Metabolismo della caffeina: effetti, assorbimento e implicazioni per la salute

Il caffè ed il tè sono le due bevande più diffuse al mondo e sono una parte importante delle vita sociale e delle tradizioni culturali di moltissime popolazioni. Il loro consumo, infatti, perdura da centinaia d’anni ad ogni latitudine. Il caffè ed il tè contengono grandi quantità di caffeina, una sostanza psicoattiva, ovvero una sostanza in grado di alterare lo stato psico-fisico di un individuo. Per questa ragione si può dire che la caffeina sia l’agente psicoattivo più consumato.

La caffeina appartiene chimicamente al gruppo delle metilxantine, che comprende anche la teofillina (presente soprattutto nel tè) e la teobromina (presente soprattutto nei semi di cacao). Le azioni della caffeina, che è in grado di influenzare numerosi processi fisiologici dell’organismo umano, dipendono soprattutto dalla sua capacità di competere con i recettori dell’adenosina.

Fonti di caffeina

Questa sostanza è contenuta nei semi, nelle foglie e nei frutti di moltissime piante. Oltre che nei semi delle piante Coffea, la caffeina è contenuta anche nelle fave di cacao, nelle foglie di yerba e nelle bacche di guaranà. La caffeina rientra quindi tra gli ingredienti di numerosi cibi e bevande e il suo consumo è importante in ogni parte del mondo.

La caffeina trova anche in altre piante ed alimenti. E' il caso, ad esempio, della coca cola, dell'erba mate, del cioccolato, delle bevande energizzanti a base di Cola, dei prodotti erboristici come il guaranà, per non parlare poi degli analgesici, dei cosmetici anticellulite o dei farmaci per malattie da raffreddamento.

È curioso notare, ad esempio, come le foglie di the abbiano un contenuto in caffeina circa doppio (2-4%) rispetto ai semi di caffè (1-2%); tuttavia, a causa del diverso metodo estrattivo, l'infuso contiene all'incirca quattro volte meno caffeina del percolato.

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La caffeina è una sostanza appartenente alla famiglia degli alcaloidi, un gruppo di composti assai diffusi nelle piante. appartiene al gruppo degli alcaloidi purinici come la teofillina (dal té, Camellia sinensis, fam. e la teobromina (dal cacao, Theobroma, famiglia Sterculiaceae).

Consumo di caffeina

Per citare il caso degli Stati Uniti, si stima che l’85% degli adulti assuma 135 mg di caffeina al giorno, pari a circa una tazzina e mezza di caffè. Tra le persone adulte l’assunzione della caffeina spesso avviene per aumentare la veglia e la produttività lavorativa. Si può dire che mentre per gli adulti la fonte principale di caffeina sia il caffè, questo non vale per gli adolescenti, i quali assumono caffeina principalmente tramite bibite energizzanti e tè.

Quanta caffeina c’è in un caffè? In una tazzina di espresso ci sono circa 60-80 mg di caffeina, ma è importante tenere conto che non è contenuta solo nel caffè e negli eventuali integratori assunti: al contrario, sono molti gli alimenti e le bevande che ne contengono una quantità spesso non trascurabile (tè, cacao, cola, erba mate, bevande energizzanti).

Metabolismo e assorbimento della caffeina

TEMPO DI ASSORBIMENTO INTESTINALE: c.a. 45 minuti.

È stato registrato che per essere assorbita completamente essa impieghi circa 45 minuti. Il tratto intestinale assorbe la caffeina molto rapidamente ed i picchi di concentrazione plasmatica si osservano dopo circa un'ora dalla sua ingestione.

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La caffeina raggiunge il picco plasmatico nell’organismo adulto mediamente 45 minuti dopo l’assunzione orale e vi rimane dalle 2,5 alle 4,5 ore, in dipendenza dal metabolismo individuale; a seguito del metabolismo epatico viene eliminata tramite le urine.

Diffondendosi in tutto il corpo, raggiunge il fegato dove viene metabolizzata dal citocromo P 450 e in particolare dall’enzima CYP1A2. I suoi composti, tra cui paraxantina, teofillina e teobromina, vengono poi metabolizzati in acido urico ed espulsi con l’urina.

L’emivita della caffeina, il tempo cioè che l’organismo impiega per eliminare il 50% della sostanza, oscilla tra le 2,5 e le 4,5 ore negli adulti e le 80 ore nei neonati. Tuttavia, questi dati variano da individuo a individuo e possono essere influenzati da alcuni fattori come il fumo, che dimezza l’emivita della caffeina, o la gravidanza che la allunga fino a 15 ore.

Un ulteriore elemento curioso emerso è che l’emivita (tempo di dimezzamento della concentrazione ematica) della caffeina negli individui sani va da 2,5 a 4,5 ore, e che tale tempistica mostra una elevata variabilità in relazione all’assetto genetico individuale. Questo potrebbe spiegare il diverso effetto della caffeina nella popolazione. velocemente ed efficacemente riducendo in questo modo anche l’effetto eccitatorio della molecola.

Gli individui geneticamente predisposti a metabolizzare la caffeina in modo lento, tendono ad assumere meno caffè rispetto alle persone prive di questa predisposizione genetica. Inoltre, alcuni farmaci come ad esempio antibiotici chinolonici, farmaci cardiovascolari, broncodilatatori e agenti antidepressivi, possono aumentare l’emivita della caffeina. Allo stesso modo, la caffeina può influenzare l’azione di alcuni farmaci. Per questa ragione occorrerebbe che il medico, prima della prescrizione, tenesse bene in considerare le possibili interazioni tra la caffeina e i farmaci.

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La caffeina riesce ad attraversare anche la placenta e può essere presente nel latte materno.

Effetti della caffeina sull'organismo

Anche nell'uomo la caffeina influenza numerosissime reazioni biologiche. La caffeina agisce da stimolante del sistema nervoso centrale bloccando l’azione della principale molecola coinvolta nell’induzione del sonno, ossia l’adenosina.

Nel nostro cervello esistono recettori specifici per l’adenosina: i recettori sono come delle serrature, specifiche per una determinata chiave. Ecco, la caffeina agisce come passepartout e riesce a legarsi ai recettori dell’adenosina, occupandone il posto e impedendone così l’azione.

Dal punto di vista biochimico, la caffeina mostra una struttura similare all’adenosina, molecola fisiologicamente presente nel nostro organismo che riveste un ruolo chiave in termini di neurotrasmissione, regolazione ciclo sonno-veglia, frequenza cardiaca e di controllo della pressione arteriosa. La caffeina quindi lega gli stessi recettori dell’adenosina promuovendo effetti eccitatori.

La caffeina ha anche effetto sul miglioramento del tono dell’umore, mediato da un altro neurotrasmettitore, la dopamina. In alcuni neuroni l’adenosina agisce sui recettori della dopamina, impedendone il legame e quindi bloccandone l’effetto. Di nuovo, la caffeina, impedendo all’adenosina di legarsi a questi recettori, aumenta di riflesso l’azione della dopamina.

Esiste poi un meccanismo di adattamento del nostro cervello per cui, se i recettori dell’adenosina sono continuamente occupati dalla caffeina, il corpo ne produce in numero maggiore, in modo da permettere il legame con l’adenosina. Quando questo accade la dose consueta di caffè non basta più e dobbiamo aumentarla per avere lo stesso effetto.

È interessante notare che alcuni soggetti mostrano una variazione genetica sul recettore dell’adenosina che lo rende insensibile all’effetto della caffeina. In linea generale, alte dosi di caffè posso scatenare episodi ansiosi capaci di alterare la qualità del sonno nei soggetti maggiormente sensibili.

La caffeina è dotata di un effetto globale sul sistema nervoso centrale, che viene in genere descritto come una “”maggiore velocità e lucidità di pensiero””. Coloro che hanno consumato caffeina hanno punteggi più alti nei test di abilità motoria e di memoria, migliori capacità visive ed uditive e tempi di reazione sensibilmente ridotti rispetto alla situazione di assenza di caffeina.

La caffeina influenza sfavorevolmente molti parametri relativi alla quantità ed alla qualità del sonno nell’uomo. L’assunzione di caffeina si associa ad un ritardo dell’inizio del sonno, dell’attivazione delle fasi di sonno profondo e della fase REM, o fase dei sogni, del numero dei risvegli. La “quantità totale” di sonno nella notte è ridotta in maniera significativa dal consumo serale di caffè; anche la “qualità” del sonno è ridotta. Questi effetti sembrano più marcati nella donna che nell’uomo; anche il soggetto anziano manifesta una maggiore sensibilità alla caffeina che si somma alla fisiologica riduzione del sonno in età avanzata.

Contrastando l’adenosina, un composto chimico che favorisce il sonno, la caffeina può ridurre il senso di affaticamento e incrementare il livello di attenzione. Ciò però può determinare disturbi del sonno e portare ad uno stato di ansia, se la quantità assunta supera i 400 mg al giorno (pari a 5 tazzine).

Caffeina e salute

Nel corso degli anni è stato spesso ipotizzato che il consumo di caffeina e/o di caffè si associasse ad un aumento dell’incidenza di specifici tipi di cancro; tuttavia queste supposizioni non sono state poi in genere confermate da approfondimenti sperimentali condotti secondo una metodologia scientifica solida. Un autorevole volume, pubblicato nel 1998 a cura del World Cancer Research Fund e dell’American Institute for Cancer Research, conclude che “la larga maggioranza delle evidenze disponibili suggerisce che il consumo di caffè non si correli in alcun modo con il rischio di sviluppare una neoplasia”.

L’impatto dell’assunzione di caffeina sulla salute cardiovascolare è uno degli elementi maggiormente studiati. La possibile relazione tra questi tre parametri è un’area di controversia ampiamente discussa nel mondo scientifico negli ultimi anni; l’atteggiamento attualmente prevalente, nella comunità scientifica, è tuttavia di rigettare l’associazione tra consumo di caffè o di caffeina ed aumento del rischio cardiovascolare.

Il timore che induca aritmie risulta ad oggi pressoché infondato, anzi, il caffè potrebbe addirittura avere un effetto protettivo.

Al contrario, esiste una correlazione positiva tra caffè e aumento della colesterolemia. Il caffè infatti, contiene cafestolo, una molecola dotata di proprietà ipercolesterolemizzanti presente soprattutto nel caffè espresso e preparato con la moka.

L’effetto della caffeina sulla colesterolemia è stato controverso fino a pochi anni addietro.

Diffuse, soprattutto tra le donne in età fertile, sono le preoccupazioni relative a possibili effetti della caffeina, e delle bevande che la contengono sulla fisiologia dell’apparato riproduttivo e sulla gestazione. La visione attualmente prevalente nel mondo scientifico, in conclusione, è che a differenza dell’abitudine al fumo e dell’uso eccessivo di alcool, il consumo di caffeina non modifica in modo significativo la fertilità, ed in gravidanza non sembra influenzare significativamente la salute fetale o il rischio di un evento abortivo.

È possibile che la caffeina svolga un modesto ma significativo effetto sull’osteoporosi, specie tra le donne con basso consumo alimentare di calcio.

A livello dell’apparato digerente il caffè (non necessariamente la caffeina) svolge alcuni effetti significativi: favorisce il reflusso di acido nello stomaco e stimola l’evacuazione.

La caffeina agisce sui recettori H2, responsabili della secrezione acida gastrica.

Caffeina e sport

Anche dosi tutto sommato moderate (200-400 mg) ingerite un'ora prima della competizione migliorano l'attenzione, la concentrazione e la resistenza. Un atleta risulta positivo ai controlli antidoping quando la concentrazione di caffeina nelle sue urine supera i 0.012 mg/ml (= 12 mcg/ml). Non è facile stabilire con esattezza quale sia la dose di assunzione in grado di far superare tale soglia.

In particolare 500 mg di caffeina (l'equivalente di 5 o 6 caffè) aumentano il metabolismo basale del 10-15%. calorie in più al giorno (in relazione alla taglia corporea e soprattutto alla massa muscolare del soggetto).

Caffeina e cellulite

Una considerazione a parte va fatta sulla caffeina presente nelle creme anti-cellulite, ove viene impiegata sia per l’effetto lipolitico che per la capacità drenante.

Nel complesso la caffeina appare caratterizzata da un ottimo profilo di sicurezza; essa può essere consumata, a dosi ragionevoli, dall’intera popolazione.

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