Biên soạn và Hiệu đính

Dược sĩ Phan Hữu Xuân Hạo – Khoa Dược, Trường Y Dược – Đại học Duy Tân

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Caffeine

Tên IUPAC

1,3,7-trimethylpurine-2,6-dione.

Mã ATC

N06BC01

N – Hệ thần kinh.

N06 – Tâm lý học.

N06B – Thuốc kích thích tâm thần, tác nhân được sử dụng cho ADHD và nootropics.

N06BC – Các dẫn xuất xanthine.

N06BC01 – Cafein.

Nhóm thuốc

Thuộc nhóm thuốc kích thích thần kinh trung ương, lợi tiểu.

Phân loại nguy cơ cho phụ nữ có thai

Nên tránh.

Mã CAS

58-08-2

Mã UNII

3G6A5W338E

Cấu trúc phân tử

Công thức hóa học

C8Hl0N4O2

Phân tử lượng trung bình

194,1906 g/mol.

Cấu trúc hóa học

Cafein là l,3,7-trimethyl-3,7-dihydro-lH-purin-2,6-dion, phải chửa từ 98,5 % đến 101,5 % C8H10N4O2, tính theo chế phẩm đã làm khô.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 0 liên kết.

Số liên kết hydro nhận: 3 liên kết.

Số liên kết có thể xoay: 0 liên kết.

Diện tích bề mặt tôpô: 58,4 Ų.

Số lượng nguyên tử nặng: 14 nguyên tử.

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy (°C): 235 – 238 °C.

Điểm sôi: 178 °C.

Khối lượng riêng: 194,08037557 g/mol.

Độ tan: 2,17g/ 100mL.

Độ pH: 6,9.

Hằng số phân ly pKa: 14 ở 25 ° C

Chu kì bán hủy: khoảng 3 – 5 giờ.

Khả năng liên kết với Protein huyết tương: Sự gắn kết với protein huyết tương của Cafein chưa được xác định đối với trẻ sơ sinh hoặc trẻ nhỏ. Các nghiên cứu in vitro chỉ ra sự gắn kết với protein khoảng 10% -36%. Cafein liên kết thuận nghịch với protein huyết tương.

Cảm quan

Bột kết tinh trắng, gần như trắng mịn, hoặc tinh thể trắng hoặc gần như trắng. Dễ thăng hoa. Hơi tan trong nước, rất dễ tan trong nước sôi. Khó tan trong ethanol 96 %, tan trong các dung dịch đậm đặc của benzoate hay salicylat kiềm.

Dạng bào chế

Viên nén dạng kết hợp Aspirin, thuốc tiêm.

250mg Cafein và 350mg Natri benzoat trong 1ml chế phẩm.

Dung dịch uống 10mg/ml: Mỗi 1ml dung dịch chứa 10mg Caffeine c(tương đương với 5mg Caffeine base)

Dung dịch tiêm 20mg/ml, lọ 3ml: Mỗi mL chứa 20 mg Caffeine Citrate (tương đương với 10 mg caffeine base)

Tiêu chuẩn trong dược điển

Tiêu chuẩn	Dược điển Châu Âu 10.0	Dược điển Việt Nam 5
pH		6,9 (kp Dđ 5)
Mất khối lượng khi làm khô	≤0,5%	≤0,5%
Góc quay cực riêng	–	–
Kim loại nặng	–	≤20 ppm
Sulfat	≤0,05%	≤0,05%
Sắt	–	–
Đồng	–	–
Acid oxalic	–	–
Các tạp chất liên quan	+	+
Cảm quan của dung dịch pha lại	+	+
Tro sulfat	≤0,1%	≤0,1%
Định tính	+	+
Định lượng	98,5% đến 101,5% (khô)	98,5% đến 101,5%

Công dụng của Cafein

Cafein được chỉ định để điều trị ngắn hạn chứng ngưng thở khi sinh non ở trẻ sơ sinh và ngoài nhãn hiệu để phòng ngừa và điều trị chứng loạn sản phế quản phổi do sinh non. Ngoài ra, nó được chỉ định kết hợp với natri benzoat để điều trị ức chế hô hấp do quá liều với các thuốc ức chế thần kinh trung ương. Cafein có nhiều mục đích sử dụng không kê đơn và được tìm thấy trong các chất bổ sung năng lượng, các sản phẩm tăng cường thể thao, các sản phẩm giảm đau, cũng như các sản phẩm mỹ phẩm.

Trong y tế

Cafein được sử dụng trong phòng ngừa và điều trị loạn sản phế quản phổi ở trẻ sinh non. Caffein có thể cải thiện tình trạng tăng cân trong quá trình trị liệu và giảm tỷ lệ mắc bệnh bại não, chậm phát triển ngôn ngữ và nhận thức. Mặt khác, có thể xảy ra các tác dụng phụ lâu dài.

Cafein còn được sử dụng trong điều trị hạ huyết áp thế đứng.

Sử dụng đồ uống có chứa cafein như cà phê hoặc trà để cố gắng điều trị bệnh hen suyễn. Có vẻ như Cafein ở liều thấp giúp cải thiện chức năng đường thở ở những người bị hen suyễn, làm tăng thể tích thở ra cưỡng bức (FEV1) từ 5% đến 18%, với tác dụng này kéo dài đến 4 giờ.

Việc bổ sung Cafein (100 – 130mg) vào thuốc giảm đau thường được kê đơn như Paracetamol hoặc Ibuprofen giúp cải thiện một cách khiêm tốn tỷ lệ người giảm đau.

Tiêu thụ Cafein sau khi phẫu thuật bụng giúp rút ngắn thời gian phục hồi chức năng bình thường của ruột và rút ngắn thời gian nằm viện.

Trong cuộc sống

Cafein là chất kích thích hệ thần kinh trung ương có thể làm giảm mệt mỏi và giảm buồn ngủ. Ở liều bình thường, Cafein có những tác động khác nhau đến khả năng học tập và trí nhớ, nhưng nhìn chung nó giúp cải thiện thời gian phản ứng, sự tỉnh táo, sự tập trung và sự phối hợp vận động. Lượng Cafein cần thiết để tạo ra những tác động này khác nhau ở mỗi người, tùy thuộc vào kích thước cơ thể và mức độ dung nạp. Các tác dụng mong muốn phát sinh khoảng một giờ sau khi sử dụng và tác dụng mong muốn của liều lượng vừa phải thường giảm dần sau khoảng ba hoặc bốn giờ.

Cafein có thể trì hoãn hoặc ngăn chặn giấc ngủ và cải thiện hiệu suất công việc. Những người làm việc theo ca sử dụng cafein tỉnh táo hơn bình thường.

Cafein theo cách phụ thuộc vào liều lượng làm tăng sự tỉnh táo ở cả những người mệt mỏi và bình thường.

Cafein cải thiện sức mạnh và có thể tăng cường sức bền của cơ bắp. Cafein cũng giúp tăng cường hiệu suất trong các bài tập yếm khí. Tiêu thụ Cafein trước khi tập thể dục liên tục có liên quan đến việc giảm khả năng gắng sức.

Độc tính

LD50 qua đường miệng của Cafein ở chuột là 192mg/kg. Quá liều Cafein gây tử vong cấp tính ở người là khoảng 10 – 14 gam (tương đương 150 – 200mg/kg trọng lượng cơ thể).

Dấu hiệu chung

Uống nhiều Cafein trong thời gian dài có thể tạo ra khả năng dung nạp, thói quen và tâm lý phụ thuộc. Các dấu hiệu thể chất của sự cai nghiện như đau đầu, kích thích, hồi hộp, lo lắng và chóng mặt có thể xảy ra khi mất kiểm soát đột ngột…

Quá liều

Trong trường hợp dùng quá liều Cafein, co giật có thể xảy ra, vì Cafein là chất kích thích hệ thần kinh trung ương. Nó nên được sử dụng hết sức thận trọng cho những người bị động kinh hoặc các rối loạn co giật khác. Các triệu chứng của quá liều có thể bao gồm buồn nôn, nôn, tiêu chảy và rối loạn tiêu hóa. Nhiễm độc với cafein được đưa vào Bảng phân loại bệnh tật quốc tế của Tổ chức Y tế Thế giới (ICD-10). Kích động, lo lắng, bồn chồn, mất ngủ, nhịp tim nhanh, run, nhịp tim nhanh, kích động tâm thần, và trong một số trường hợp, có thể xảy ra tử vong, tùy thuộc vào lượng cafein tiêu thụ. Quá liều có nhiều khả năng xảy ra ở những người không tiêu thụ cafein thường xuyên nhưng tiêu thụ đồ uống tăng lực.

Độc tính trên gan

Ở liều lượng cao, độc hại, cafein có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng não, tim và cơ nhưng không liên quan đến tổn thương gan rõ ràng trên lâm sàng. Ngược lại, đã có một số báo cáo về tổn thương gan liên quan đến việc sử dụng đồ uống năng lượng giàu cafein. Hơn nữa, vẫn chưa rõ liệu tác động lên gan là do cafein hay các thành phần khác trong thức uống năng lượng điển hình, chẳng hạn như vitamin, thảo mộc hoặc các sản phẩm thực vật khác. Do đó, cafein không có khả năng gây tổn thương gan, nhưng các loại nước tăng lực có hàm lượng cafein cao khác nhau được sử dụng rộng rãi có thể gây tổn thương gan khi sử dụng quá mức.

Tương tác với các thuốc khác

Có tổng cộng 56 loại thuốc được biết là tương tác với cafein , được phân loại là 4 loại tương tác chính, 38 loại vừa và 14 loại tương tác nhỏ.

Anagrelide	Anagrelide có thể làm tăng nồng độ trong máu và ảnh hưởng của cafein.
cocaine nasal	Sử dụng cafein cùng với cocaine nasal đôi khi có thể gây ra nhịp tim không đều có thể đe dọa tính mạng.
Esketamine	Esketamine có thể gây tăng huyết áp thoáng qua nhưng đáng kể, và sử dụng nó với cafein có thể làm tăng nguy cơ.
Fluvoxamine	Sử dụng đồng thời Fluvoxamine có thể làm tăng tác dụng của cafein.
lithium	lithium có thể làm tăng tác dụng của cafein.
norfloxacin	Dùng chung cafein và norfloxacin có thể làm tăng tác dụng của cafein.
pimozide	Sử dụng cafein cùng với pimozide có thể làm tăng mức độ pimozide và ảnh hưởng đến nhịp tim.
tizanidine	Cafein làm tăng đáng kể nồng độ trong máu và tác dụng của tizanidine ở một số bệnh nhân.
Stiripentol	Stiripentol có thể làm tăng nồng độ cafein trong máu, dẫn đến tăng tác dụng phụ.
viloxazine	Sử dụng cafein cùng với viloxazine có thể làm tăng tác dụng của cafein.

Phương pháp sản xuất

Caffeine được phân lập bằng cách chiết xuất dung môi từ hạt cà phê xanh và lá trà. Quy trình chiết xuất áp suất cao Zosel là một quy trình phức tạp hơn liên quan đến carbon dioxide siêu tới hạn , dẫn đến quá trình khử cafein nhẹ, chọn lọc và an toàn về mặt độc hại.

Caffeine có thể được phân lập từ trà hoặc cà phê bằng cách đun sôi với nước với sự có mặt của vôi hoặc magie oxit , dùng để kết tủa tanin và một số chất tạo màu. Sau khi lọc, cafein thô tách ra được kết tinh lại từ nước nóng sau khi xử lý bằng than khử màu . Nguồn cung cấp thương mại là bụi trà hoặc chất quét. Hiện nay, lượng caffein ngày càng tăng được thu nhận như một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất “cà phê khử cafein”.

Cafein ổn định về nhiệt, và chỉ một phần nhỏ lượng có trong hạt cà phê thô bị mất đi do thăng hoa trong quá trình rang. Khoảng 85% được đưa vào sản xuất bia trong nước và gần như 100% vào chiết xuất công nghiệp. Hàm lượng cafein trong chiết xuất công nghiệp thay đổi từ 3,0 đến 5,1% (cơ bản khô) đối với bột sấy phun, thường chứa chủ yếu là Robusta, và từ 2,5 đến 3,7% đối với các sản phẩm đông khô nhẹ hơn, chứa nhiều Arabicas hơn.

Một vài nghiên cứu về Cafein trong dược phẩm

Tác động của Caffeine trong thời kỳ mang thai

Các nghiên cứu dịch tễ học đã tiết lộ rằng việc tiêu thụ caffeine trong thời kỳ mang thai có liên quan đến các kết quả bất lợi cho thai kỳ, tuy nhiên các cơ chế cơ bản vẫn chưa rõ ràng. Các nghiên cứu gần đây trên động vật với liều lượng phù hợp về mặt sinh lý học đã bắt đầu phân tích các tác dụng phụ của caffeine trong thời kỳ mang thai đối với sự co bóp của ống dẫn trứng, sự phát triển của phôi thai, sự tiếp nhận của tử cung và nhau thai góp phần vào các biến chứng thai kỳ.

Điều thú vị là tác dụng của caffeine rất khác nhau giữa các cá thể động vật trong môi trường thí nghiệm được kiểm soát tốt, cho thấy khả năng điều hòa biểu sinh của những kiểu hình này, ngoài các biến thể di truyền. Hơn thế nữa, sử dụng caffein trong thời kỳ nhạy cảm của thai kỳ có thể gây ra những thay đổi biểu sinh ở bào thai đang phát triển hoặc thậm chí là tế bào mầm để gây ra các bệnh khởi phát ở người trưởng thành trong các thế hệ tiếp theo. Chúng tôi thảo luận về các giới hạn nghiên cứu này dựa trên dữ liệu mới.

Caffeine gây ra các hiệu ứng hành vi thần kinh thông qua việc điều chỉnh chất dẫn truyền thần kinh

Bằng chứng chứng minh rằng việc tiếp xúc với caffeine mãn tính, chủ yếu thông qua việc uống cà phê hoặc trà, dẫn đến tăng sự tỉnh táo và lo lắng. Các nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng cho thấy tác dụng có lợi do caffeine gây ra đối với tâm trạng và nhận thức.

Các nghiên cứu khác sử dụng các kỹ thuật phân tử đã báo cáo rằng caffeine thể hiện tác dụng bảo vệ thần kinh ở các mô hình động vật bằng cách bảo vệ các tế bào thần kinh dopaminergic. Hơn nữa, caffeine tương tác với hệ thống dopaminergic, dẫn đến cải thiện các biện pháp hành vi thần kinh ở các mô hình động vật bị trầm cảm hoặc rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD). Các thụ thể glutamatergic đã được phát hiện có liên quan đến các tác động sinh học thần kinh của caffeine.

Ngoài ra, caffeine đã được tìm thấy để ngăn chặn hoạt động ức chế (GABAergic) và điều chỉnh các thụ thể GABA. Các nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc điều chỉnh các chất dẫn truyền thần kinh này dẫn đến các hiệu ứng hành vi thần kinh. Mối liên hệ giữa vai trò điều biến của caffeine đối với chất dẫn truyền thần kinh và tác động lên hành vi thần kinh vẫn chưa được thảo luận đầy đủ. Mục đích của bài tổng quan này là thảo luận chi tiết về vai trò của chất dẫn truyền thần kinh trong tác động của caffeine đối với các rối loạn hành vi thần kinh.

Tài liệu tham khảo

1. 1. Alasmari, F. (2020). Caffeine induces neurobehavioral effects through modulating neurotransmitters. Saudi Pharmaceutical Journal, 28(4), 445-451.
2. 2. Bộ Y Tế (2017), Dược điển Việt Nam V, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.
3. 3. Drugs.com, Interactions checker, Caffeine, truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2022.
4. 4. Go.drugbank, Drugs, Caffeine, truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2022.
5. 5. Pubchem, Caffeine, truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2022.
6. 6. Pubmed, Caffeine, truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2022.
7. 7. Qian, J., Chen, Q., Ward, S. M., Duan, E., & Zhang, Y. (2020). Impacts of caffeine during pregnancy. Trends in Endocrinology & Metabolism, 31(3), 218-227.