Koffein-Halbwertszeit-Rechner

Zuletzt aktualisiert: 2026-05-12

Koffeinabbau im Körper

Die Koffein-Halbwertszeit ist die Zeit, in der die Koffeinkonzentration im Blut auf die Hälfte sinkt. Der Abbau folgt dem Prinzip des exponentiellen Zerfalls: Pro Zeiteinheit verschwindet ein konstanter Anteil des noch vorhandenen Koffeins, sodass sich die verbleibende Menge zu jedem Zeitpunkt aus der Ausgangsdosis und der vergangenen Zeit berechnen lässt.

Die Formel

Koffein folgt einer Kinetik erster Ordnung: Pro Zeiteinheit wird ein konstanter Anteil abgebaut, unabhängig von der aktuellen Konzentration.

$C(t) = C_0 \times 0{,}5^{\, t \,/\, t_{1/2}}$

• $C_0$: Ausgangsdosis (mg)
• $t$: Vergangene Zeit seit der Aufnahme (Stunden)
• $t_{1/2}$: Halbwertszeit (Stunden, Standardwert 5,7 h)
• $C(t)$: Koffeinkonzentration zum Zeitpunkt $t$

Nach einer Halbwertszeit sind noch 50 % vorhanden, nach zwei 25 %, nach drei ca. 12,5 %. Nach etwa fünf Halbwertszeiten (rund 28 Stunden beim Standardwert) ist die Wirkung zu vernachlässigen.

Definition der Halbwertszeit

Die Halbwertszeit kommt ursprünglich aus der Kernphysik, wird aber auch in der Pharmakologie verwendet: Es geht immer darum, dass pro Zeiteinheit derselbe Anteil — nicht dieselbe absolute Menge — einer Substanz verschwindet.

Das hat eine praktische Konsequenz: Bei einer hohen Dosis (z. B. 400 mg aus vier starken Espressi) sind nach einer Halbwertszeit noch 200 mg übrig — immer noch eine stimulierende Dosis. Bei 100 mg (ein normaler Filterkaffee) sind es nur noch 50 mg.

Individuelle Unterschiede

Der Standardwert von 5,7 Stunden ist ein Bevölkerungsdurchschnitt. In der Praxis variiert die Halbwertszeit erheblich:

Das Schlüsselenzym ist CYP1A2 in der Leber. Rauchen erhöht seine Aktivität (kurze Halbwertszeit), Schwangerschaft und bestimmte Medikamente senken sie (lange Halbwertszeit).

Koffein und Schlafqualität: Schwellenwerte

Schlafforschung zeigt konsistent, dass Koffein innerhalb von 6 Stunden vor dem Schlafengehen den Einschlafprozess verzögert und den Tiefschlaf vermindert — selbst wenn die Person sich nicht subjektiv wacher fühlt. Eine Studie von Drake et al. (2013, Journal of Clinical Sleep Medicine) wies messbare Schlafstörungen bei Koffein noch 6 Stunden vor dem Zubettgehen nach.

Als grobe Faustregel gilt: weniger als 25 % der Ausgangsdosis zur Schlafenszeit anstreben. Bei 5,7 h Halbwertszeit entspricht das ungefähr 2 Halbwertszeiten, also etwa 11,4 Stunden Abbauzeit.

Praktische Beispiele

Nachmittagskaffee und Schlafenszeit

Ein Cappuccino um 15:00 Uhr (ca. 100 mg Koffein) bei geplanter Schlafenszeit um 23:00 Uhr — also 8 Stunden Abbauzeit — ergibt bei einer Halbwertszeit von 5,7 h:

$C(8) = 100 \times 0{,}5^{8/5{,}7} \approx 100 \times 0{,}378 \approx 37{,}8 \text{ mg}$

Das entspricht noch ~38 % der Ausgangsdosis — knapp über der 25-%-Schwelle. Ein Nachmittagskaffee um 15:00 Uhr liegt bei einer Schlafenszeit um 23:00 Uhr für empfindliche Personen im Grenzbereich.

Koffein-Nickerchen

Beim Koffein-Nickerchen wird kurz nach dem Kaffee ein etwa 20-minütiges Nickerchen eingelegt. Es nutzt die Zeit bis zur Spitzenkonzentration des Koffeins (ca. 30–45 min nach der Aufnahme): nach dem Aufwachen setzt die Wirkung gerade ein. Die Technik ist wissenschaftlich gut belegt; der Abbau nach der Halbwertszeit verläuft dabei unverändert weiter.

Szenario mit langer Halbwertszeit

Bei Einnahme oraler Kontrazeptiva (Halbwertszeit ~8 h) und einer Aufnahme von 200 mg Koffein um 08:00 Uhr verbleiben um 22:00 Uhr noch:

$C(14) = 200 \times 0{,}5^{14/8} \approx 200 \times 0{,}297 \approx 59{,}4 \text{ mg}$

Zum Vergleich: Bei 5,7 h Halbwertszeit wären es zur gleichen Zeit nur ~37 mg. Der medikamentöse Kontext macht also einen enormen Unterschied.

Prüfung am nächsten Morgen

Bei einer Tasse am späten Abend ergibt sich die Frage nach dem Restgehalt beim Aufwachen. Für einen Kaffee mit 150 mg um 22:00 Uhr und eine Prüfung um 07:00 Uhr am nächsten Morgen liegt der Prüfzeitpunkt am folgenden Kalendertag. Mit eingeschaltetem Schalter Folgetag zählt der Rechner 9 Stunden vergangene Zeit (2 Stunden bis Mitternacht plus 7 danach) statt der Uhrzeitdifferenz von −15 Stunden. Bei einer Halbwertszeit von 5,7 h:

$C(9) = 150 \times 0{,}5^{9/5{,}7} = 150 \times 0{,}5^{1{,}58} \approx 150 \times 0{,}334 = 50{,}1 \text{ mg}$

Für Aufnahme und Prüfung innerhalb desselben Kalendertags bleibt der Schalter auf Gleicher Tag.

Eingaben und Standardwerte

Typische Koffeinmengen:

• Filterkaffee (200 ml): 80–120 mg
• Espresso (25 ml): 60 mg
• Cappuccino / Latte: 60–80 mg
• Schwarzer Tee (200 ml): 45–50 mg
• Cola (330 ml): ca. 35 mg
• Energydrink (250 ml): 80–300 mg

Grenzen des Modells

1. Sofortige Resorption. Koffein erreicht den Blut-Peak erst nach 30–45 Minuten. Bei sehr früher Prüfung nach der Aufnahme ist der Rechner konservativ.
2. Einzel-Dosis-Modell. Bei mehreren Kaffees über den Tag muss jede Aufnahme separat berechnet und addiert werden.
3. Bevölkerungsdurchschnitt. Die eigene Halbwertszeit kann je nach Genetik, Gesundheitszustand und Medikation erheblich abweichen.
4. Keine Toleranzeffekte. Wer täglich Koffein konsumiert, entwickelt eine Adenosin-Rezeptor-Hochregulierung, die das subjektive Empfinden ändert, ohne die Pharmakokinetik zu beeinflussen.