Methylxanthine sind molekulare Verbindungen, die entweder natürlich oder synthetisch aus Xanthin gewonnen werden und häufig in Medikamenten gegen bestimmte Atemwegsprobleme enthalten sind. Sie sind gleichzeitig Stimulanzien, die die Herzfrequenz und den Blutfluss erhöhen können, und Entspannungsmittel, die Blutgefäße öffnen und Muskelgewebe lockern können. Koffein enthält sie auf natürliche Weise, und diese Moleküle sind einer der Hauptgründe, warum Menschen nach dem Verzehr vieler koffeinhaltiger Lebensmittel oder Getränke oft ihr Herz rasen fühlen. Wissenschaftler und Pharmahersteller verwenden das Molekül häufig in Medikamenten zur Bekämpfung der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) und können in vielen Fällen Lungenblockaden fast sofort lindern. Die Verbindungen sind auch in vielen Asthma- und Bronchialinhalatoren zu finden. In diesen Einstellungen hilft das Molekül, die Atemwege zu öffnen, um das Atmen zu erleichtern.
Molekulare Grundlagen
Medikamente, die als Methylxanthine klassifiziert werden, sind eigentlich Derivate von Xanthin, einem Purin – einem natürlichen und proteinreichen Bestandteil der meisten Zellen –, das im menschlichen Körper vorkommt. Xanthine werden durch einen als Methylierung bekannten Prozess umgewandelt, bei dem Methylgruppen hinzugefügt werden, um Alkaloide zu bilden. Dies kann in der Natur von selbst passieren, wie es unter anderem bei Kaffeebeeren und Teeblättern der Fall ist. In diesen Fällen synthetisieren die koffeinhaltigen Blätter und Früchte im Rahmen ihrer natürlichen Reifung Xanthine. All dies geschieht auf zellulärer Ebene, normalerweise gerade während die Pflanzen sich darauf vorbereiten, zu reifen. Der Zeitpunkt dieses Prozesses ist einer der Gründe, warum sehr junge Kaffees und Tees normalerweise nicht so koffeinhaltig sind wie Mischungen aus älteren Pflanzen.
Das Stimulans kann auch in Labors künstlich hergestellt werden, was normalerweise passiert, wenn Pharmakologen es in Medikamenten verwenden wollen. Anstatt Koffeinmoleküle zu isolieren und dann die natürlichen Methylxanthine weiter zu identifizieren und zu trennen, entscheiden sich Wissenschaftler im Allgemeinen dafür, die Verbindungen synthetisch aus Xanthinen herzustellen, die im Allgemeinen ziemlich reichlich vorhanden sind.
Behandlung von Lungenerkrankungen
Eine der häufigsten pharmazeutischen Anwendungen für diese Verbindung ist als Zusatz zu Medikamenten für Menschen, die an COPD leiden. COPD ist eine Lungenerkrankung, die im Wesentlichen dazu führt, dass die Lunge einer Person den Zugang zu Sauerstoff verliert, oft weil das Herz nicht in der Lage ist, ausreichend Blut zu ihnen zu pumpen. Rauchen ist eine der Hauptursachen, aber auch bestimmte genetische Bedingungen und andere Umweltbelastungen können schuld sein. Methylxanthine können helfen, indem sie die Durchblutung anregen und Blockaden öffnen. Ihre Wirkung ist normalerweise nicht dauerhaft und sie werden normalerweise nicht als Heilmittel angesehen, aber sie können sofort helfen und können eine gute kurzfristige Lösung sein.
Diese Art von Verbindungen kann auch für Menschen mit chronisch obstruktiven Lungen- oder Atemwegserkrankungen, Emphysemen und chronischer Bronchitis sehr hilfreich sein. Die Moleküle wirken auf verengte Bronchien und Bronchiolen, um den Luftstrom zu verbessern, Entzündungen zu reduzieren und die Atemwege zu entspannen, während sie gleichzeitig die Durchblutung durch Herzstimulation erhöhen.
Aus den gleichen Gründen sind sie auch häufig in vielen Asthma-Medikamenten enthalten. In diesen Situationen werden sie in der Regel über Inhalatoren oder in Tablettenform verabreicht. Sie beeinflussen den Rachen, die Lunge, das Herz und andere wichtige Teile des Bronchial- und Lungensystems, und die durch dieses Medikament verursachte beschleunigte Lungenreaktion und Entspannung der Atemwege ist der Grund, warum häufige Kaffeetrinker manchmal über Kurzatmigkeit und erhöhte Herzfrequenz klagen und sogar leichte Arrhythmie.
Als allgemeines Stimulans
Sowohl methylierte als auch nicht methylierte synthetische Xanthine können auch allgemeiner als milde Stimulanzien verwendet werden, dh außerhalb der Behandlung eines bestimmten Zustands. Abgesehen von Koffein umfassen andere Verbindungen in dieser Gruppe Theophyllin, Aminophyllin, Paraxanthin und Theobromin. Die molekularen Strukturen von jedem von ihnen unterscheiden sich etwas, aber sie haben alle den gleichen Kern und die gleichen grundlegenden Eigenschaften.
Ihre Wirkung ist, warum Menschen, die an Atembeschwerden, Erkältungen oder Allergien leiden, sich oft selbst behandeln, indem sie Tee trinken, den Dampf des Tees einatmen oder den Duft von Teeblättern einatmen, die alle dazu beitragen, die Atemwege zu entspannen und die Atmung zu erleichtern. Diese Vorteile sind zwar keine wirksame Langzeitbehandlung, können jedoch leichte Beschwerden vorübergehend lindern. Die Verbindungen sind auch vom Internationalen Olympischen Komitee (IOC) zugelassen, während Koffein dies in den meisten Fällen nicht ist. Daher können olympische Teilnehmer diese Substanzen verwenden, um die Energie- und Adrenalinreaktion vorübergehend zu erhöhen.
Häufige Risiken
Kleine Dosen und vorübergehende Anwendungen dieser Verbindung stellen normalerweise keine ernsthaften Risiken dar. Das Molekül ist jedoch ein Diuretikum, was bedeutet, dass es austrocknen kann, und Menschen, die es einnehmen oder konsumieren, sollten normalerweise viel Wasser trinken. Übermäßige Einnahme über einen längeren Zeitraum kann das Herz belasten.
Patienten mit gastroösophagealer Refluxkrankheit oder GERD können auch unter negativen Nebenwirkungen von Methylxanthinen und Nahrungsmitteln, die diese enthalten, leiden, insbesondere koffeinhaltigen Getränken wie Kaffee und Tee oder Nahrungsmitteln mit hohem Theobromingehalt wie Schokolade. Da die Verbindungen die Speiseröhre entspannen, können sie zu Magen-Reflux-Reaktionen beitragen. Während kleine Mengen keine Reaktion hervorrufen können, können größere Mengen zu Übelkeit und Sodbrennen führen.