Caffeina
- 9 aprile 2015
- A cura della Dott.ssa Giovanna Codella
Dopo l’acqua, le bevande a base di caffeina sono senza dubbio tra le più comsumate al mondo.
Le modalità di assunzione di questa sostanza psicostimolante sono molteplici: in Occidente questo avviene soprattutto con il consumo di caffè e bevande a base di cola, mentre in alcuni paesi come l’Africa la caffeina è assunta soprattutto mediante il consumo di noce di cola e tè.
Struttura chimica e provenienza
Dal punto di vista chimico la caffeina è un alcaloide derivato dalla xantina (1,3,7-trimetilxantina) presente naturalmente in alcune specie vegetali:
- Le piante appartenenti al genere Coffea, tra cui la specie Coffea arabica
- La pianta del tè, Camellia sinensis
- La pianta della cola, Cola Spp.
- Le piante del guaranà (Paulinnia cupana) e del matè (Ilex paraguaniensis)
Molte bevande, ma anche alcuni alimenti contengono caffeina:
| Alimento | Caffeina (mg/100 g) |
|---|---|
| Cacao amaro in polvere | 230 |
| Caffè espresso | 212 |
| Cioccolato fondente al 60-70% | 86 |
| Caffè | 40 |
| Red bull | 30 |
| Tè nero | 20 |
| Cola light | 12 |
| Cola con caffeina | 8 |
| Caffè decaffeinato | 1 |
| Tè deteinato | 1 |
Assorbimento e metabolismo
In seguito all’assunzione, i livelli di caffeina nel sangue sopraggiungono dopo circa 30 minuti raggiungendo un picco del livello nel plasma che si verifica dopo circa due ore (che corrisponde ad una concentrazione pari a 1,5-1,8 μg/ml per 100 mg di caffeina)[1]. La caffeina, per via del suo grado di lipofilia, è in grado di attraversare la barriera ematoencefalica e la placenta e per questo raggiunge sia il sistema nervoso centrale sia il feto nelle donne in gravidanza [2].
Dopo aver raggiunto il sangue, essa è in buona parte trasformata a livello del fegato in teobromina, paraxantina e teofillina, xantine che possiedono due gruppi metile e che dopo ulteriore demetilazione (perdita di un gruppo metile, causata da un enzima) formano derivati della xantina (come la 3- metilxantina o la 7-metilxantina) oppure derivati dell’acido urico. Una quantità compresa tra il 3-10% di quella ingerita arriva inalterata ai reni per essere eliminata con le urine.
L’emivita, cioè la durata della caffeina nel plasma, è di 3-5 ore e dunque può variare anche considerevolmente da persona a persona. La durata dell’alcaloide è maggiore nelle donne in gravidanza e nei bambini(a causa del minor sviluppo del principale sistema di degradazione epatico, il citocromo P450 1A2 – CPY1A2) e minore nei fumatori in quanto i prodotti derivanti dalla combustione del tabacco inducono l’attività degli enzimi epatici che degradano le xantine [4].
Alcuni effetti della caffeina
Gli effetti della caffeina sono numerosissimi e oggetto di numerose ricerche, tanto che probabilmente è la sostanza di interesse alimentare più studiata al mondo. Al di là degli effetti non del tutto noti, alcuni di essi sono ormai accertati da tempo in quanto facilmente riconoscibili:
- Aumento della vigilanza e della velocità nello sviluppare idee
- Aumento dell’eloquio
- Riduzione del senso di fatica
- Riduzione del sonno
Inoltre la caffeina consente di sostenere uno sforzo intellettuale per più tempo. Tuttavia, essa non permette di migliorare le prestazioni in attività che richiedono particolari abilità e grande capacità di coordinazione dei movimenti (come ad esempio nella danza e nel canto).
Oltre a ciò bisogna aggiungere che gli effetti positivi sono riscontrati solamente quando l’assunzione riguarda modeste quantità di caffeina. Ad alte dosi (il concetto di piccola quantità e di grande quantità sono piuttosto soggettivi e in primo luogo devono essere relazionati al peso corporeo) si verificano:
- Ansia ed agitazione
- Insonnia
- Tremore
- Convulsioni (in seguito all’interazione con alcuni farmaci come gli antiepilettici)
Oltre a queste manifestazioni, che vedono coinvolto il sistema nervoso centrale, la caffeina induce:
- Miglioramento della contrattilità muscolare, soprattutto se di breve durata. L’effetto è dovuto al rilascio di Ca2+ dal reticolo sarcoplasmatico, inducendo il fenomeno contrattile
- Miglioramento della contrattilità del muscolo diaframmatico e del muscolo cardiaco, influenzando la capacità di utilizzare la respirazione addominale-diaframmatica e fornendo un effetto cardiostimolante
- Aumento dei valori pressori, sia sistolici sia diastolici per l’aumento della contrattilità e conducibilità miocardica, aumento delle resistenze periferiche (per vasocostrizione)e aumento del rilascio di adrenalina e noradrenalina
Meccanismo molecolare dell’effetto stimolante
Le proprietà psicostimolanti della caffeina sono dovute soprattutto al fatto che l’alcaloide si comporta da antagonista per i recettori per l’adenosina, in particolare blocca il sottotipo A2.
L’adenosina è un nucleoside formato dalla base purinica adenina legata allo zucchero ribosio ed è un neuromodulatore che deriva dall’ATP (adenosin-trifosfato). I recettori per l’adenosina hanno una distribuzione centrale molto diffusa, i recettori A1 e A2A sono presenti in una regione del cervello (la sottocorteccia e precisamente sui gangli della base) che ha un ruolo importante nell’esecuzione dei movimenti e nell’acquisizione di programmi motori semplici [5].
L’interazione della caffeina con il recettore A2A che generalmente dovrebbe legare l’adenosina, fa in modo che si abbia una serie di eventi nella cellula neuronale tra cui l’aumento dei livelli di una proteina DARPP-32 che è responsabile dell’effetto psicostimolante.
A cura di
Dott.ssa Giovanna Codella
Fonti
- [1]Nicola Simola Sensibilizzazione alla caffeina e sensibilizzazione crociata all'amfetamina: influenza della suscettibilità individuale agli effetti della caffeina. Università degli Studi di Cagliari - 2006.
- [2] Blanchard J, Sawers SJ. The absolute bioavailability of caffeine in man. Eur J Clin Pharmacol. 1983, 24:93-98.
- [3] Oo CY, Burgio DE, Kuhn RC, Desai N, McNamara PJ. Pharmacokinetics of caffeine and its demethylated metabolites in lactation: predictions of milk to serum concentration ratios. Pharm Res. 1995, 12:313-316.
- [4] Zevin S, Benowitz NL. Drug interactions with tobacco smoking. An update Clin Pharmacokinet. 1999, 36:425-438.
- [5] Hauber W. Involvement of basal ganglia transmitter systems in movement initiation. Prog Neurobiol. 1998, 56:507-540.