γ2氨基 丁酸受体 拮抗作用

　　4.中枢腺苷受 体(A)拮抗剂

　　对机体影响

　　5

　　(Gp:) 对机体影响

　　(Gp:) 促进生育作用

　　(Gp:) 钙离子

　　(Gp:) 生殖系统

　　(Gp:) 神经系统

　　(Gp:) 内分泌系统

　　(Gp:) 心血管系统

　　(Gp:) 运动能力

　　(Gp:) 消化系统

　　(Gp:) 胃壁细胞泌酸增加

　　(Gp:) 激活胃黏膜壁细胞的胆碱能M受体和组胺受体介导

　　(Gp:) 组胺通过胃黏膜壁细胞膜上H2受体激活腺苷酸环化酶，促进三磷酸腺苷转化成cAMP，以提高细胞内cAMP的浓度，并在钙离子的辅助下刺激泌酸。

　　(Gp:) 促进儿茶酚胺的合成与释放，具有正性作用

　　(Gp:) 咖啡因可导致胰岛素敏感性急剧降低，但机体会有耐用性。

　　(Gp:) 胰腺β细胞内同时存在三磷酸肌醇和ryanodine受体两种钙库，β细胞分泌胰岛素是由细胞内钙离子浓度升高直接引发的。咖啡因是ryanodine受体的激动剂, 能引发对ryanodine敏感的钙库释放。

　　(Gp:) 中枢神经兴奋作用(机理1)

　　(Gp:) 在细胞中，激发诱发钙离子介导的钙离子释放(CICR)

　　(Gp:) 在神经元中激发CICR突触后神经元，从而控制神经传递素释放

　　(Gp:) 促进钙离子从肌浆网中释放，增强体外骨骼肌收缩性(机理1)

　　(Gp:) 咖啡因通过增加肾上腺素释放而刺激中枢神经系统,并能减少核苷酸的抑制作用。同时，通过增加神经递质的释放而增加神经肌肉的传导，并且可通过改变细胞内钙离子浓度来加强肌纤维的收缩性。

　　提取方法

　　6

　　(Gp:) 提取方法

　　微波法

　　固相微萃取

　　超临界流体萃取法

　　升华法

　　大孔树脂吸附层析法

　　应用

　　7

　　(Gp:) 应用

　　作为一种中枢神经的兴奋药，用于中枢性呼吸衰竭，循环衰竭，神经衰弱和精神抑制等。还具有较弱的兴奋心脏和利尿作用。

　　同类药物有：可可碱、茶碱 中枢兴奋作用：Caffeine > 茶碱> 可可碱 兴奋心脏、松弛平滑肌及利尿作用：茶碱>可可碱> Caffeine

　　回归总结

　　8

　　(Gp:) Contents

　　提神醒脑 抗忧郁 控制体重 促进消化 利尿 改善便秘 止痛 增强身体敏捷度 降低得胆结石的机会

　　咖啡

　　诱发骨质疏松 影响警觉记忆力 影响睡眠

　　(Gp:) Q&A

　　1.什么样的人群不适宜喝咖啡? 答：肾衰竭、消化性溃疡、癫痫、缺铁性贫血、肾结石患者不宜喝咖啡; 高血压、心脏病、糖尿病患者建议少喝咖啡。 Smith PF, Smith A, Miners J et al. The safety aspects of dietarycaffeine[ R ]. Australia: Report from the expert working group,2000. 30235 Salazar2Martinez E, WillettWC, Ascherio A et al. Coffee con2sump tion and risk for type 2 diabetes mellitus [ J ]. Ann InternMed, 2004, 140 (1) : 128.

　　(Gp:) Q&A

　　答 ： (1)因人而异，正如酒精对人的影响。 (2)经常喝咖啡会使身体适应，中枢神经长期处于兴奋状态，因此喝咖啡 没有效果; (3)速溶咖啡本身咖啡因含量就很低; (4)也有一种可能是。。。。。。骚年你真的太困了。。。咖啡因已经 阻止不了你了。。。

　　2.为什么我喝咖啡不起作用呢?

　　(Gp:) Q&A

　　3.咦?听说喝咖啡能减肥? 答：环腺苷酸(cyclic amino phosphate，cAMP)是由去甲肾上腺素释放的 信号物质，磷酸二酯酶能够快速降解细胞内的环腺苷酸，将其水解成 AMP。而甲基黄嘌呤类物质咖啡因能抑制磷酸二酯酶诱导的cAMP 的降 解，增加去甲肾上腺素含量或使其维持在一定水平上，去甲肾上腺素是 交感神经系统的主要调节物，它能通过离子泵和底物循环增加三磷酸腺 苷(ATP)的利用率，或者增加与ATP 合成弱偶联的线粒体的氧化速率，而 导致机体热生成的增加。

　　(Gp:) 参考资料

　　1.《生物碱》杨秀伟主编 化学工业出版社 2. 《咖啡因的药理作用和应用》 易超然 3. 《咖啡因的合成及其药理作用的研究进展》 李海霞 4. 《咖啡因的体内代谢及其应用的研究进展》 陈尧 5.《茶叶减肥作用及其机理研究进展》叶小燕 黄建安 刘仲华

　　(Gp:) Thank you