Coffein als Insektizid
Über die Funktion von Coffein und Theophyllin in den sie synthetisierenden Pflanzen ist recht wenig bekannt. An der Harvard Medical School durchgef ührte Arbeiten ergaben nun, dass Methylxanthine den Insektenfrass verhindern und in den natürlich auftretenden Konzentrationen als Insektizide wirken. Zudem wirken sie synergetisch mit gewlssen Insektiziden, so dass die Dosierung der letzteren stark reduziert werden könnte.Für diese Untersuchungen wurden vor allem Larven des Tabakschädling Manduca sexta verwendet, die leicht im Laboratorium aufgezogen werden k önnen. Gab man ihrer Nahrung pulverisierten Kaffee oder Tee zu, so beobachtete man im Konzentrationsbereich von 0,3 bis 10 % für Kaffee und 0.1 bis 3 % für Tee eine dosisabhängige Inhibition der Nahrungsaufnahme, die von Zittern, Hyperaktivität und verlangsamtem Wachstum begleitet war. Bei höheren Konzentrationen (mehr als 10 % für Kaffee, mehr 0,1 bis 3 % für Tee) starben die Larven innert 24 Stunden. Dieselben Wirkungen erhielt man mit reinem Coffein sowie ungetrockneten Teeblättern beziehungsweise Kaffeebohnen; letztere enthalten 0,8 % Coffein, während die Coffeinkonzentration in Teeblättern zwischen 0,7 und 2,1 % liegt. Diese Konzentrationsbereiche genügen, um die Larven abzutöten. Tomatenblätter, welche die Larven sonst gerne fressen, werden wirkungsvoll geschützt, wenn sie mit Coffeinlösungen der erwähnten Stärke besprüht werden. Dieselbe Wirkung haben Theophyllin sowie das synthetische Methylxanthin IBMX (Isobutylmethylxanthin) auch auf Mehlw ürmer Reihe von Schmetterlingslarven.
Es ist bekannt, dass Methylxanthine im Gewebe von Wirbeltieren Enzyme des Phosphodiesterasetyps blockieren; diese Enzyme spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel, da sie zyklisches Adenosinmonophosphat (AMP) hydrolysieren. Dieselbe Wirkung konnte nun bei den erwähnten Blattschädlingen nachgewiesen werden. Die Insektizide des Formamidin-Typs basieren auf einer starken Aktivierung der Synthese von zyklischem AMP. Kombiniert man diese Insektizide mit Methylxanthinen, wird deren Wirkung potenziert. So werden Blätter, die mit einer minimal toxischen Dosis des Insektizids behandelt wurden, ohne Schaden von den Larven gefressen. Gibt man jedoch Coffein hinzu, so wird die Nahrungsaufnahme deutlich reduziert, und nach sechs Tagen sterben die Schädlinge. Man erhält auf diese Weise eine dreissig- bis hundertfache Potenzierung der Insektizidwirkung. Dieser Synergismus tritt nur bei Insektiziden auf, die auf das zyklische AMP einwirken.
