KAFEIN, PESTISIDA ALAMI YANG NIKMAT DIKONSUMSI DALAM SECANGKIR KOPI

KAFEIN, itu adalah suatu alkaloid xanthine berbentuk kristal berwarna berwarna putih dengan rasa sangat pahit yang merupakan suatu stimulan psikoaktif. Kafein pertama kali dipisahkan oleh ahli kimia Jerman, Friedlieb Ferdinand Runge pada tahun 1820, dan pada 1821 oleh ahli kimia Prancis yang bekerja secara independen, oleh Robiquet dan oleh Caventou. Pelletier telah mencatat bahwa zat ini telah diisolasi dari kopi, yang berasal dari kata cafeine, kemudian menjadi kata Inggris caffeine.

Kafein terdapat dalam beragam kadar pada biji, daun, dan buah dari beberapa tanaman—yang terkenal pada kopi—zat ini berfungsi sebagai pestisida yang dapat melumpuhkan dan membunuh serangga tertentu yang makan tanaman itu. Kafein yang biasa dikonsumsi oleh manusia diekstrak dari biji tanaman kopi dan daun teh dengan cara perendaman dengan air panas, serta produk yang berasal dari biji kola. Sumber lain termasuk yerba mate, berri guarana, dan yaupon holly.

Kafein pada manusia berfungsi sebagai stimulant sistem saraf pusat (Central Nervous System—CNS), secara temporer dapat terbebas dari rasa kantuk dan tahan melek. Kafein, zat kimia alami yang bersifat psikoaktif ini dikonsumsi secara luas di dunia, tetapi tidak seperti zat-zat psikoaktif lain, kafein legal dan tidak diatur di hampir semua yurisdiksi. Minuman berkafein seperti kopi, teh, minuman ringan dan minuman energy, menikmati ketenaran hebat di Amerika Utara, 90% orang dewasa mengonsumsi kafein sehari-hari. Di provinsi paling ujung sebelah barat, Aceh, penduduknya gemar minum kopi. FDA mencantumkan sebagai zat yang diakui secara umum untuk banyak tujuan sebagai zat makanan yang aman.

Kafein mempunyai sifat-sifat diuretik ketika diberikan dalam dosis yang memadai untuk orang yang tidak memiliki toleransi untuk kafein. Namun, penggunaan umum, menemukan toleransi yang kuat terhadap efek ini, dan beberapa penelitian secara umum tidak mendukung adanya dugaan umum bahwa konsumsi biasa minuman berkafein berkontribusi secara signifikan terhadap dehidrasi.

Kafein dalam nama IUPAC-nya adalah 1,3,7-Trimetil-1H-purin-2,6(3H,7H)-dion atau 3,7-Dihidro-1,3,7-trimetil-1H-purin-2,6-dion. Sedangkan julukan lain untuk kafein adalah: 1,3,7-Trimethylxanthine, Trimethylxanthine, Metilteobromin, 7-Metilteofillin, Tein, Matein, atau Guaranin.

Kafein memiliki rumus molekul C8H10N4O2 dengan berat molekul 194,19 gr/mol dan densitas 1,23 gr/cm3 (padat). Kelarutan kafein dalam air berbeda-beda, sesuai dengan suhu airnya, pada suhu 25 oC kelarutannya 2,17 gr/100 mL; pada 80 oC, 18 gr/100 mL; dan pada 100 oC, 67 gr/100 mL. Selain itu, angka keasaman (pKa) kafein berada antara -0,13 sampai 1,22, dengan momen dipol—berdasarkan perhitungan: 3,64 D, serta, LD50-nya 192 mg/kg secara oral pada tikus.

Di Alam

Kafein dijumpai dalam banyak spesies tanaman, yang fungsinya sebagai pestisida alami, dengan kadar kafein yang tinggi yang diamati pada perkembangan statis semaian bibit, tetapi perlindungannya kurang mekanis. Kafein melumpuhkan dan membunuh serangga-serangga tertentu yang makanan tanaman tersebut. Kadar kafein yang tinggi juga dijumpai di sekitar tanah pembibitan biji kopi. Oleh karena itu, kafein dipahami memiliki fungsi alami baik sebagai pestisida alami maupun sebagai penghalang perkecambahan biji lain yang dekat dengan pembibitan kopi, yang memberi bibit ini kesempatan hidup dengan lebih baik.

Sumber-sumber kafein yang umum adalah kopi, teh, dan cokelat (dengan kadar yang lebih kecil) yang berasal dari biji kakao. Sumber kafein lain yang tidak digunakan secara umum ialah tanaman yerba-mate dan guarana, yang terkadang digunakan dalam sediaan teh dan minuman energi. Dua nama alternatif kafein, matein dan guaranin, adalah nama yang berasal dari tanaman tersebut.

Untuk meluruskan bahwa matein dari beberapa yerba mate bukan merupakan stereoisomer dari kafein. Kafein adalah molekul akiral, dan oleh karena itu tidak memiliki enansiomer; sama sekali tidak mempunyai stereoisomer lain.

Perbedaan dalam pengalaman dan akibat antara berbagai sumber kafein alami dapat menyebabkan sumber kafein tanaman juga mengandung campuran berbagai macam alkaloid xanthine lain, termasuk stimulan kardiak theophylline dan theobromine, serta zat-zat lain seperti polifenol yang dapat membentuk kompleks tak larut dengan kafein.

Salah satu sumber kafein utama dunia ialah biji kopi 9yang merupakan biji tanaman kopi), dari mana kopi diperam. Kandungan kafein pada kopi berbeda-beda bergantung pada jenis biji kopi dan cara pembuatan, bahkan biji pada satu pohon yang sama pun memperlihatkan keragaman konsentrasinya. Pada umumnya satu sajian kopi 80-100 mg, untuk sekali seruput (30mL) espresso varietas-arabika, hingga hampir 100-125 mg untuk satu cangkir (120 mL) kopi tetes.

Pada umumnya, kopi hitam-gomgseng yang lebih cerah karena proses pemanggangannya mengurangi kandungan kafein biji kopi tersebut. Kopi juga mengandung sejumlah kecil theophylline, tetapi bukan theobromine.

Teh, sumber kafein lainnya yang biasa. Meskipun teh mengandung lebih banyak kafein dari kopi (beradasarkan berat kering), satu sajian  khas mengandung jauh lebih kecil, seperti teh yang dimasak secara normal jauh lebih lemah. Banyak faktor yang mempengaruhi kandungan kafein, seperti kondisi tumbuh, teknik pengolahan dan variabel-variabel lain. Jenis teh juga mempengaruhi kadar kafein. Teh mengandung sejumlah theobromine dan sedikit lebih tinggi kadar theophylline dari kopi. Warna teh tidak mencerminkan kandungan kafeinnya. Teh hijau Jepang yang pucat, gyokuro, misalnya, kandungan kafein jauh lebih banyak dibandingkan kebanyakan teh yang lebih gelap seperti lapsang souchong, yang mempunyai sangat sedikit kafeinnya.

Kafein juga merupakan bahan umum dari minuman ringan, seperti kola, aslinya dibuat dari biji kola. Minuman ringan secara khas mengandung kafein sekitar 10-50 mg kafein per saji. Sebagai pembanding, minuman energi, seperti Red Bull, dapat mencapai 80 mg kafein per saji. Kafein dalam minuman baik asli dari bumbu yang digunakan atau pun aditif yang berasal dari produk dekafeinasi atau dari zat-zat kimia sintetik.

Cokelat yang berasal dari biji kakao mengandung sejumlah kacil kafein Efek stimulant cokelat yang lemah mungkin sehubungan dengan satu kombinasi theobromine dan theophylline, serta kafein. Sajian khusus cokelat susu batangan 28 gram mengandung kira-kira sebanyak kafein secangkir kopi dekafeinat, meskipun beberapa cokelat hitam yang diproduksi sekarang ini mengandung sebanyak-banyaknya 160 mg per 100 gr.

Berbagai fabrikan memasarkan tablet kafein, yang mengaku bahwa menggunakan kafein farmasetikal memperbaiki mutu kesiagaan mental. Efek tersebutdi ketahui mealui penelitian yang menunjukkan menggunakan kafein (apakah dalam bentuk tablet atau bukan) dapat mengurangi kelelahan dan menambah konsentrasi. Tablet tersebut biasa digunakan oleh para pelajar untuk menjalani ujian dan oleh orang yang bekerja atau supir untuk waktu yang lama.

Kafein juga digunakan secara farmasetikal untuk mengobati apnea pada bayi lahir premature dan salah satu dari 10 jenis obat yang paling umum diberikan pada rawat intensif neonatal, meskipun demikian, berdasarkan penelitian pada hewan percobaan, timbul pertanyaan: Apakah ini bisa memiliki efek-samping berbahaya yang sulit dipisahkan?

Mekanisme Aksi Kafein

Kafein mudah menembus batas rintangan darah-otak yang memisahkan aliran darah dari dalam otak. Sekali di otak, model aksi dasarnya ialah sebagai suatu reseptor antagonis adenosin non-selektif. Molekul kafein secara struktur serupa dengan aglikon dari adenosin, yaitu adenin, dan mampu mengikat reseptor adenosin pada permukaan sel tanpa mengaktifkan sel tersebut (sebuah mekanisme aksi antagonis), dengan demikian bertindak sebagai inhibitor kompetitif.

Adenosin dijumpai dalam setiap bagian tubuh, karena ia memainkan peranan dalam metabolisme energi terkait-ATP dasar dan diperlukan untuk sintesis RNA, tetapi ia memiliki fungsi khusus dalam otak. Sebagian besar bukti bahwa konsentrasi adenosin otak meningkat dengan berbagai jenis ketegangan metabolik yang meliputi anoksia dan iskemia. Bukti ini pun menunjukkan bahwa adenosin otak berfungsi untuk melindungi otak dengan menekan aktivitas neural/saraf dan juga dengan meingkatkan aliran darah melalui reseptor-reseptor A2A dan A2B yang terletak pada otot halus vaskuler. Dengan menetralkan adenosin, kafein mengurangi istirahat aliran darah serebral antara 22% dan 30%. Kafein juga mempunyai efek menghilangkan hambatan secara umum pada aktivitas saraf. Namun, kafein tidak menunjukkan bagaimana efek tersebut menyebabkan peningkatan kesiagaan dan kewaspadaan.

Adenosin dilepas dalam otak melalui sebuah mekanisme yang rumit. Ada bukti bahwa fungsi adenosin sebagai neurotransmitter yang dilepaskan secara sinaptik dalam beberapa kasus, tetapi tampaknya menaikkan adenosin terkait ketegangan yang dihasilkan terutama melalui metabolisme ATP ekstraselular.

Beberapa golongan rerseptor adenosin telah dijelaskan, dengan distribusi anatomis yang berbeda. Reseptor A1 terdistribusi secara luas, dan berfungsi untuk menghambat serapa kalsium. Hal ini sangat merugikan, karena tubuh membutuhkan kalsium. Reseptor A2A sangat pekat di dalam ganglia basal, suatu daerah yang memainkan peranan kritis dalam mengontrol prilaku, tetapi dapat dijumpai di bagian lain otak dengan baik, dengan densitas yang lebih rendah. Ada bukti bahwa reseptor A2A berinteraksi dengan sistem dopamin, yang termasuk dalam imbalan dan penimbulan. Reseptor A2A dapat juga dijumpai pada dinding arteri dan membran sel darah.

Di luar efek neuroprotektif umum, ada alasan-alasan untuk meyakini bahwa adenosin secara lebih khusus mungkin termasuk dalam siklus memantau proses tidur – bangun. Robert McCarley dan koleganya telah membantah bahwa akumulasi adenosin dapat menyebabkan perasaan tertidur utama seiring aktivitas mental yang diperpanjang, dan bahwa pengaruh itu mungkin dimediasi baik dengan menghambat neuron-neuron yang menyebabkan terjadi oleh reseptor A1, dan pengaktifan neuron yang menimbulkan tidur akibat efek tak langsung pada reseptor A2A. Beberapa penelitian terbaru menunjukkan bukti tambahan untuk kepentingan reseptor A2A, tetapi bukan reseptor A1.

Beberapa efek sekunder kafein disebabkan oleh aksi yang tidak terkait dengan adenosine. Seperti xanhtine lain yang dimetilasikan, kafein adalah suatu:

  • Inhibitor fosfofiesterase nonselektif kompetitif yang memunculkan cAMP antar sel, mengaktifkan PKA, menghambat alfa-TNF dan sintesis leukotriena, dan mengurangi pembengkakan dan kekebalan bawaan. Kafein juga ditambahkan pada agar-agar, yang menghambat secara parsial pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae dengan menghambat siklus AMP fosfodiesterase.
  • Reseptor antagonis adenosine nonselektif.

Inhibitor fosfodiesterase menghambat enzim cAMP-fosfodiesterase (cAMP-PDE), yang mengubah AMP siklik (cAMP) di dalam sel menjadi bentuk non-siklik, dengan demikian memungkinkan cAMP untuk membangun kembali di dalam sel. AMP siklik turut serta dalam pengaktifan protein kinase-A (PKA) untuk mulai fosforilasi enzim spesifik yang digunakan dalam sintesis glukosa.

Dengan memblokir penghilangannya, kafein mengintensifkan dan memperpanjang pengaruh epinefrin dan obat yang mirip dengan epinefrin seperti amphetamine, methamphetamine, dan methylphenidate. Meningkatnya konsentrasi AMP siklik di dalam sel-sel parietal menyebabkan aktivitas protein kinase-A meningkat, yang pada gilirannya menaikkan pula H+/K+ ATPase, yang akhirnya menghasilkan sekresi asam lambung yang meningkat melalui sel tersebut. Kafein juga merupakan struktur analog dari striknin dan, layaknya kafein (diduga tidak begitu potensial), suatu antagonis kompetitif pada reseptor glisin ionotrop.

Metabolit kafein juga memberikan pengaruh seperti kafein. Paraxanthine dapat merespon untuk meningkatkan proses lipolisis, yang melepaskan gliserol dan asam lemak bebas ke dalam darah untuk digunakan sebagai sumber bahan bakar oleh otot. Theobromine, suatu vasodilator yang meningkatkan jumlah aliran oksigen dan nutrien ke otak dan otot. Theophylline berfungsi sebagai pengendur otot halus yang utama untuk mempengaruhi bronkiola dan berfungsi sebagai kronotrop dan isotrop yang meningkatkan laju jantung dan efisiensi.

Metabolisme Kafein

Kafein dari kopi atau minuman lain diserap oleh lambung dan usus kecil dalam waktu 45 menit dari pencernaan dan kemudian semuanya disebarkan ke seluruh jaringan tubuh. Kafein dihilangkan melalui kinetika orde-pertama. Kafein juga dapat dicerna secara rektal, yang dibuktikan melalui racikan supersitoria ergotamin tartrat dan kafein (untuk menghilangkan  migrain atau sakit kepala sebelah dan klorobutanol dan kafein (untuk mengobati hiperemesis).

Waktu paruh kafein secara biologis—waktu yang diperlukan oleh tubuh untuk menghilangkan separuh dari jumlah total kafein—secara luas bervariasi antara satu individu dengan individu lain sesuai dengan faktor-faktor seperti usia, fungsi hati, kehamilan, beberapa pengobatan yang berbarengan, dan kadar enzim dalam hati yang diperlukan untuk metabolisme kafein. Pada beberapa orang dewasa sehat, waktu paruh kafein sekitar 4,9 jam. Pada wanita yang mengonsumsi pil KB secara oral, ini meningkat hingga 5-10 jam, dan pada wanita hamil waktu paruhnya sekitar 9-11 jam.

Kafein dapat menumpuk pada seseorang dengan penyakit hati yang parah, yang meningkatkan waktu-paruh hingga mencapai 96 jam. Pada bayi dan anak-anak muda, waktu-paruhnya mungkin selama-lamanya 20 jam. Faktor-faktor lain seperti merokok dapat memper-singkat waktu-paruh kafein. Fluvoxamine (Luvox) mengurangi pemeriksaan kafein dengan 93,1%, dan memperpanjang waktu-paruh penghilangan kafein dengan 11,4 kali lipat, dari 4,9 jam menjadi 56 jam.

Kafein dimetabolisme dalam hati oleh sistem enzim sitokrom P450 oksidase (khususnya, isozim 1A2) menjadi tiga metabolik dimethylxanthine, masing-masing dari itu memiliki efek masing-masing terhadap tubuh:

  1. Paraxanthine (84%): mempunyai efek meningkatkan lipolisis, sehubungan dengan meningkatnya kadar gliserol dan asam lemak bebas dalam plasma darah.
  2. Theobromine (12%): melebarkan pembuluh darah dan meningkatkan volume urin. Theobromine juga merupakan alkaloid dasar dalam biji kakao.
  3. Theophylline (4%): mengendurkan otot halus dari bronkial, dan digunakan untuk mengobati asma.Namun, dosis terapinya lebih banyak waktu dibandingkan kadar yang dicapai dari metabolisme kafein.

Setiap metabolit tersebut dimetabolisir lebih lanjut dan kemudian diekskresikan dalam urin. Beberapa quinolon, termasuk ciprofloxacin, menggunakan efek inhibitor terhadap enzim sitokrom P450 CYP1A2, dengan demikian mengurangi pengukuran, sehingga meningkatkan kadar tizadine dan methylxanthine darah.

Ada juga penelitian yang menunjukkan bahwa alkohol menghambat metabolisme kafein di hati, khususnya dengan mempengaruhi demetilasinya menjadi dimetil- dan monomethylxanthine lainnya.

Jadi, menikmati kafein dari secangkir kopi berarti mendulang banyak manfaat kesehatan bagi tubuh, seperti:

·         Membantu menurunkan berat badan

·         Menambah tenaga dalam berolah raga

·         Bangun tidur lebih segar

·         Menghadang penyakit

·         Meredakan kram otot

·         Mengurangi rasa sakit

·         Membantu mendapatkan apa yang diinginkan

·         Membantu mencegah kanker payudara, dan

·         Memperkuat ingatan.

 

 

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s