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Theobromin

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GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2]
Gefahrensymbol
Achtung
H- und P-Sätze H: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
P:
  • Nach Gebrauch … gründlich waschen. (Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen)
  • Bei Verschlucken: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen.
  • Bei Unwohlsein Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.
[2]
Toxikologische Daten
Theobromin-Kristalle – erhalten durch Resublimation – unter dem Mikroskop in polarisiertem Licht

Theobromin (von altgriechisch θεός theós ‚Gott‘ und βρῶμα brōma ‚Speise‘) ist ein Alkaloid (Purinalkaloid) aus der Gruppe der Methylxanthine und zählt zu den psychotropen Substanzen mit stimulierender Wirkung. Es ist strukturverwandt mit dem Coffein und hat wie dieses eine anregende Wirkung auf das Nervensystem. Theobromin kommt in einigen Pflanzen wie dem Kakaobaum, den Kolabäumen sowie in Teepflanzen vor.

Natürliches Vorkommen

Theobromin findet sich in Kakaobohnen des Kakaobaums (Theobroma cacao) (1–2,5 %), in der Nuss der Kolabäume (Cola) (0,1 %), den Blättern der Teepflanze (Camellia sinensis) (0,05 %), dem Mate-Strauch (Ilex paraguariensis) (0,1–0,2 %) und den Blättern der Ilex guayusa.[7]


Strukturformel
Allgemeines
Name Theobromin
Andere Namen
  • 3,7-Dimethylxanthin
  • Santheose
  • THEOBROMINE (INCI)[1]
Summenformel C7H8N4O2
Kurzbeschreibung weißer Feststoff[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Extern 83-67-0
EG-Nummer 201-494-2
ECHA-InfoCard Extern 100.001.359
PubChem Extern 5429
ChemSpider Extern 5236
DrugBank Extern DB01412
Arzneistoffangaben
ATC-Code
Wirkstoffklasse Stimulans
Eigenschaften
Molare Masse 180,16 g/mol
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 357 °C[2]
pKS-Wert 9,9[3]
Löslichkeit wenig löslich in Wasser (0,33 g/l bei 25 °C)[3]

In den Früchten und Blättern ist es fast vollständig an Gerbstoffe oder Chlorogensäure gebunden. Erst eine Fermentation bzw. der Röstprozess setzt das Alkaloid frei.[8] Theobromin ist in Schokolade enthalten: Dunkle Schokolade enthält 3–10 Gramm Theobromin pro Kilogramm (bei 70 % Kakaogehalt z. B.. durchschnittlich 5 Gramm),[9] Milchschokolade enthält 0,6–4 Gramm pro Kilogramm Schokolade.[10]

Theobromin wurde 1841 von Alexander Abramowitsch Woskressenski aus Kakaobohnen isoliert.[11]

Eigenschaften

Die chemische Bezeichnung von Theobromin lautet 3,7-Dimethylxanthin, es ist ein Isomer sowohl von Theophyllin (1,3-Dimethylxanthin) wie auch von Paraxanthin (1,7-Dimethylxanthin), während Coffein (1,3,7-Trimethylxanthin) eine zusätzliche Methylgruppe an Position 1 trägt. Theobromin ist eine weiße, geruchlose und kristalline Substanz mit bitterem Geschmack. In kaltem Wasser ist die Löslichkeit gering (0,33 g/l bei 25 °C), in heißem Wasser erhöht sich die Löslichkeit der Verbindung. Theobromin weist sowohl sehr schwach basische Eigenschaften mit einem pKs-Wert < 1 (Imidazol) auf, als auch schwach saure Eigenschaften mit einem pKs-Wert von 9,9 (Imid).[3][12]

Pharmakologische Wirkungen

Wirkung auf den Menschen

Theobromin besitzt eine diuretische, eine gefäßerweiternde sowie eine herzstimulierende Wirkung und relaxiert die glatte Muskulatur. Insgesamt ähnelt die Wirkung von Theobromin auf den menschlichen Organismus der des Coffeins, ist aber deutlich schwächer. Als anregende Substanz wird es oft mit Coffein verwechselt; es hat aber auch deutlich andere Effekte auf den Organismus, da es mild und dauerhaft anregend, aber auch stimmungsaufhellend wirkt.[13][14] Das Alkaloid kommt in Pflanzen in ungefährlichen Mengen vor, so dass es nahezu nicht überdosiert werden kann. Hohe Dosen von Theobromin (> 100 g Kakaopulver) bewirkten bei Testpersonen akut Augenflimmern, Pulsbeschleunigung und Kopfschmerzen. Chronische hohe Aufnahme von etwa 1,5 g/Tag über einen Zeitraum von 10 Tagen verursachte Kopfschmerzen, Schweißausbrüche und Zittern. Rechnet man den LD50-Wert von Ratten von 1265 mg/kg auf einen 65 kg schweren Menschen hoch, erhält man eine tödliche Dosis von 82 g.[15]

Nach einer amerikanischen Studie, die von 1996 bis 2000 an 2291 Frauen durchgeführt wurde, kann der Genuss von Schokolade das Risiko von Präeklampsie bei Schwangeren senken. Die Anzahl der Frauen mit entsprechenden Symptomen war dabei direkt negativ abhängig vom Spiegel des Theobromins im Serum, das aus der Schokolade stammte.[16][17]

Wirkung auf Tiere

Die akuten toxischen Effekte von Theobromin werden bei Menschen, Ratten und Mäusen durch ein spezielles enzymatisches Abbausystem (die zum Cytochrom-P450-Komplex zählenden Enzyme Cytochrom P450 1A2 und Cytochrom P450 2E1) reduziert, so dass in deren Organismus die Plasmahalbwertszeit relativ gering ist; beim Menschen liegt sie zwischen sechs und acht Stunden. Bei einigen anderen Tieren wie etwa Hunden, Katzen, Pferden oder Keas[18] fehlen diese Enzyme. Die Tiere bauen Theobromin somit wesentlich langsamer ab (die Plasmahalbwertszeit beträgt für Hunde etwa 17 Stunden), weshalb Theobromin für diese Tiere eher tödlich sein kann. Für kleine Hunde wie einen Yorkshire-Terrier kann bereits – je nach Gewicht – eine halbe Tafel Zartbitterschokolade letal wirksam sein. Beim Hund wurde die tödliche Dosis LD50 bei etwa 300 mg/kg Körpergewicht,[3][4] bei Katzen bei 200 mg/kg verortet.[3][5] Bei einem nach Aufnahme von Schokolade verendeten Kea wurde eine Dosis von 250 mg/kg festgestellt.[18]

Gelegentlich wird Theobromin auch beim Doping von Pferden eingesetzt.[19]

Möglicher Einsatz als Arzneistoff

Theobromin ist nicht mehr als Medikament zur Anwendung an Patienten zugelassen. Um 1953 fand es in den Kombinationspräparaten Eupond („zur unschädlichen Behandlung der Adipositas“, kombiniert mit Heilpflanzenzubereitungen, Atropin und Gallenextrakt) und Eucard (wegen seiner erweiternden Wirkung auf die Herzkranzgefäße, kombiniert mit Physostigmin, Acidum phenylaethylbarbituricum, Atropin und Chinidin) der Südmedica GmbH (München) Verwendung, zur Therapie arteriosklerotischer Beschwerden auch in Kombination mit Thiocyanogen (Rhodan) im Präparat Rhodapurin der Chemiewerk Homburg AG (Frankfurt am Main).[20]

Eine Studie aus dem Jahre 2004[21] hat gezeigt, dass Theobromin eine stärkere antitussive Wirkung bei gesunden Probanden mit durch Capsaicin induziertem Husten hat als das sonst als Hustenbekämpfungsmittel etablierte Codein.

Analytik

Der Nachweis kann über die Murexid-Reaktion (Xanthinnachweis) erfolgen. Ein quantitativer Nachweis in Lebensmitteln erfolgt meist mittels HPLC.[22] Zuverlässige und gerichtsfeste qualitative und quantitative Bestimmungen erfolgen nach adäquater Probenvorbereitung durch die Kopplung der HPLC mit der Massenspektrometrie.[23][24]

Einzelnachweise

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  1. ↑ Eintrag zu Extern THEOBROMINE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission.
  2. ↑ Hochspringen nach: a b c d Eintrag zu Extern Theobromin in der GESTIS-Stoffdatenbank des Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung. (JavaScript erforderlich)
  3. ↑ Hochspringen nach: a b c d e f g Eintrag zu Extern Theobromine in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM).
  4. ↑ Hochspringen nach: a b c d Datenblatt Extern Theobromin bei Thermo Fisher.
  5. ↑ Hochspringen nach: a b J. Marhold: Prehled Prumyslove Toxikologie; Organicke Latky. Avicenum, Prague, Czechoslovakia, 1986, S. 1372.
  6. ↑ C. C. Scott, R. C. Anderson, K. K. Chen: Further study of some l-substituted theobromine compounds. In: The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. Band 86, Februar 1946, S. 113–119. Extern PMID 21018247.
  7. ↑ Julius Schuster, Ellen S. Mitchell: More than just caffeine: psychopharmacology of methylxanthine interactions with plant-derived phytochemicals. In: Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. Band 89, 8. März 2019, S. 263–274, doi: Extern 10.1016/j.pnpbp.2018.09.005.
  8. ↑ Theobromin. In: Lexikon der Biologie. Wissenschaft-Online-Lexika; abgerufen am 20. Mai 2009.
  9. ↑ Extern Schokolade: 25 Bitterschokoladen von gut bis mangelhaft. Warentest Bitterschokolade, Stiftung Warentest, Extern Heft 12/2007, S. 18. (PDF) (auto. Download)
  10. ↑ G. Balimann, W. Ammann, W. Blum, I.C. Ciurea, M.D. Luong, H. Mikle, R. Roschnik, H. Schudel: Schokolade. In: Bundesamt für Gesundheit (Hrsg.): Schweizerisches Lebensmittelbuch. Bern 2002, OCLC Extern 648828721, 36C.
  11. ↑ A. Woskresensky: Ueber das Theobromin. In: Annalen der Chemie und Pharmacie. Band 41, Nr. 1, 1842, S. 125, doi: Extern 10.1002/jlac.18420410117.
  12. ↑ Simone Kaiser: Untersuchung zur Pharmakokinetik der Methylxanthine Coffein und Theobromin hinsichtlich der Dopingrelevanz beim Pferd. INAUGURAL-DISSERTATION. Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie der Tierärztlichen Hochschule Hannover, Hannover 2006, S. 40.
  13. ↑ Olaf Adam, Peter Schauder, Günter Ollenschläger: Ernährungsmedizin: Prävention und Therapie. 3. Auflage. Elsevier, Urban & FischerVerlag, 2006, ISBN 3-437-22921-4, S. 463.
  14. ↑ A. Bennett: An experimental inquiry into the physiological actions of theine, coffeine, guaranine, cocaine and theobromine. In: Edinburgh Medical Journal. Pt. I. Band 19, 1873, S. 323 ff.
  15. ↑ F. v. Bruchhausen, S. Greiner, R. Hänsel, G. Heubl, H. Hager, E. Stahl-Biskup, W. Reuss: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis. Band 6: Drogen P–Z. 5. Auflage. Springer, 1994,ISBN 3-540-52639-0, S. 943–954.
  16. ↑ Informationskreis Mundhygiene und Ernährungsverhalten, Pressedienst Nr. 06, Juni 2008.
  17. ↑ E. W. Triche, L. M. Grosso, K. Belanger, A. S. Darefsky, N. L. Benowitz, M. B. Bracken: Extern Chocolate Consumption in Pregnancy and Reduced Likelihood of Preeclampsia. In: Epidemiology. Vol. 19, Iss. 3, Mai 2008, S. 459–464. Extern doi:10.1097/EDE.0b013e31816a1d17.
  18. ↑ Hochspringen nach: a b Extern Theobromine as undesirable substances in animal feed. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain. In: The EFSA Journal, 725, 2008, S. 41.
  19. ↑ A. Vonaparti, E. Lyris, I. Panderi, M. Koupparis, C. Georgakopoulos: Direct injection liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometric horse urine analysis for the quantification and confirmation of threshold substances for doping control. II. Determination of theobromine. In: Rapid Commun Mass Spectrom. 23(7), Apr 2009, S. 1020–1028. PMID 19263423
  20. ↑ Südmedica, Eucard und Rhodapurin (Anzeigen der Südmedica GmbH, München). In: Münchener Medizinische Wochenschrift. Jahrgang 1953, Nr. 1 (Januar) 1953, S. II, CXXXV und CXXXV (zu Eupond und Eucard) sowie Galerie-Beilage (Alfred Schittenhelm).
  21. ↑ Omar S. Usmani u. a.: Theobromine inhibits sensory nerve activation and cough. In: The FASEB Journal: Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. Band 19, Nr. 2, Februar 2005, S. 231–233, Extern PMID 15548587 ( Extern fasebj.org)
  22. ↑ Reinhard Matissek, Gabriele Steiner: Lebensmittelanalytik: Grundzüge, Methoden, Anwendungen. 3. Auflage. Springer, 2005, ISBN 3-540-62513-5, S. 181–184.
  23. ↑ A. Serra, A. Macià, M. P. Romero, C. Piñol, M. J. Motilva: Rapid methods to determine procyanidins, anthocyanins, theobromine and caffeine in rat tissues by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. In: J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci., 879(19), 1. Juni 2011, S. 1519–1528. Extern PMID 21493169
  24. ↑ W. H. Kwok, T. L. Choi, K. Y. Kwok, G. H. Chan, J. K. Wong, T. S. Wan: Doping control analysis of 46 polar drugs in horse plasma and urine using a ‘dilute-and-shoot’ ultra high performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry approach. In: J Chromatogr A., 1451, 17. Juni 2016, S. 41–49. Extern PMID 27180888
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Basierend auf einem Artikel in: Extern Wikipedia.de
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