Wie gesund ist Kaffee für das Gehirn?

Nachdem ich im letzten Artikel bereits die Effekte von Tee auf das Nervensystem beleuchtet habe, soll es hier um Kaffee gehen. Der ist nämlich das wissenschaftlich bestuntersuchte Getränk der Welt – und hat in Sachen Hirnpower einiges zu bieten.

Warum macht Kaffee wach?

Mit gut 160 Litern pro Person pro Jahr ist Kaffee das beliebteste Getränk der Deutschen (1). Tee liegt dagegen nur bei etwa 70 Litern. Seine Beliebtheit dürfte neben dem Geschmack vor allem auf dem aufputschenden Effekt seines populärsten Bestandteils, dem Koffein beruhen. Für notorische Kaffeetrinker ist ein Start in den Morgen ohne diesen Effekt kaum mehr denkbar. In der Medizin ist Koffein ein etabliertes Stimulans.

Der neuropharmakologische Mechanismus dahinter ist recht simpel: ATP (Adenosintriphosphat) ist der Treibstoff, auf dem die meisten Zellen laufen. Wenn man nun tagsüber aktiv ist, reichert sich dieses ATP ab – es entsteht Adenosin, sozusagen als Abfallprodukt eines aktiven Stoffwechsels. Im Vorderhirn stehen spezielle Rezeptoren bereit, an die Adenosin binden kann und sodann Müdigkeit signalisiert. Deshalb schlafen wir nach einem langen, anstrengenden Tag auch besser, z.B. wenn wir Sport gemacht haben. Das Koffein im Kaffee ähnelt jedoch biochemisch dem Adenosin und kann an die entsprechenden Rezeptoren andocken, ohne sie zu aktivieren – es blockiert sie einfach (ist also ein Adenosinrezeptor-Antagonist). Neben weiteren enzymatischen Prozessen (z.B. einer Hemmung der Phosphodiesterase) verhindert Koffein so, dass wir müde werden, und hält unsere Konzentration aufrecht.

Koffein wirkt auf Herz, Lunge und Blase

Aber auch neben der neurokognitiven Wirkung pusht uns das Koffein im Kaffee zusätzlich: es hebt den Blutdruck und die Herzfrequenz, weitet die Lungenflügel und wirkt deshalb erogen, also leistungsfördernd, z.B. im Hinblick auf Sport. Eine andere bekannte Wirkung von Kaffee ist, dass er den Harndrang fördert. Dass er deshalb zu einem höheren Wasserverlust führt, ist allerdings ein Mythos, denn in den Kreislauf aufgenommen wird die Flüssigkeit sehr wohl, nur ausgeschieden wird sie etwas schneller. Jede Tasse Kaffee darf daher zum täglichen Wasserkonsum gezählt werden.

Koffein allein erklärt Kaffee nicht

Nun werden die Effekte von Kaffee häufig auf Koffein reduziert, was dem chemisch komplexen Getränk überhaupt nicht gerecht wird. Ein Versuch mit gestressten Ratten unter Schlafentzug zeigte, dass schon der Geruch von gerösteten Kaffeebohnen einen mutmaßlich stresslindernden Effekt in den Nervenzellen der Ratten hatte (2). Nur: Koffein selbst ist geruch- und geschmacklos – ist also für das Aroma bedeutungslos.

Dass etwas anderes die Aktivität der Neuronen in den Rattengehirnen beeinflusste, ist leicht denkbar, da Kaffee mehrere hundert Inhaltsstoffe aufweist, von denen manche erst durch das Erhitzen der Bohnen entstehen und so das Aroma erzeugen (die fettlöslichen Bestandteile können übrigens im Filterkaffee nur schwer in das Getränk gelangen, im Siebträger sorgt der Dampf für einen besseren Transport). Eine andere Studie untersuchte Kaffeetrinker im MRT und fand, dass eine echte Tasse Kaffee eine globalere Aktivierung des Gehirns bewirkt als Koffein allein (3).

Kaffee hilft der Leber nach durchzechten Nächten

Insgesamt zeigt sich demnach ein ähnliches Muster wie beim Tee. Im letzten Artikel habe ich eine Übersichtsarbeit von 21 Studien zitiert, bei der herauskam, dass die einzelnen Bestandteile von Tee jeweils schwächere Effekte hatten als eine echte Tasse Tee (4). Unter den analysierten Einzelinhaltsstoffen war auch Koffein. Etwas off-topic, aber vielleicht relevant: in einer extrem großen Studie mit über 125.000 Menschen hat sich gezeigt, dass Kaffee die Leber recht verlässlich vor den giftigen Folgen von Alkohol schützt, Tee aber kaum (und der kleine Schutz war statistisch nicht einmal bedeutsam) (5). Nun könnte man argumentieren, dass Kaffee ja viel mehr Koffein enthält als Tee. Aber: während mehr Kaffee auch mehr Schutz gegen Leberschäden bot, machte die Menge Tee überhaupt keinen Unterschied – Tee half grundsätzlich nicht.

Finger weg von Koffeinpulver

Insgesamt lässt sich also festhalten: während Koffein gesicherte stimulierende Effekte aufweist, lassen sich die Gesundheitseffekte von Kaffee und Tee keineswegs allein auf ihren Koffeingehalt reduzieren. Nicht nur deshalb ist von Koffeinpulver abzuraten, wie man es oft in Sportnahrungsgeschäften findet (nicht zu verwechseln mit Kaffeepulver). Häufig ist Koffein hier zu hoch konzentriert. Das Bundesinstitut für Risikobewertung gibt an, dass 0,2g Koffein die medizinisch vertretbare Obergrenze für eine Einzeldosis sei (6). Das entspricht, je nach Bohne, zwei bis drei großen Tassen Kaffee. Als Koffeinpulver ist das jedoch nur noch eine Messerspitze. Das Bundesinstitut warnt deshalb: „Eine solch geringe Menge lässt sich mit einer herkömmlichen Küchenwaage oder einem Messlöffel nicht exakt abmessen.“ Zu hohe Mengen Koffein können ernste Herzkreislaufstörungen verursachen. Dann lieber das Original in der Tasse.

Wie viel Koffein ist in welchen Getränken drin?

Die Koffeinmenge pro Getränk wird in vielen Publikationen sehr ähnlich gemessen. Generell gilt, dass ein Espresso ca. 50mg Koffein enthält und eine Tasse Kaffee in etwa das Doppelte (100mg). Hier die etwas umfassenderen Angaben der Deutschen Herzstiftung (7):

• Tasse Filterkaffee: 200 Milliliter rund 90 Milligramm
• Tasse Espresso: 63 Milligramm
• Energydrink: 250 Milliliter um die 80 Milligramm
• Tasse Schwarztee: 200 Milliliter rund 45 Milligramm
• Cola: 330 Milliliter rund 35 Milligramm
• Zartbitterschokolade: 50 Gramm etwa 25 Milligramm

In Energydrinks sind allerdings häufig weitere Substanzen zugesetzt, welche die Wirkung von Koffein verstärken, weshalb die Gesamtbelastung für Herz und Kreislauf durch Energydrinks besonders groß ist.

Kaffee verbessert das Gedächtnis und beugt Depression vor

Nun aber zu den hard facts. Was wohl jeder und jede beim Kaffeegenuss merkt, ist, dass das schwarze Gebräu kurzfristig unsere Stimmung hebt. Das scheint allerdings so weit zu gehen, dass Kaffee langfristig gegen Depression vorbeugen kann. In einer großen Studie wurden mehr als 50.000 Frauen von 1996 bis 2006 begleitet; zu Beginn der Studie waren alle gesund (8). Nach den 10 Jahren wurde das Auftreten von Depressionen bei den Damen mit ihrem Kaffeekonsum verrechnet. Ergebnis: Im Vergleich zu den Frauen, die höchstens eine Tasse pro Woche tranken, hatten Frauen, die zwei bis drei Tassen pro Tag tranken, ein um 15% geringeres Risiko an Depression zu erkranken. Ab vier Tassen pro Tag sank das Risiko sogar um 20%. Decaf brachte keinerlei Vorteile, was gerade für Frauen nicht unbedeutend ist. Die sollten nämlich in der Schwangerschaft am besten auf Koffein verzichten.

Neben Aufmerksamkeit und Stimmung verbessert Kaffee auch das Gedächtnis. Das ist im Fachblatt Nature Neuroscience zu lesen. Ein intelligentes, placebokontrolliertes Studiendesign mit einem Gedächtnistest über 24 Stunden, konnte bestätigen, dass das Langzeitgedächtnis der Probanden von Kaffeekonsum profitierte (9).

Mit Kaffee gegen Alzheimer

Interessant: die Studie vermutete, dass der Hippocampus durch das Koffein nachhaltig unterstützt werden müsste, da dieser beim Langzeitgedächtnis unverzichtbar ist. Das wiederum müsste sich aber, über ein Leben betrachtet, positiv auf das Gedächtnis auswirken. Und tatsächlich fanden große longitudinale Studien, dass Kaffeekonsum einen Schutzeffekt gegen Demenz und Alzheimerdemenz zeigt. In einer Studie wurden 1400 Menschen von der Mitte ihres Lebens bis in ein Alter von 65 bis 79 begleitet, durchschnittlich 21 Jahre lang (10). Die Personen, die im mittleren Alter mehr Kaffee tranken, zeigten ein geringeres Risiko, in ihrem Lebensabend an Demenz und Alzheimerdemenz zu erkranken. Und: mehr Kaffee war korreliert mit einem besseren Schutz. Bei drei bis fünf Tassen Kaffee pro Tag verringerte sich das Risiko für eine Demenzerkrankung um sage und schreibe 65%. Wichtig ist, dass das Forschungsteam alternative erklärende Faktoren schon berücksichtigte, z.B. Lebensstil, genetische Risiken, demographische Faktoren, Depressionen, Gefäßgesundheit und ähnliches.

Eine kanadische Studie kam zu ähnlichen Ergebnissen. Fünf Jahre lang wurden 4615 Kanadierinnen und Kanadier ab einem Alter von 65 Jahren begleitet und ihre mentale Fitness mit dem Kaffeekonsum korreliert. Ergebnis: tägliches Kaffeetrinken reduzierte das Risiko an Alzheimer zu erkranken um 31% – genau so viel wie Sport (11). Dennoch gibt es auch (seltenere) Gegenevidenz. In einer Studie mit über 8000 Versuchspersonen zum mentalen Abbau im Alter, hatte moderater Kaffeekonsum (bis zu drei Tassen am Tag) einen schützenden Effekt. Bei vier oder mehr Tassen hingegen verlief der mentale Abbau etwas schneller (12).

Koffein hemmt Alzheimerplaques

Die Ergebnisse sind erstaunlich. Doch biochemisch ist es tatsächlich wenig verwunderlich, dass Koffein gegen Alzheimer helfen soll. In Tierversuchen wurden Mäuse so verändert, dass sie Plaques-Elemente (Tau), die für Alzheimer mitverantwortlich gemacht werden, verstärkt generieren und so früh erkranken (13). Diese Mäuse unterzog man dann Gedächtnistests mit und ohne Koffein, mit dem Ergebnis, dass die Mäuse unter Koffeineinfluss bessere Gedächtnisleistungen erbrachten. In einer molekularbiologischen Analyse der Gehirne fand das Forschungsteam: die Tauproteine waren unter Koffeineinfluss weniger phosphoryliert und weniger fragmentiert (der Aussaatprozess der Plaques war also verlangsamt), und das insbesondere im Hippocampus. Außerdem zeigten Mäuse unter der Gabe von Koffein geringere Mikroentzündungsprozesse im Hirngewebe. Damit wurden Ergebnisse bestätigt, die schon für andere Plaques gefunden wurden, nämlich das Beta-Amyloid (14).

Erinnern wir uns kurz an den Wirkmechanismus: Koffein bindet (unselektiv) an den Adenosinrezeptor. Auf Basis ihrer starken Ergebnisse überlegten sich die Forscherinnen und Forscher, dass man ein ähnliches Molekül wie Koffein verwenden könnte, das den Adenosinrezeptor noch stärker bindet (selektiv), um womöglich noch bessere Ergebnisse zu erzielen. Die Wahl fiel auf den hochselektiven Adenosinrezeptorantagonisten MSX-3, mit vollem Erfolg: jene Mäuse, welche eine MSX-3-Lösung tranken, zeigten ebenfalls sehr gute Ergebnisse, sowohl in Gedächtnistests als auch molekularbiologisch.

In derselben Studie (15) wollte es das Team dann wirklich wissen: wenn man den Adenosinrezeptor einfach genetisch auslöscht, verschwindet dann womöglich die Angriffsfläche für Alzheimer? Die Antwort ist ein klares Ja, es zeigten sich vergleichbare Ergebnisse zur Verabreichung von MSX-3. Wenn die Alzheimer-Mäuse so gezüchtet wurden, dass sie den A2A-Rezeptor für Adenosin nicht mehr aufwiesen, war ihre Gedächtnisleistung besser als bei Alzheimer-Mäusen mit diesem Rezeptor. Natürlich ist dieses Ergebnis etwas lebensfern – wir wollen schließlich nicht hoffen, dass wir in Zukunft Menschen ohne Adenosinrezeptoren züchten. Ein spannender Ausgangspunkt für weitere Forschung ist es dennoch.

Kaffee wirkt neuroprotektiv gegen Parkinson

Die Datenlage für Parkinson ist zunehmend klar und hat es bereits in Lehrveranstaltungen des Medizinstudiums geschafft: höherer Kaffeekonsum ist konsistent assoziiert mit einem geringeren Risiko, an Parkinson zu erkranken. Bereits im Jahr 2000 wurde eine große, hochqualitative Untersuchung zum Thema veröffentlicht (16). Dabei wurden 8000 japanischstämmige US-Amerikaner über 30 Jahre lang beobachtet. Die Abstammung ist relevant, da so genetische Einflüsse etwas abgemildert werden. Ergebnis der Studie: die Kaffeetrinker hatten ein zwei bis dreimal geringeres Risiko, an Parkinson zu erkranken als die Nicht-Kaffeetrinker.

Nur ein Jahr später erschien eine weitere große Studie mit knapp 50.000 Männern, welche den Kaffeetrinkern unter ihnen starke protektive Effekte für attestierte (17). In derselben Studie war der Effekt für etwa 88.000 Frauen allerdings schwächer und nicht linear (bei sehr hohem Kaffeekonsum sank der Schutz wieder), sodass den Daten ein großes Aber anhaftete.

Mehrere Studien bestätigten jedoch immer wieder den Zusammenhang (18, 19, 20), die wohl aktuellste Großstudie wurde 2024 publiziert (21). In dieser wurden mehr als 184.000 Menschen aus sechs Ländern bis zu 20 Jahre lang beobachtet. Klugerweise teilten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Kaffeekonsum in vier Level ein, sodass die national üblichen Mengen berücksichtigt wurden.

Das Studienergebnis zeigte erneut, dass ein höherer Kaffeegenuss die Wahrscheinlichkeit senkt, an Parkinson zu erkranken. Verglichen mit Menschen, die gar keinen Kaffee trinken, zeigte sich: für das Viertel, das am wenigsten trank, reduzierte sich das Parkinson-Risiko um 20%; für das Viertel, das am zweitwenigsten Kaffee trank um 29%; für das Viertel das am zweitmeisten Kaffee trank um 34% und für das Viertel, das den größten Kaffeekonsum hatte, sank das Risiko für Parkinson um 37%. Diese Zahlen können sich sehen lassen. Aber Achtung: Rauchen ließ den Schutz durch Kaffee teils verpuffen.

Die These, dass Frauen womöglich weniger Parkinsonschutz durch Kaffeekonsum erhalten, wurde allerdings von einer Fall-Kontroll-Studie jüngeren Datums wieder aufgeworfen (22). Die Studie wählte zufällig 566 Menschen einer größeren Studienkohorte aus. Es zeigte sich, dass in dieser Stichprobe Parkinsonpatienten signifikant weniger Kaffee tranken als jene, die von der Krankheit verschont blieben. Der Unterschied betrug im Schnitt knapp eineinhalb Tassen pro Tag. Nur für Frauen war der Zusammenhang nicht statistisch signifikant.

Symptomlinderung bei Parkinson?

Auch bezüglich der Symptombelastung von Parkinsonpatientinnen und -patienten kann Kaffee womöglich Linderung schaffen. Eine randomisierte, klinische Interventionsstudie testete, ob Kaffeetrinken im Vergleich zu einem Placebo die üblichen Beschwerden bei Parkinson reduzieren kann (23). Kurze Antwort: ja, die kognitiven Beschwerden wurden etwas milder und die motorischen Beschwerden nahmen objektiv messbar ab. Medikamente kann Kaffee zwar ganz sicher nicht ersetzen, eine unterstützende Wirkung hat er aber womöglich.

Wie viele Tassen Kaffee sind unbedenklich?

Der Trend aller genannten Studien geht dahin, dass mehr Kaffee auch mehr hilft – zumindest für das Nervensystem. Da Kaffee aber wie gesagt auch das Herz-Kreislaufsystem hochreguliert, kann zu viel Kaffee das Herz belasten. Die Deutsche Herzstiftung gibt an, dass vier bis fünf Tassen am Tag für gesunde Personen unbedenklich sind (7). Das Bundeszentrum für Ernährung nennt dieselbe Menge (24). Einige Studien geben dieser Menge sogar für herzkranke Personen grünes Licht, dennoch sind die Fachorganisationen hier noch zurückhaltend. Generell gilt: Herzpatientinnen und -patienten sollten vorsichtig sein und die Wirkung von Kaffee bei sich selbst gut beobachten. Vor Blutdruckmessungen sollte logischerweise auf den Genuss verzichtet werden.

Eine in den Medien vielzitierte Studie befand übrigens, dass das Timing des Kaffeegenusses wichtiger als die absolute Menge sei. Bei über 40.000 Versuchspersonen zeigte sich, dass Kaffeegenießer generell eine leicht höhere Lebenserwartung hatten, als Nicht-Trinker (25). Allerdings war der Effekt deutlich größer, wenn der Kaffee nur morgens getrunken wurde. Der Grund könnte darin liegen, dass später Kaffeekonsum sich ungünstig auf den Schlaf auswirkt. Eine stichhaltige Erklärung fehlt jedoch bislang.

Fazit

Kaffee ist das wissenschaftlich bestuntersuchte Getränk der Welt – und der Beweis, dass ein leckeres Genussmittel zugleich gesund sein kann. Auch, wenn er Medikamente nicht ersetzen kann, attestiert eine Vielzahl großer, methodisch guter Studien regelmäßigem Kaffeegenuss positive Gesundheitseffekte auf das Gehirn: mit Alzheimer und Parkinson beugt Kaffee gleich den zwei häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen vor, wobei die Datenlage für Parkinson zuverlässiger ist. Koffein alleine scheint nicht der Heilsbringer zu sein, statt Koffeinpulver und Energydrinks sollte dem schwarzen Original in der Tasse der Vorzug gegeben werden. Vier bis fünf Tassen pro Tag gelten dabei als unbedenkliche Obergrenze für Gesunde. Also: ran an die Bohnen.

Mehr Wissenschaftskommunikation von mir gibt’s hier: https://www.instagram.com/davidmwurzer/

Quellen:

(1) Pro-Kopf-Konsum von Heißgetränken in Deutschland nach Art bis 2023 | Statista

(2) Effects of coffee bean aroma on the rat brain stressed by sleep deprivation: a selected transcript- and 2D gel-based proteome analysis – PubMed

(3) Frontiers | Coffee consumption decreases the connectivity of the posterior Default Mode Network (DMN) at rest

(4) Mancini, E., Beglinger, C., Drewe, J., Zanchi, D., Lang, U. E., & Borgwardt, S. (2017). Green tea effects on cognition, mood and human brain function: A systematic review. Phytomedicine, 34, 26-37.

(5) Coffee, Cirrhosis, and Transaminase Enzymes | Hepatobiliary Disease | JAMA Internal Medicine | JAMA Network

(6) BfR (2024). Mitteilung: Hochkonzentriertes Koffein-Pulver kann bereits in geringen Mengen schwere Vergiftungen hervorrufen

(7) Kaffee und Blutdruck: Wie viele Tassen kann ich trinken? | Herzstiftung

(8) Coffee, caffeine, and risk of depression among women – PubMed

(9) Post-study caffeine administration enhances memory consolidation in humans | Nature Neuroscience

(10) Midlife Coffee and Tea Drinking and the Risk of Late-Life Dementia: A Population-Based CAIDE Study – Marjo H. Eskelinen, Tiia Ngandu, Jaakko Tuomilehto, Hilkka Soininen, Miia Kivipelto, 2009

(11) Risk factors for Alzheimer’s disease: a prospective analysis from the Canadian Study of Health and Aging – PubMed

(12) Moderate coffee and tea consumption is associated with slower cognitive decline: data from UK Biobank – Gardener – 2024 – Alzheimer’s & Dementia – Wiley Online Library

(13) Beneficial effects of caffeine in a transgenic model of Alzheimer’s disease-like tau pathology – PubMed

(14) Caffeine suppresses amyloid-beta levels in plasma and brain of Alzheimer’s disease transgenic mice – PubMed

(15) A2A adenosine receptor deletion is protective in a mouse model of Tauopathy | Molecular Psychiatry

(16) Association of Coffee and Caffeine Intake With the Risk of Parkinson Disease | Complementary and Alternative Medicine | JAMA | JAMA Network

(17) Prospective study of caffeine consumption and risk of Parkinson’s disease in men and women – Ascherio – 2001 – Annals of Neurology – Wiley Online Library

(18) Coffee and tea consumption and the risk of Parkinson’s disease – Hu – 2007 – Movement Disorders – Wiley Online Library

(19) Differential Effects of Black versus Green Tea on Risk of Parkinson’s Disease in the Singapore Chinese Health Study | American Journal of Epidemiology | Oxford Academic

(20) Caffeine and risk of Parkinson’s disease in a large cohort of men and women – Palacios – 2012 – Movement Disorders – Wiley Online Library

(21) Association of Coffee Consumption and Prediagnostic Caffeine Metabolites With Incident Parkinson Disease in a Population-Based Cohort | Neurology

(22) Associations of Lower Caffeine Intake and Plasma Urate Levels with Idiopathic Parkinson’s Disease in the Harvard Biomarkers Study – IOS Press

(23) Caffeine for treatment of Parkinson disease | Neurology

(24) Bundeszentrum für Ernärhung: Kaffee: Gesund trinken- BZfE

(25) Coffee drinking timing and mortality in US adults | European Heart Journal | Oxford Academic