La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central (SNC) de la clase de las metilxantinas y es la sustancia psicoactiva más consumida a nivel mundial. [9] [10] Se utiliza principalmente por sus propiedades eugeroicas ( promotoras de la vigilia ), ergogénicas (mejora del rendimiento físico) o nootrópicas (mejora de la cognición). [11] [12] La cafeína actúa bloqueando la unión de la adenosina a varios tipos de receptores de adenosina, inhibiendo los efectos depresores centrales de la adenosina y mejorando la liberación de acetilcolina . [13] La cafeína tiene una estructura tridimensional similar a la de la adenosina, lo que le permite unirse y bloquear sus receptores. [14] La cafeína también aumenta los niveles de AMP cíclico a través de la inhibición no selectiva de la fosfodiesterasa , aumenta la liberación de calcio de los depósitos intracelulares y antagoniza los receptores GABA, aunque estos mecanismos suelen producirse en concentraciones superiores al consumo humano habitual. [10] [15]
La cafeína es una purina cristalina blanca y amarga , un alcaloide de metilxantina , y está relacionada químicamente con las bases adenina y guanina del ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Se encuentra en las semillas, frutas, nueces u hojas de varias plantas nativas de África, Asia Oriental y Sudamérica [16] y ayuda a protegerlas contra los herbívoros y de la competencia al evitar la germinación de semillas cercanas, [17] además de fomentar el consumo por parte de animales selectos como las abejas melíferas . [18] La fuente más conocida de cafeína es el grano de café , la semilla de la planta Coffea . Las personas pueden beber bebidas que contienen cafeína para aliviar o prevenir la somnolencia y mejorar el rendimiento cognitivo. Para hacer estas bebidas, la cafeína se extrae remojando el producto vegetal en agua, un proceso llamado infusión . Las bebidas que contienen cafeína, como el café , el té y la cola , se consumen globalmente en grandes volúmenes. En 2020, se consumieron casi 10 millones de toneladas de granos de café en todo el mundo. [19] La cafeína es la droga psicoactiva más consumida en el mundo . [20] [21] A diferencia de la mayoría de las demás sustancias psicoactivas, la cafeína sigue estando en gran medida desregulada y es legal en casi todas las partes del mundo. La cafeína también es una excepción, ya que su uso se considera socialmente aceptable en la mayoría de las culturas e incluso se fomenta en otras.
La cafeína tiene efectos positivos y negativos para la salud . Puede tratar y prevenir los trastornos respiratorios del lactante prematuro, la displasia broncopulmonar del prematuro y la apnea del prematuro . El citrato de cafeína está en la Lista Modelo de Medicamentos Esenciales de la OMS . [22] Puede conferir un modesto efecto protector contra algunas enfermedades, [23] incluida la enfermedad de Parkinson . [24] Algunas personas experimentan alteración del sueño o ansiedad si consumen cafeína, [25] pero otras muestran poca alteración. La evidencia de un riesgo durante el embarazo es equívoca; algunas autoridades recomiendan que las mujeres embarazadas limiten la cafeína al equivalente a dos tazas de café por día o menos. [26] [27] La cafeína puede producir una forma leve de dependencia de drogas , asociada con síntomas de abstinencia como somnolencia, dolor de cabeza e irritabilidad, cuando una persona deja de usar cafeína después de la ingesta diaria repetida. [28] [29] [2] La tolerancia a los efectos autónomos del aumento de la presión arterial y la frecuencia cardíaca, y del aumento de la producción de orina, se desarrolla con el uso crónico (es decir, estos síntomas se vuelven menos pronunciados o no ocurren después del uso constante). [30]
La cafeína está clasificada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) como generalmente reconocida como segura . Las dosis tóxicas, superiores a 10 gramos por día para un adulto, son mucho más altas que la dosis típica de menos de 500 miligramos por día. [31] La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria informó que hasta 400 mg de cafeína por día (alrededor de 5,7 mg/kg de masa corporal por día) no plantea problemas de seguridad para adultos no embarazadas, mientras que la ingesta de hasta 200 mg por día para mujeres embarazadas y lactantes no plantea problemas de seguridad para el feto o los bebés amamantados. [32] Una taza de café contiene entre 80 y 175 mg de cafeína, dependiendo de qué "grano" (semilla) se use, cómo se tueste y cómo se prepare (por ejemplo, goteo , percolación o espresso ). [33] Por lo tanto, se requieren aproximadamente entre 50 y 100 tazas de café comunes para alcanzar la dosis tóxica. Sin embargo, la cafeína pura en polvo, disponible como suplemento dietario , puede ser letal en cantidades del tamaño de una cucharada.
La cafeína se utiliza tanto para la prevención [34] como para el tratamiento [35] de la displasia broncopulmonar en bebés prematuros . Puede mejorar el aumento de peso durante la terapia [36] y reducir la incidencia de parálisis cerebral , así como el retraso cognitivo y del lenguaje. [37] [38] Por otra parte, es posible que se produzcan efectos secundarios sutiles a largo plazo. [39]
La cafeína se utiliza como tratamiento primario para la apnea del prematuro , [40] pero no como prevención. [41] [42] También se utiliza para el tratamiento de la hipotensión ortostática . [43] [42] [44]
Algunas personas consumen bebidas que contienen cafeína, como café o té, para tratar de tratar su asma . [45] La evidencia que apoya esta práctica es escasa. [45] Parece que la cafeína en dosis bajas mejora la función de las vías respiratorias en personas con asma, aumentando el volumen espiratorio forzado (FEV1) entre un 5% y un 18% durante hasta cuatro horas. [46]
La adición de cafeína (100–130 mg) a analgésicos comúnmente recetados, como paracetamol o ibuprofeno, mejora modestamente la proporción de personas que logran alivio del dolor . [47]
El consumo de cafeína después de una cirugía abdominal acorta el tiempo de recuperación de la función intestinal normal y acorta la duración de la estancia hospitalaria. [48]
La cafeína se utilizaba anteriormente como tratamiento de segunda línea para el TDAH . Se considera menos eficaz que el metilfenidato o la anfetamina , pero más que el placebo para los niños con TDAH. [49] [50] Los niños, adolescentes y adultos con TDAH tienen más probabilidades de consumir cafeína, tal vez como una forma de automedicación . [50] [51]
La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central que puede reducir la fatiga y la somnolencia . [9] En dosis normales, la cafeína tiene efectos variables sobre el aprendizaje y la memoria , pero generalmente mejora el tiempo de reacción , la vigilia , la concentración y la coordinación motora . [52] [53] La cantidad de cafeína necesaria para producir estos efectos varía de persona a persona, dependiendo del tamaño corporal y el grado de tolerancia. [52] Los efectos deseados surgen aproximadamente una hora después del consumo, y los efectos deseados de una dosis moderada generalmente desaparecen después de aproximadamente tres o cuatro horas. [4]
La cafeína puede retrasar o impedir el sueño y mejora el rendimiento laboral durante la privación del sueño. [54] Los trabajadores por turnos que consumen cafeína cometen menos errores que podrían resultar de la somnolencia. [55]
La cafeína, en una dosis dependiente, aumenta el estado de alerta tanto en individuos fatigados como normales. [56]
Una revisión sistemática y un metanálisis de 2014 encontraron que el uso concomitante de cafeína y L -teanina tiene efectos psicoactivos sinérgicos que promueven el estado de alerta, la atención y el cambio de tareas ; [57] estos efectos son más pronunciados durante la primera hora posterior a la dosis. [57]
La cafeína es una ayuda ergogénica comprobada en humanos. [58] La cafeína mejora el rendimiento atlético en condiciones aeróbicas (especialmente deportes de resistencia ) y anaeróbicas . [58] Dosis moderadas de cafeína (alrededor de 5 mg/kg [58] ) pueden mejorar el rendimiento en sprint, [59] el rendimiento en ciclismo y contrarreloj, [58] la resistencia (es decir, retrasa la aparición de fatiga muscular y fatiga central ), [58] [60] [61] y la potencia de salida en ciclismo. [58] La cafeína aumenta la tasa metabólica basal en adultos. [62] [63] [64] La ingestión de cafeína antes del ejercicio aeróbico aumenta la oxidación de grasas, particularmente en personas con baja condición física. [65]
La cafeína mejora la fuerza y la potencia muscular [66] y puede mejorar la resistencia muscular [67]. La cafeína también mejora el rendimiento en pruebas anaeróbicas [ 68] . El consumo de cafeína antes del ejercicio de carga constante se asocia con una reducción del esfuerzo percibido. Si bien este efecto no está presente durante el ejercicio hasta el agotamiento, el rendimiento mejora significativamente. Esto es congruente con la reducción del esfuerzo percibido por la cafeína, porque el ejercicio hasta el agotamiento debería terminar en el mismo punto de fatiga [69] . La cafeína también mejora la potencia de salida y reduce el tiempo hasta la finalización en pruebas aeróbicas contrarreloj [70], un efecto asociado positivamente (pero no exclusivamente) con el ejercicio de mayor duración [71] .
Para la población general de adultos sanos, Health Canada recomienda una ingesta diaria de no más de 400 mg. [72] Una revisión sistemática de 2017 sobre la toxicología de la cafeína consideró que este límite era seguro. [73]
En niños sanos, la ingesta moderada de cafeína, inferior a 400 mg, produce efectos "modestos y típicamente inocuos". [74] [75] A los seis meses, los bebés pueden metabolizar la cafeína al mismo ritmo que los adultos. [76] Dosis más altas de cafeína (>400 mg) pueden causar daños fisiológicos, psicológicos y conductuales, en particular en niños con afecciones psiquiátricas o cardíacas. [74] No hay evidencia de que el café detenga el crecimiento de un niño. [77] La Academia Estadounidense de Pediatría recomienda que el consumo de cafeína, en particular en el caso de las bebidas energéticas y deportivas, no sea apropiado para niños y adolescentes y que se lo evite. [78] Esta recomendación se basa en un informe clínico publicado por la Academia Estadounidense de Pediatría en 2011 con una revisión de 45 publicaciones de 1994 a 2011 e incluye aportes de varias partes interesadas (pediatras, Comité de nutrición, Sociedad Canadiense de Pediatría, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades , Administración de Alimentos y Medicamentos , Comité de Medicina Deportiva y Aptitud Física, Federaciones Nacionales de Asociaciones de Escuelas Secundarias). [78] Para los niños de 12 años o menos, Health Canada recomienda una ingesta máxima diaria de cafeína de no más de 2,5 miligramos por kilogramo de peso corporal. Con base en los pesos corporales promedio de los niños, esto se traduce en los siguientes límites de ingesta basados en la edad: [72]
Health Canada no ha elaborado recomendaciones para adolescentes debido a la falta de datos. Sin embargo, sugiere que la ingesta diaria de cafeína para este grupo de edad no supere los 2,5 mg/kg de peso corporal. Esto se debe a que la dosis máxima de cafeína para adultos puede no ser adecuada para adolescentes de bajo peso o para adolescentes más jóvenes que aún están creciendo. La dosis diaria de 2,5 mg/kg de peso corporal no causaría efectos adversos para la salud en la mayoría de los adolescentes consumidores de cafeína. Esta es una sugerencia conservadora, ya que los adolescentes mayores y de mayor peso pueden consumir dosis de cafeína para adultos sin experimentar efectos adversos. [72]
El metabolismo de la cafeína se reduce durante el embarazo, especialmente en el tercer trimestre, y la vida media de la cafeína durante el embarazo puede aumentar hasta 15 horas (en comparación con las 2,5 a 4,5 horas en las adultas no embarazadas). [79] La evidencia sobre los efectos de la cafeína en el embarazo y la lactancia materna no es concluyente. [26] Hay pocos consejos primarios y secundarios a favor o en contra del uso de cafeína durante el embarazo y sus efectos en el feto o el recién nacido. [26]
La Agencia de Normas Alimentarias del Reino Unido ha recomendado que las mujeres embarazadas limiten su consumo de cafeína, por prudencia, a menos de 200 mg de cafeína al día, el equivalente a dos tazas de café instantáneo o una taza y media o dos tazas de café fresco. [80] El Congreso Americano de Obstetras y Ginecólogos (ACOG) concluyó en 2010 que el consumo de cafeína es seguro hasta 200 mg por día en mujeres embarazadas. [27] Para las mujeres que amamantan, están embarazadas o pueden quedar embarazadas, Health Canada recomienda una ingesta máxima diaria de cafeína de no más de 300 mg, o un poco más de dos tazas de café de 8 oz (237 ml). [72] Una revisión sistemática de 2017 sobre la toxicología de la cafeína encontró evidencia que respalda que el consumo de cafeína de hasta 300 mg/día para mujeres embarazadas generalmente no está asociado con efectos adversos reproductivos o de desarrollo. [73]
Existen informes contradictorios en la literatura científica sobre el uso de cafeína durante el embarazo. [81] Una revisión de 2011 encontró que la cafeína durante el embarazo no parece aumentar el riesgo de malformaciones congénitas , aborto espontáneo o retraso del crecimiento incluso cuando se consume en cantidades moderadas a altas. [82] Sin embargo, otras revisiones concluyeron que existe cierta evidencia de que una mayor ingesta de cafeína por parte de las mujeres embarazadas puede estar asociada con un mayor riesgo de dar a luz a un bebé de bajo peso al nacer , [83] y puede estar asociada con un mayor riesgo de pérdida del embarazo. [84] Una revisión sistemática, que analiza los resultados de estudios observacionales, sugiere que las mujeres que consumen grandes cantidades de cafeína (más de 300 mg/día) antes de quedar embarazadas pueden tener un mayor riesgo de experimentar pérdida del embarazo. [85]
La cafeína presente en el café y otras bebidas con cafeína puede afectar la motilidad gastrointestinal y la secreción de ácido gástrico . [86] [87] [88] En mujeres posmenopáusicas, el consumo elevado de cafeína puede acelerar la pérdida ósea . [89] [90]
La ingestión aguda de cafeína en grandes dosis (al menos 250–300 mg, equivalente a la cantidad presente en 2–3 tazas de café o 5–8 tazas de té) produce una estimulación a corto plazo de la producción de orina en individuos que han estado privados de cafeína durante un período de días o semanas. [91] Este aumento se debe tanto a una diuresis (aumento de la excreción de agua) como a una natriuresis (aumento de la excreción salina); está mediado por el bloqueo del receptor de adenosina del túbulo proximal. [92] El aumento agudo de la producción de orina puede aumentar el riesgo de deshidratación . Sin embargo, los usuarios crónicos de cafeína desarrollan una tolerancia a este efecto y no experimentan un aumento de la producción de orina. [93] [94] [95]
Los síntomas menores no deseados por la ingestión de cafeína que no son lo suficientemente graves como para justificar un diagnóstico psiquiátrico son comunes e incluyen ansiedad leve, nerviosismo, insomnio, aumento de la latencia del sueño y reducción de la coordinación. [52] [96] La cafeína puede tener efectos negativos en los trastornos de ansiedad . [97] Según una revisión de la literatura de 2011, el uso de cafeína puede inducir ansiedad y trastornos de pánico en personas con enfermedad de Parkinson . [98] En dosis altas, generalmente superiores a 300 mg, la cafeína puede causar y empeorar la ansiedad. [99] Para algunas personas, suspender el uso de cafeína puede reducir significativamente la ansiedad. [100]
En dosis moderadas, la cafeína se ha asociado con una reducción de los síntomas de depresión y un menor riesgo de suicidio . [101] Dos revisiones indican que un mayor consumo de café y cafeína puede reducir el riesgo de depresión. [102] [103]
Algunos libros de texto afirman que la cafeína es un euforizante suave, [104] [105] [106] mientras que otros afirman que no es un euforizante. [107] [108]
El trastorno de ansiedad inducido por cafeína es una subclase del diagnóstico DSM-5 del trastorno de ansiedad inducido por sustancias/medicamentos. [109]
La definición de adicción depende de si la cafeína puede producir un trastorno adictivo o no. No se ha observado un consumo compulsivo de cafeína en ninguna circunstancia, por lo que no se considera que la cafeína sea adictiva. [110] Sin embargo, algunos modelos de diagnóstico, como el ICDM-9 y el ICD-10 , incluyen una clasificación de la adicción a la cafeína en un modelo de diagnóstico más amplio. [111] Algunos afirman que ciertos usuarios pueden volverse adictos y, por lo tanto, no pueden reducir el consumo a pesar de saber que tiene efectos negativos para la salud. [3] [112]
La cafeína no parece ser un estímulo reforzador y, de hecho, puede producirse cierto grado de aversión; en un estudio sobre la propensión al abuso de drogas publicado en una monografía de investigación del NIDA , las personas prefieren el placebo a la cafeína. [113] Algunos afirman que la investigación no respalda un mecanismo bioquímico subyacente para la adicción a la cafeína. [28] [114] [115] [116] Otras investigaciones afirman que puede afectar al sistema de recompensa. [117]
La "adicción a la cafeína" se añadió a la ICDM-9 y a la ICD-10. Sin embargo, su inclusión fue cuestionada con afirmaciones de que este modelo de diagnóstico de la adicción a la cafeína no está respaldado por evidencias. [28] [118] [119] El DSM-5 de la Asociación Estadounidense de Psiquiatría no incluye el diagnóstico de adicción a la cafeína , pero propone criterios para el trastorno que requieren más estudios. [109] [120]
La abstinencia puede causar malestar leve o clínicamente significativo o deterioro en el funcionamiento diario. La frecuencia con la que esto ocurre es auto-reportada en un 11%, pero en las pruebas de laboratorio solo la mitad de las personas que informan de abstinencia realmente lo experimentan, lo que pone en duda muchas afirmaciones de dependencia. [121] y la mayoría de los casos de abstinencia de cafeína fueron del 13% en el sentido moderado. La dependencia física moderada y los síntomas de abstinencia pueden ocurrir con la abstinencia, con más de 100 mg de cafeína por día, aunque estos síntomas no duran más de un día. [28] Algunos síntomas asociados con la dependencia psicológica también pueden ocurrir durante la abstinencia. [2] Los criterios de diagnóstico para la abstinencia de cafeína requieren un uso diario prolongado previo de cafeína. [122] Después de 24 horas de una marcada reducción en el consumo, se requiere un mínimo de 3 de estos signos o síntomas para cumplir con los criterios de abstinencia: dificultad para concentrarse, estado de ánimo deprimido / irritabilidad , síntomas similares a la gripe , dolor de cabeza y fatiga . [122] Además, los signos y síntomas deben alterar áreas importantes del funcionamiento y no estar asociados con los efectos de otra afección. [122]
La CIE-11 incluye la dependencia de la cafeína como una categoría diagnóstica distinta, que refleja de cerca el conjunto de criterios propuestos por el DSM-5 para el "trastorno por consumo de cafeína". [120] [123] El trastorno por consumo de cafeína se refiere a la dependencia de la cafeína caracterizada por la incapacidad de controlar el consumo de cafeína a pesar de las consecuencias fisiológicas negativas. [120] [123] La APA , que publicó el DSM-5, reconoció que había evidencia suficiente para crear un modelo diagnóstico de dependencia de la cafeína para el DSM-5, pero señaló que la importancia clínica del trastorno no está clara. [124] Debido a esta evidencia no concluyente sobre la importancia clínica, el DSM-5 clasifica el trastorno por consumo de cafeína como una "condición para estudio adicional". [120]
La tolerancia a los efectos de la cafeína se produce por elevaciones de la presión arterial inducidas por la cafeína y por los sentimientos subjetivos de nerviosismo. La sensibilización , el proceso por el cual los efectos se vuelven más prominentes con el uso, puede ocurrir por efectos positivos como sentimientos de alerta y bienestar. [121] La tolerancia varía entre los consumidores diarios y regulares de cafeína y los consumidores de cafeína en grandes cantidades. Se ha demostrado que dosis altas de cafeína (750 a 1200 mg/día repartidas a lo largo del día) producen tolerancia completa a algunos, pero no a todos los efectos de la cafeína. Dosis tan bajas como 100 mg/día, como una taza de café de 6 oz (170 g) o dos o tres porciones de 12 oz (340 g) de refresco con cafeína, pueden seguir causando trastornos del sueño, entre otras intolerancias. Los consumidores no regulares de cafeína tienen la menor tolerancia a la cafeína para los trastornos del sueño. [125] Algunos bebedores de café desarrollan tolerancia a sus efectos no deseados de alteración del sueño, pero otros aparentemente no. [126]
Es posible que la cafeína tenga un efecto neuroprotector contra la enfermedad de Alzheimer y la demencia, pero la evidencia no es concluyente. [127] [128]
El consumo regular de cafeína puede proteger a las personas de la cirrosis hepática . [129] También se descubrió que retarda la progresión de la enfermedad hepática en personas que ya padecen la afección, reduce el riesgo de fibrosis hepática y ofrece un efecto protector contra el cáncer de hígado entre los bebedores moderados de café. Un estudio realizado en 2017 descubrió que los efectos de la cafeína del consumo de café en el hígado se observaron independientemente de cómo se preparara la bebida. [130]
La cafeína puede reducir la gravedad del mal agudo de montaña si se toma unas horas antes de alcanzar una gran altitud. [131] Un metanálisis ha descubierto que el consumo de cafeína está asociado con un menor riesgo de diabetes tipo 2. [132] El consumo regular de cafeína puede reducir el riesgo de desarrollar la enfermedad de Parkinson y puede retrasar la progresión de la enfermedad de Parkinson. [ 133] [134] [24]
La cafeína aumenta la presión intraocular en personas con glaucoma , pero no parece afectar a individuos normales. [135]
El DSM-5 también incluye otros trastornos inducidos por la cafeína, como el trastorno de ansiedad inducido por cafeína, el trastorno del sueño inducido por cafeína y los trastornos no especificados relacionados con la cafeína. Los dos primeros trastornos se clasifican en "Trastorno de ansiedad" y "Trastorno del sueño-vigilia" porque comparten características similares. Otros trastornos que se presentan con angustia significativa y deterioro del funcionamiento diario que requieren atención clínica pero que no cumplen los criterios para ser diagnosticados bajo ningún trastorno específico se enumeran en "Trastornos no especificados relacionados con la cafeína". [136]
Se dice que la cafeína causa una caída de energía varias horas después de beberla, pero esto no está bien investigado. [137] [138] [139] [140]
El consumo de 1 a 1,5 gramos (1000 a 1500 mg) por día se asocia con una afección conocida como cafeinismo . [142] El cafeinismo generalmente combina la dependencia de la cafeína con una amplia gama de síntomas desagradables que incluyen nerviosismo, irritabilidad , inquietud, insomnio , dolores de cabeza y palpitaciones después del consumo de cafeína. [143]
La sobredosis de cafeína puede provocar un estado de sobreestimulación del sistema nervioso central conocido como intoxicación por cafeína, una afección temporal clínicamente significativa que se desarrolla durante o poco después del consumo de cafeína. [144] Este síndrome suele producirse solo tras la ingestión de grandes cantidades de cafeína, muy superiores a las que se encuentran en las bebidas con cafeína y los comprimidos de cafeína habituales (p. ej., más de 400-500 mg a la vez). Según el DSM-5, la intoxicación por cafeína puede diagnosticarse si se presentan cinco (o más) de los siguientes síntomas tras un consumo reciente de cafeína: inquietud, nerviosismo, excitación, insomnio, enrojecimiento de la cara, diuresis , trastornos gastrointestinales, espasmos musculares, flujo de pensamiento y habla descontrolado, taquicardia o arritmia cardíaca , períodos de inagotabilidad y agitación psicomotora . [145]
Según la Clasificación Internacional de Enfermedades (CIE-11), los casos de ingesta muy alta de cafeína (p. ej., > 5 g) pueden provocar intoxicación por cafeína con síntomas que incluyen manía, depresión, lapsos de juicio, desorientación, desinhibición, delirios, alucinaciones o psicosis y rabdomiólisis . [144]
El consumo elevado de cafeína en las bebidas energéticas (al menos un litro o 320 mg de cafeína) se asoció con efectos secundarios cardiovasculares a corto plazo, como hipertensión, intervalo QT prolongado y palpitaciones cardíacas. Estos efectos secundarios cardiovasculares no se observaron con cantidades menores de consumo de cafeína en las bebidas energéticas (menos de 200 mg). [79]
Hasta el año 2007 [update]no se conoce ningún antídoto o agente de reversión para la intoxicación por cafeína. El tratamiento de la intoxicación leve por cafeína está dirigido al alivio de los síntomas; la intoxicación grave puede requerir diálisis peritoneal , hemodiálisis o hemofiltración . [141] [146] [147] La terapia de infusión intralipidica está indicada en casos de riesgo inminente de paro cardíaco para eliminar la cafeína sérica libre. [147]
La muerte por ingestión de cafeína parece ser rara y, con mayor frecuencia, causada por una sobredosis intencional de medicamentos. [148] En 2016, se informaron 3702 exposiciones relacionadas con la cafeína a los Centros de Control de Envenenamiento en los Estados Unidos, de las cuales 846 requirieron tratamiento en un centro médico y 16 tuvieron un resultado importante; y se informan varias muertes relacionadas con la cafeína en estudios de casos. [148] La LD 50 de cafeína en ratas es de 192 miligramos por kilogramo, la dosis letal en humanos se estima en 150-200 miligramos por kilogramo (2,2 lb) de masa corporal (75-100 tazas de café para un adulto de 70 kg (150 lb)). [149] [150] Hay casos en los que dosis tan bajas como 57 miligramos por kilogramo han sido fatales. [151] Se han producido varias muertes por sobredosis de suplementos de cafeína en polvo, que se encuentran fácilmente disponibles y cuya cantidad letal estimada es inferior a una cucharada. [152] La dosis letal es menor en personas cuya capacidad para metabolizar la cafeína está deteriorada debido a la genética o a una enfermedad hepática crónica. [153] En 2013 se informó de la muerte de un hombre con cirrosis hepática que sufrió una sobredosis de mentas con cafeína. [154] [155]
La cafeína es un sustrato del CYP1A2 e interactúa con muchas sustancias a través de este y otros mecanismos. [156]
Según DSST , el alcohol causa una disminución en el rendimiento en sus pruebas estandarizadas, y la cafeína causa una mejora significativa. [157] Cuando el alcohol y la cafeína se consumen conjuntamente, los efectos de la cafeína cambian, pero los efectos del alcohol siguen siendo los mismos. [158] Por ejemplo, consumir cafeína adicional no reduce el efecto del alcohol. [158] Sin embargo, el nerviosismo y el estado de alerta proporcionados por la cafeína disminuyen cuando se consume alcohol adicional. [158] El consumo de alcohol por sí solo reduce los aspectos inhibitorios y activadores del control conductual. La cafeína antagoniza el efecto del alcohol en el aspecto activador del control conductual, pero no tiene efecto en el control conductual inhibitorio. [159] Las Guías Dietéticas para Estadounidenses recomiendan evitar el consumo concomitante de alcohol y cafeína, ya que tomarlos juntos puede conducir a un mayor consumo de alcohol, con un mayor riesgo de lesiones asociadas al alcohol.
Se ha demostrado que fumar tabaco aumenta la depuración de cafeína en un 56% como resultado de los hidrocarburos aromáticos policíclicos que inducen la enzima CYP1A2. [160] [10] La enzima CYP1A2 que se induce al fumar es responsable del metabolismo de la cafeína; el aumento de la actividad enzimática conduce a un mayor aclaramiento de cafeína y se asocia con un mayor consumo de café en los fumadores habituales. [161]
Las píldoras anticonceptivas pueden prolongar la vida media de la cafeína hasta en un 40%, lo que requiere una mayor atención al consumo de cafeína. [162] [163]
La cafeína a veces aumenta la eficacia de algunos medicamentos, como los que se usan para el dolor de cabeza . [164] Se determinó que la cafeína aumenta la potencia de algunos analgésicos de venta libre en un 40%. [165]
Los efectos farmacológicos de la adenosina pueden verse atenuados en personas que toman grandes cantidades de metilxantinas como la cafeína. [166] Otros ejemplos de metilxantinas incluyen los medicamentos teofilina y aminofilina , que se recetan para aliviar los síntomas del asma o la EPOC . [167]
En ausencia de cafeína y cuando una persona está despierta y alerta, hay poca adenosina presente en las neuronas del sistema nervioso central. Con un estado de vigilia continuo, con el tiempo la adenosina se acumula en la sinapsis neuronal , uniéndose a su vez a los receptores de adenosina que se encuentran en ciertas neuronas del sistema nervioso central y activándolos; cuando se activan, estos receptores producen una respuesta celular que, en última instancia, aumenta la somnolencia . Cuando se consume cafeína, antagoniza los receptores de adenosina; en otras palabras, la cafeína evita que la adenosina active el receptor al bloquear la ubicación del receptor donde la adenosina se une a él. Como resultado, la cafeína previene o alivia temporalmente la somnolencia y, por lo tanto, mantiene o restaura el estado de alerta. [5]
La cafeína es un antagonista de los receptores de adenosina A 2A , y los estudios en ratones knock out han implicado específicamente al antagonismo del receptor A 2A como responsable de los efectos promotores de la vigilia de la cafeína. [168] El antagonismo de los receptores A 2A en el área preóptica ventrolateral (VLPO) reduce la neurotransmisión inhibitoria de GABA al núcleo tuberomamilar , un núcleo de proyección histaminérgico que promueve la excitación de forma dependiente de la activación. [169] Esta desinhibición del núcleo tuberomamilar es el mecanismo descendente por el cual la cafeína produce efectos promotores de la vigilia. [169] La cafeína es un antagonista de los cuatro subtipos de receptores de adenosina ( A 1 , A 2A , A 2B y A 3 ), aunque con potencias variables . [5] [168] Los valores de afinidad ( K D ) de la cafeína por los receptores de adenosina humanos son 12 μM en A 1 , 2,4 μM en A 2A , 13 μM en A 2B y 80 μM en A 3 . [168]
El antagonismo de los receptores de adenosina por la cafeína también estimula los centros vagal, vasomotor y respiratorio medular , lo que aumenta la frecuencia respiratoria, reduce la frecuencia cardíaca y contrae los vasos sanguíneos. [5] El antagonismo del receptor de adenosina también promueve la liberación de neurotransmisores (p. ej., monoaminas y acetilcolina ), que otorga a la cafeína sus efectos estimulantes; [5] [170] la adenosina actúa como un neurotransmisor inhibidor que suprime la actividad en el sistema nervioso central. Las palpitaciones cardíacas son causadas por el bloqueo del receptor A1 . [ 5]
Debido a que la cafeína es soluble en agua y en lípidos, cruza fácilmente la barrera hematoencefálica que separa el torrente sanguíneo del interior del cerebro. Una vez en el cerebro, el principal modo de acción es como antagonista no selectivo de los receptores de adenosina (en otras palabras, un agente que reduce los efectos de la adenosina). La molécula de cafeína es estructuralmente similar a la adenosina y es capaz de unirse a los receptores de adenosina en la superficie de las células sin activarlos, actuando así como un antagonista competitivo . [171]
Además de su actividad en los receptores de adenosina, la cafeína es un antagonista del receptor 1 de trifosfato de inositol y un activador independiente del voltaje de los receptores de rianodina ( RYR1 , RYR2 y RYR3 ). [172] También es un antagonista competitivo del receptor ionotrópico de glicina . [173]
Si bien la cafeína no se une directamente a ningún receptor de dopamina , influye en la actividad de unión de la dopamina en sus receptores en el cuerpo estriado al unirse a los receptores de adenosina que han formado heterómeros GPCR con los receptores de dopamina, específicamente el heterodímero del receptor A1 - D1 (este es un complejo receptor con un receptor de adenosina A1 y un receptor de dopamina D1 ) y el heterotetrámero del receptor A2A - D2 (este es un complejo receptor con dos receptores de adenosina A2A y dos receptores de dopamina D2 ) . [174] [175] [176] [177] El heterotetrámero del receptor A2A - D2 se ha identificado como un objetivo farmacológico primario de la cafeína, principalmente porque media algunos de sus efectos psicoestimulantes y sus interacciones farmacodinámicas con los psicoestimulantes dopaminérgicos. [175] [176] [177]
La cafeína también provoca la liberación de dopamina en el cuerpo estriado dorsal y el núcleo del núcleo accumbens (una subestructura dentro del cuerpo estriado ventral ), pero no en la cubierta del núcleo accumbens , al antagonizar los receptores A1 en la terminal axónica de las neuronas dopaminérgicas y los heterodímeros A1 - A2A (un complejo receptor compuesto por un receptor de adenosina A1 y un receptor de adenosina A2A ) en la terminal axónica de las neuronas glutamatérgicas. [174] [169] Durante el uso crónico de cafeína, la liberación de dopamina inducida por cafeína dentro del núcleo del núcleo accumbens se reduce notablemente debido a la tolerancia al fármaco . [174] [169]
La cafeína, al igual que otras xantinas , también actúa como inhibidor de la fosfodiesterasa . [178] Como inhibidor competitivo no selectivo de la fosfodiesterasa, [179] la cafeína aumenta el AMP cíclico intracelular , activa la proteína quinasa A , inhibe la síntesis de TNF-alfa [180] [181] y leucotrienos [182] , y reduce la inflamación y la inmunidad innata . [182] La cafeína también afecta al sistema colinérgico donde es un inhibidor moderado de la enzima acetilcolinesterasa . [183] [184]
La cafeína del café u otras bebidas es absorbida por el intestino delgado dentro de los 45 minutos de la ingestión y se distribuye por todos los tejidos corporales. [186] La concentración máxima en sangre se alcanza dentro de 1-2 horas. [187] Se elimina por cinética de primer orden . [188] La cafeína también se puede absorber por vía rectal, evidenciado por supositorios de tartrato de ergotamina y cafeína (para el alivio de la migraña ) [189] y de clorobutanol y cafeína (para el tratamiento de la hiperémesis ). [190] Sin embargo, la absorción rectal es menos eficiente que la oral: la concentración máxima ( Cmax ) y la cantidad total absorbida ( AUC ) son ambas alrededor del 30% (es decir, 1/3,5) de las cantidades orales. [191]
La semivida biológica de la cafeína (el tiempo que el cuerpo necesita para eliminar la mitad de una dosis) varía ampliamente entre individuos según factores como el embarazo, otros fármacos, el nivel de función de las enzimas hepáticas (necesarias para el metabolismo de la cafeína) y la edad. En adultos sanos, la semivida de la cafeína es de entre 3 y 7 horas. [5] La semivida disminuye entre un 30 y un 50 % en los fumadores varones adultos , se duplica aproximadamente en las mujeres que toman anticonceptivos orales y se prolonga en el último trimestre del embarazo . [126] En los recién nacidos, la semivida puede ser de 80 horas o más, disminuyendo rápidamente con la edad, posiblemente a menos del valor adulto a los 6 meses. [126] El antidepresivo fluvoxamina (Luvox) reduce el aclaramiento de la cafeína en más del 90 % y aumenta su semivida de eliminación más de diez veces, de 4,9 horas a 56 horas. [192]
La cafeína es metabolizada en el hígado por el sistema enzimático citocromo P450 oxidasa (particularmente por la isoenzima CYP1A2 ) en tres dimetilxantinas , [ 193] cada una de las cuales tiene sus propios efectos en el cuerpo:
El ácido 1,3,7-trimetilúrico es un metabolito menor de la cafeína. [5] La 7-metilxantina también es un metabolito de la cafeína. [194] [195] Cada uno de los metabolitos anteriores se metaboliza aún más y luego se excreta en la orina. La cafeína puede acumularse en personas con enfermedad hepática grave , lo que aumenta su vida media. [196]
Una revisión de 2011 encontró que el aumento de la ingesta de cafeína estaba asociada con una variación en dos genes que aumentan la tasa de catabolismo de la cafeína . Los sujetos que tenían esta mutación en ambos cromosomas consumían 40 mg más de cafeína por día que otros. [197] Esto se debe presumiblemente a la necesidad de una mayor ingesta para lograr un efecto deseado comparable, no a que el gen condujera a una disposición a un mayor incentivo de habituación.
La cafeína anhidra pura es un polvo blanco, inodoro y de sabor amargo con un punto de fusión de 235–238 °C. [7] [8] La cafeína es moderadamente soluble en agua a temperatura ambiente (2 g/100 mL), pero rápidamente soluble en agua hirviendo (66 g/100 mL). [198] También es moderadamente soluble en etanol (1,5 g/100 mL). [198] Es débilmente básica (pKa del ácido conjugado = ~0,6) y requiere un ácido fuerte para protonarla. [199] La cafeína no contiene ningún centro estereogénico [200] y, por lo tanto, se clasifica como una molécula aquiral . [201]
El núcleo de xantina de la cafeína contiene dos anillos fusionados, una pirimidinediona y un imidazol . La pirimidinediona a su vez contiene dos grupos funcionales amida que existen predominantemente en una resonancia zwitteriónica , la ubicación desde la cual los átomos de nitrógeno están doblemente enlazados a sus átomos de carbono amida adyacentes. Por lo tanto, los seis átomos dentro del sistema de anillo de pirimidinediona tienen hibridación sp 2 y son planos. El anillo de imidazol también tiene una resonancia . Por lo tanto, el núcleo del anillo 5,6 fusionado de la cafeína contiene un total de diez electrones pi y, por lo tanto, de acuerdo con la regla de Hückel, es aromático . [202]
La biosíntesis de cafeína es un ejemplo de evolución convergente entre diferentes especies. [207] [208] [209]
La cafeína se puede sintetizar en el laboratorio a partir de dimetilurea y ácido malónico . [ Aclaración necesaria ] [205] [206] [210] La producción de cafeína sintetizada se lleva a cabo en gran medida en plantas farmacéuticas en China. La cafeína sintética y la natural son químicamente idénticas y casi indistinguibles. La principal distinción es que la cafeína sintética se fabrica a partir de urea y ácido cloroacético, mientras que la cafeína natural se extrae de fuentes vegetales, un proceso conocido como descafeinización . [211]
A pesar de los diferentes métodos de producción, el producto final y sus efectos sobre el cuerpo son similares. Las investigaciones sobre la cafeína sintética respaldan que tiene los mismos efectos estimulantes sobre el cuerpo que la cafeína natural. [212] Y aunque muchos afirman que la cafeína natural se absorbe más lentamente y, por lo tanto, produce un bajón de cafeína más leve, hay poca evidencia científica que respalde esta idea. [211]
Alemania, la cuna del café descafeinado, alberga varias plantas de descafeinización, incluida la más grande del mundo, Coffein Compagnie. [213] Más de la mitad del café descafeinado que se vende en los EE. UU. viaja primero desde los trópicos hasta Alemania para eliminar la cafeína antes de llegar a los consumidores estadounidenses. [ cita requerida ]
La extracción de cafeína del café, para producir cafeína y café descafeinado, se puede realizar utilizando varios solventes. A continuación se indican los métodos principales:
De hecho, los cafés "descafeinados" contienen cafeína en muchos casos; algunos productos de café descafeinado disponibles comercialmente contienen niveles considerables. Un estudio determinó que el café descafeinado contenía 10 mg de cafeína por taza, en comparación con aproximadamente 85 mg de cafeína por taza del café normal. [215]
La cafeína se puede cuantificar en sangre, plasma o suero para controlar la terapia en neonatos , confirmar un diagnóstico de intoxicación o facilitar una investigación médico-legal de muerte. Los niveles plasmáticos de cafeína suelen estar en el rango de 2 a 10 mg/L en bebedores de café, 12 a 36 mg/L en neonatos que reciben tratamiento para la apnea y 40 a 400 mg/L en víctimas de sobredosis aguda. La concentración urinaria de cafeína se mide con frecuencia en programas deportivos competitivos, para los cuales un nivel superior a 15 mg/L suele considerarse como abuso. [216]
Se han creado algunas sustancias análogas que imitan las propiedades de la cafeína, ya sea en su función o estructura, o en ambas. De este último grupo se encuentran las xantinas DMPX [217] y la 8-cloroteofilina , que es un ingrediente de la dramamina . Los miembros de una clase de xantinas sustituidas con nitrógeno se proponen a menudo como posibles alternativas a la cafeína. [218] [ ¿ Fuente poco fiable? ] También se han dilucidado muchos otros análogos de xantinas que constituyen la clase de antagonistas del receptor de adenosina. [219]
Algunos otros análogos de la cafeína:
La cafeína, al igual que otros alcaloides como la cinconina , la quinina o la estricnina , precipita polifenoles y taninos . Esta propiedad puede utilizarse en un método de cuantificación. [ Aclaración necesaria ] [220]
Se sabe que unas treinta especies de plantas contienen cafeína. [221] Las fuentes más comunes son los "granos" (semillas) de las dos plantas de café cultivadas, Coffea arabica y Coffea canephora (la cantidad varía, pero el 1,3% es un valor típico); y de la planta del cacao, Theobroma cacao ; las hojas de la planta del té ; y las nueces de cola . Otras fuentes incluyen las hojas del acebo yaupón , el acebo sudamericano yerba mate y el acebo amazónico guayusa ; y las semillas de las bayas de guaraná del arce amazónico . Los climas templados de todo el mundo han producido plantas que contienen cafeína no relacionadas.
La cafeína en las plantas actúa como un pesticida natural : puede paralizar y matar a los insectos depredadores que se alimentan de la planta. [222] Se encuentran altos niveles de cafeína en las plántulas de café cuando están desarrollando follaje y carecen de protección mecánica. [223] Además, se encuentran altos niveles de cafeína en el suelo circundante a las plántulas de café, lo que inhibe la germinación de las semillas de las plántulas de café cercanas, lo que da a las plántulas con los niveles más altos de cafeína menos competidores por los recursos existentes para la supervivencia. [224] La cafeína se almacena en las hojas de té en dos lugares. En primer lugar, en las vacuolas celulares donde se combina con polifenoles . Esta cafeína probablemente se libera en las partes bucales de los insectos, para desalentar la herbivoría. En segundo lugar, alrededor de los haces vasculares, donde probablemente inhibe que los hongos patógenos entren y colonicen los haces vasculares. [225] La cafeína en el néctar puede mejorar el éxito reproductivo de las plantas productoras de polen al mejorar la memoria de recompensa de los polinizadores como las abejas melíferas . [18]
Las diferentes percepciones sobre los efectos de la ingestión de bebidas elaboradas a partir de diversas plantas que contienen cafeína podrían explicarse por el hecho de que estas bebidas también contienen mezclas variables de otros alcaloides de metilxantina , incluidos los estimulantes cardíacos teofilina y teobromina , y polifenoles que pueden formar complejos insolubles con la cafeína. [226]
Los productos que contienen cafeína incluyen café, té, refrescos ("colas"), bebidas energéticas , otras bebidas, chocolate , [240] tabletas de cafeína, otros productos orales y productos para inhalación. Según un estudio de 2020 en los Estados Unidos, el café es la principal fuente de ingesta de cafeína en adultos de mediana edad, mientras que los refrescos y el té son las principales fuentes en los adolescentes. [79] Las bebidas energéticas se consumen con mayor frecuencia como fuente de cafeína en adolescentes en comparación con los adultos. [79]
La principal fuente mundial de cafeína es el "grano" de café (la semilla de la planta del café ), a partir del cual se prepara el café. El contenido de cafeína en el café varía ampliamente según el tipo de grano de café y el método de preparación utilizado; [241] incluso los granos dentro de un arbusto determinado pueden mostrar variaciones en la concentración. En general, una porción de café varía de 80 a 100 miligramos, para una sola dosis (30 mililitros) de espresso de variedad arábica , a aproximadamente 100-125 miligramos para una taza (120 mililitros) de café de filtro . [242] [243] El café arábica generalmente contiene la mitad de cafeína que la variedad robusta . [241] En general, el café tostado oscuro tiene un poco menos de cafeína que los tostados más claros porque el proceso de tostado reduce el contenido de cafeína del grano en una pequeña cantidad. [242] [243]
El té contiene más cafeína que el café en peso seco. Sin embargo, una porción típica contiene mucho menos, ya que se utiliza menos producto que una porción equivalente de café. También contribuyen al contenido de cafeína las condiciones de cultivo, las técnicas de procesamiento y otras variables. Por lo tanto, los tés contienen cantidades variables de cafeína. [244]
El té contiene pequeñas cantidades de teobromina y niveles ligeramente más altos de teofilina que el café. La preparación y muchos otros factores tienen un impacto significativo en el té, y el color es un mal indicador del contenido de cafeína. Tés como el té verde japonés pálido , gyokuro , por ejemplo, contienen mucha más cafeína que tés mucho más oscuros como el lapsang souchong , que tiene un contenido mínimo. [244]
La cafeína también es un ingrediente común de los refrescos , como la cola , originalmente preparada a partir de nueces de cola . Los refrescos suelen contener de 0 a 55 miligramos de cafeína por porción de 12 onzas (350 ml). [245] Por el contrario, las bebidas energéticas , como Red Bull , pueden comenzar con 80 miligramos de cafeína por porción. La cafeína en estas bebidas se origina de los ingredientes utilizados o es un aditivo derivado del producto de la descafeinización o de la síntesis química. El guaraná, un ingrediente principal de las bebidas energéticas, contiene grandes cantidades de cafeína con pequeñas cantidades de teobromina y teofilina en un excipiente de liberación lenta de origen natural . [246]
Los sólidos de cacao (derivados del grano de cacao ) contienen 230 mg de cafeína por cada 100 g. [234]
El contenido de cafeína varía entre las distintas variedades de cacao. Contenido de cafeína mg/g (ordenado por el contenido de cafeína más bajo): [235]
Cafeína por 100 g:
El efecto estimulante del chocolate puede deberse a una combinación de teobromina y teofilina , así como cafeína. [250]
Las tabletas ofrecen varias ventajas sobre el café, el té y otras bebidas con cafeína, entre ellas la comodidad, la dosis conocida y la posibilidad de evitar la ingesta concomitante de azúcar, ácidos y líquidos. Se dice que el uso de cafeína en esta forma mejora el estado de alerta mental. [251] Estas tabletas son utilizadas habitualmente por estudiantes que estudian para sus exámenes y por personas que trabajan o conducen durante muchas horas. [252]
Una empresa estadounidense está comercializando tiras de cafeína solubles por vía oral. [253] Otra vía de consumo es SpazzStick , un bálsamo labial con cafeína . [254] La goma de mascar con cafeína Alert Energy se introdujo en los Estados Unidos en 2013, pero se retiró voluntariamente después de un anuncio de una investigación de la FDA sobre los efectos sobre la salud de la cafeína añadida a los alimentos. [255]
De manera similar a un cigarrillo electrónico , se puede usar un inhalador de cafeína para administrar cafeína o un estimulante como el guaraná mediante vaporización . [256] En 2012, la FDA envió una carta de advertencia a una de las empresas que comercializaban un inhalador, expresando inquietudes por la falta de información de seguridad disponible sobre la cafeína inhalada. [257] [258]
Según la leyenda china, el emperador chino Shennong , que se dice que reinó alrededor del año 3000 a. C., descubrió el té sin darse cuenta cuando notó que cuando ciertas hojas caían en agua hirviendo, resultaba una bebida fragante y reconstituyente. [260] Shennong también se menciona en Cha Jing de Lu Yu , una famosa obra temprana sobre el tema del té. [261]
La evidencia más antigua creíble de que se bebía café o se conocía su planta aparece a mediados del siglo XV, en los monasterios sufíes de Yemen , en el sur de Arabia. [262] Desde Mocha , el café se extendió a Egipto y al norte de África, y en el siglo XVI había llegado al resto de Oriente Medio, Persia y Turquía . Desde Oriente Medio, el consumo de café se extendió a Italia, luego al resto de Europa, y los holandeses transportaron plantas de café a las Indias Orientales y a las Américas. [263]
El uso de la nuez de cola parece tener orígenes muy antiguos. En muchas culturas de África occidental se mastica , tanto en entornos privados como sociales, para recuperar la vitalidad y aliviar los dolores del hambre. [264]
La evidencia más antigua del uso de la semilla de cacao proviene de residuos encontrados en una antigua olla maya que data del 600 a. C. Además, el chocolate se consumía en una bebida amarga y picante llamada xocolatl , a menudo condimentada con vainilla , chile y achiote . Se creía que el xocolatl combatía la fatiga, una creencia probablemente atribuible al contenido de teobromina y cafeína. El chocolate era un importante bien de lujo en toda la Mesoamérica precolombina , y las semillas de cacao a menudo se usaban como moneda. [265]
Los españoles introdujeron el xocolatl en Europa y se convirtió en una bebida popular en 1700. Los españoles también introdujeron el árbol del cacao en las Indias Occidentales [266] y las Filipinas . [267]
Los nativos americanos utilizaban las hojas y los tallos del acebo yaupon ( Ilex vomitoria ) para preparar un té llamado asi o la " bebida negra ". [268] Los arqueólogos han encontrado evidencia de este uso en la antigüedad, [269] posiblemente datando de tiempos del Arcaico Tardío . [268]
En 1819, el químico alemán Friedlieb Ferdinand Runge aisló cafeína relativamente pura [ vago ] por primera vez; la llamó "Kaffebase" (es decir, una base que existe en el café). [270] Según Runge, lo hizo a instancias de Johann Wolfgang von Goethe . [a] [272] En 1821, la cafeína fue aislada tanto por el químico francés Pierre Jean Robiquet como por otro par de químicos franceses, Pierre-Joseph Pelletier y Joseph Bienaimé Caventou , según el químico sueco Jöns Jacob Berzelius en su diario anual. Además, Berzelius afirmó que los químicos franceses habían hecho sus descubrimientos independientemente de cualquier conocimiento del trabajo de Runge o de los demás. [273] Sin embargo, Berzelius reconoció posteriormente la prioridad de Runge en la extracción de cafeína, afirmando: [274] "Sin embargo, en este punto, no debe quedar sin mencionar que Runge (en sus Phytochemical Discoveries , 1820, páginas 146-147) especificó el mismo método y describió la cafeína bajo el nombre de Caffeebase un año antes que Robiquet, a quien generalmente se atribuye el descubrimiento de esta sustancia, habiendo hecho el primer anuncio oral al respecto en una reunión de la Sociedad de Farmacia en París".
El artículo de Pelletier sobre la cafeína fue el primero en utilizar el término impreso (en la forma francesa Caféine de la palabra francesa para café: café ). [275] Esto corrobora el relato de Berzelius:
Cafeína, sustantivo (femenino). Sustancia cristalizable descubierta en el café en 1821 por el señor Robiquet. En la misma época –mientras buscaban la quinina en el café, ya que el café es considerado por varios médicos como un medicamento que reduce la fiebre y porque el café pertenece a la misma familia que la quina–, los señores Pelletier y Caventou consiguieron cafeína; pero como sus investigaciones tenían un objetivo diferente y no habían sido terminadas, dejaron la prioridad en este tema al señor Robiquet. No sabemos por qué el señor Robiquet no ha publicado el análisis del café que leyó en la Sociedad de Farmacia. Su publicación nos habría permitido dar a conocer mejor la cafeína y darnos ideas precisas sobre la composición del café...
Robiquet fue uno de los primeros en aislar y describir las propiedades de la cafeína pura, [276] mientras que Pelletier fue el primero en realizar un análisis elemental . [277]
En 1827, M. Oudry aisló la "teína" del té, [278] pero en 1838 Mulder [279] y Carl Jobst [280] demostraron que la teína era en realidad lo mismo que la cafeína.
En 1895, el químico alemán Hermann Emil Fischer (1852-1919) sintetizó por primera vez la cafeína a partir de sus componentes químicos (es decir, una " síntesis total "), y dos años más tarde, también derivó la fórmula estructural del compuesto. [281] Esto fue parte del trabajo por el cual Fischer recibió el Premio Nobel en 1902. [282]
Debido a que se reconoció que el café contenía algún compuesto que actuaba como estimulante, primero el café y luego también la cafeína han sido objeto de regulación en ocasiones. Por ejemplo, en el siglo XVI los islamistas de La Meca y del Imperio Otomano declararon ilegal el café para algunas clases sociales. [283] [284] [285] Carlos II de Inglaterra intentó prohibirlo en 1676, [286] [287] Federico II de Prusia lo prohibió en 1777, [288] [289] y el café estuvo prohibido en Suecia en varias ocasiones entre 1756 y 1823.
En 1911, la cafeína se convirtió en el foco de uno de los primeros problemas de salud documentados, cuando el gobierno de los EE. UU. confiscó 40 barriles y 20 barriles de jarabe de Coca-Cola en Chattanooga, Tennessee , alegando que la cafeína en su bebida era "perjudicial para la salud". [290] Aunque la Corte Suprema luego falló a favor de Coca-Cola en Estados Unidos v. Forty Barrels and Twenty Kegs of Coca-Cola , se presentaron dos proyectos de ley a la Cámara de Representantes de los EE. UU. en 1912 para modificar la Ley de Alimentos y Medicamentos Puros , agregando la cafeína a la lista de sustancias "creadoras de hábito" y "nocivas", que deben figurar en la etiqueta de un producto. [291]
The US Food and Drug Administration (FDA) considers safe beverages containing less than 0.02% caffeine;[292] but caffeine powder, which is sold as a dietary supplement, is unregulated.[293] It is a regulatory requirement that the label of most prepackaged foods must declare a list of ingredients, including food additives such as caffeine, in descending order of proportion. However, there is no regulatory provision for mandatory quantitative labeling of caffeine, (e.g., milligrams caffeine per stated serving size). There are a number of food ingredients that naturally contain caffeine. These ingredients must appear in food ingredient lists. However, as is the case for "food additive caffeine", there is no requirement to identify the quantitative amount of caffeine in composite foods containing ingredients that are natural sources of caffeine. While coffee or chocolate are broadly recognized as caffeine sources, some ingredients (e.g., guarana, yerba maté) are likely less recognized as caffeine sources. For these natural sources of caffeine, there is no regulatory provision requiring that a food label identify the presence of caffeine nor state the amount of caffeine present in the food.[294] The FDA guidance was updated in 2018.[295]
Global consumption of caffeine has been estimated at 120,000 tonnes per year, making it the world's most popular psychoactive substance.[20] The consumption of caffeine has remained stable between 1997 and 2015.[296] Coffee, tea and soft drinks are the most common caffeine sources, with energy drinks contributing little to the total caffeine intake across all age groups.[296]
The Seventh-day Adventist Church asked for its members to "abstain from caffeinated drinks", but has removed this from baptismal vows (while still recommending abstention as policy).[297] Some from these religions believe that one is not supposed to consume a non-medical, psychoactive substance, or believe that one is not supposed to consume a substance that is addictive. The Church of Jesus Christ of Latter-day Saints has said the following with regard to caffeinated beverages: "... the Church revelation spelling out health practices (Doctrine and Covenants 89) does not mention the use of caffeine. The Church's health guidelines prohibit alcoholic drinks, smoking or chewing of tobacco, and 'hot drinks' – taught by Church leaders to refer specifically to tea and coffee."[298]
Gaudiya Vaishnavas generally also abstain from caffeine, because they believe it clouds the mind and overstimulates the senses.[299] To be initiated under a guru, one must have had no caffeine, alcohol, nicotine or other drugs, for at least a year.[300]
Caffeinated beverages are widely consumed by Muslims. In the 16th century, some Muslim authorities made unsuccessful attempts to ban them as forbidden "intoxicating beverages" under Islamic dietary laws.[301][302]
The bacteria Pseudomonas putida CBB5 can live on pure caffeine and can cleave caffeine into carbon dioxide and ammonia.[303]
Caffeine is toxic to birds[304] and to dogs and cats,[305] and has a pronounced adverse effect on mollusks, various insects, and spiders.[306] This is at least partly due to a poor ability to metabolize the compound, causing higher levels for a given dose per unit weight.[185] Caffeine has also been found to enhance the reward memory of honey bees.[18]
Caffeine has been used to double chromosomes in haploid wheat.[307]
("After Goethe had expressed to me his greatest satisfaction regarding the account of the man [whom I'd] rescued [from serving in Napoleon's army] by apparent "black star" [i.e., amaurosis, blindness] as well as the other, he handed me a carton of coffee beans, which a Greek had sent him as a delicacy. 'You can also use these in your investigations,' said Goethe. He was right; for soon thereafter I discovered therein caffeine, which became so famous on account of its high nitrogen content.").[271]Nachdem Goethe mir seine größte Zufriedenheit sowol über die Erzählung des durch scheinbaren schwarzen Staar Geretteten, wie auch über das andere ausgesprochen, übergab er mir noch eine Schachtel mit Kaffeebohnen, die ein Grieche ihm als etwas Vorzügliches gesandt. "Auch diese können Sie zu Ihren Untersuchungen brauchen," sagte Goethe. Er hatte recht; denn bald darauf entdeckte ich darin das, wegen seines großen Stickstoffgehaltes so berühmt gewordene Coffein.
Results: Of 49 symptom categories identified, the following 10 fulfilled validity criteria: headache, fatigue, decreased energy/ activeness, decreased alertness, drowsiness, decreased contentedness, depressed mood, difficulty concentrating, irritability, and foggy/not clearheaded. In addition, flu-like symptoms, nausea/vomiting, and muscle pain/stiffness were judged likely to represent valid symptom categories. In experimental studies, the incidence of headache was 50% and the incidence of clinically significant distress or functional impairment was 13%. Typically, onset of symptoms occurred 12–24 h after abstinence, with peak intensity at 20–51 h, and for a duration of 2–9 days.
Boiling Point
178 °C (sublimes)
Melting Point
238 DEG C (ANHYD)
Experimental Melting Point:
234–236 °C Alfa Aesar
237 °C Oxford University Chemical Safety Data
238 °C LKT Labs [C0221]
237 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 14937
238 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 17008, 17229, 22105, 27892, 27893, 27894, 27895
235.25 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 27892, 27893, 27894, 27895
236 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 27892, 27893, 27894, 27895
235 °C Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset 6603
234–236 °C Alfa Aesar A10431, 39214
Experimental Boiling Point:
178 °C (Sublimes) Alfa Aesar
178 °C (Sublimes) Alfa Aesar 39214
Long-term caffeine use can lead to mild physical dependence. A withdrawal syndrome characterized by drowsiness, irritability, and headache typically lasts no longer than a day. True compulsive use of caffeine has not been documented.
Substance use disorder in DSM-5 combines the DSM-IV categories of substance abuse and substance dependence into a single disorder measured on a continuum from mild to severe. ... Additionally, the diagnosis of dependence caused much confusion. Most people link dependence with "addiction" when in fact dependence can be a normal body response to a substance. ... DSM-5 will not include caffeine use disorder, although research shows that as little as two to three cups of coffee can trigger a withdrawal effect marked by tiredness or sleepiness. There is sufficient evidence to support this as a condition, however it is not yet clear to what extent it is a clinically significant disorder.
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of June 2024 (link)Caffeine does not usually affect performance in learning and memory tasks, although caffeine may occasionally have facilitatory or inhibitory effects on memory and learning. Caffeine facilitates learning in tasks in which information is presented passively; in tasks in which material is learned intentionally, caffeine has no effect. Caffeine facilitates performance in tasks involving working memory to a limited extent, but hinders performance in tasks that heavily depend on this, and caffeine appears to improve memory performance under suboptimal alertness. Most studies, however, found improvements in reaction time. The ingestion of caffeine does not seem to affect long-term memory. ... Its indirect action on arousal, mood and concentration contributes in large part to its cognitive enhancing properties.
Caffeine-induced increases in performance have been observed in aerobic as well as anaerobic sports (for reviews, see [26,30,31])...
Amphetamines and caffeine are stimulants that increase alertness, improve focus, decrease reaction time, and delay fatigue, allowing for an increased intensity and duration of training ...
Physiologic and performance effects
• Amphetamines increase dopamine/norepinephrine release and inhibit their reuptake, leading to central nervous system (CNS) stimulation
• Amphetamines seem to enhance athletic performance in anaerobic conditions 39 40
• Improved reaction time
• Increased muscle strength and delayed muscle fatigue
• Increased acceleration
• Increased alertness and attention to task
Table 34-12... Caffeine Intoxication – Euphoria
At a high dose, caffeine shows a euphoric effect.
Therefore, caffeine and other adenosine antagonists, while weakly euphoria-like on their own, may potentiate the positive hedonic efficacy of acute drug intoxication and reduce the negative hedonic consequences of drug withdrawal.
In contrast to the amphetamines, caffeine does not cause euphoria, stereotyped behaviors or psychoses.
However, in contrast to other psychoactive stimulants, such as amphetamine and cocaine, caffeine and the other methylxanthines do not produce euphoria, stereotyped behaviors or psychotic like symptoms in large doses.
True compulsive use of caffeine has not been documented, and, consequently, these drugs are not considered addictive.
Academics and clinicians, however, have not yet reached consensus about the potential clinical importance of caffeine addiction (or 'use disorder')
DESPITE THE IMPORTANCE OF NUMEROUS PSYCHOSOCIAL FACTORS, AT ITS CORE, DRUG ADDICTION INVOLVES A BIOLOGICAL PROCESS: the ability of repeated exposure to a drug of abuse to induce changes in a vulnerable brain that drive the compulsive seeking and taking of drugs, and loss of control over drug use, that define a state of addiction. ... A large body of literature has demonstrated that such ΔFosB induction in D1-type NAc neurons increases an animal's sensitivity to drug as well as natural rewards and promotes drug self-administration, presumably through a process of positive reinforcement
Astrid Nehlig and colleagues present evidence that in animals caffeine does not trigger metabolic increases or dopamine release in brain areas involved in reinforcement and reward. A single photon emission computed tomography (SPECT) assessment of brain activation in humans showed that caffeine activates regions involved in the control of vigilance, anxiety, and cardiovascular regulation but did not affect areas involved in reinforcement and reward.
Caffeine is not considered addictive, and in animals it does not trigger metabolic increases or dopamine release in brain areas involved in reinforcement and reward. ... these earlier data plus the present data reflect that caffeine at doses representing about two cups of coffee in one sitting does not activate the circuit of dependence and reward and especially not the main target area, the nucleus accumbens. ... Therefore, caffeine appears to be different from drugs of dependence like cocaine, amphetamine, morphine, and nicotine, and does not fulfil the common criteria or the scientific definitions to be considered an addictive substance.42
Through these interactions, caffeine is able to directly potentiate dopamine neurotransmission, thereby modulating the rewarding and addicting properties of nervous system stimuli.
The suggestion has also been made that a caffeine dependence syndrome exists ... In one controlled study, dependence was diagnosed in 16 of 99 individuals who were evaluated. The median daily caffeine consumption of this group was only 357 mg per day (Strain et al., 1994).
Since this observation was first published, caffeine addiction has been added as an official diagnosis in ICDM 9. This decision is disputed by many and is not supported by any convincing body of experimental evidence. ... All of these observations strongly suggest that caffeine does not act on the dopaminergic structures related to addiction, nor does it improve performance by alleviating any symptoms of withdrawal
F15 Mental and behavioural disorders due to use of other stimulants, including caffeine ...
.2 Dependence syndrome
A cluster of behavioural, cognitive, and physiological phenomena that develop after repeated substance use and that typically include a strong desire to take the drug, difficulties in controlling its use, persisting in its use despite harmful consequences, a higher priority given to drug use than to other activities and obligations, increased tolerance, and sometimes a physical withdrawal state.
The dependence syndrome may be present for a specific psychoactive substance (e.g., tobacco, alcohol, or diazepam), for a class of substances (e.g., opioid drugs), or for a wider range of pharmacologically different psychoactive substances. [Includes:]
Chronic alcoholism
Dipsomania
Drug addiction
Dose-response analysis suggested that incidence of T2DM decreased ...14% [0.86 (0.82-0.91)] for every 200 mg/day increment in caffeine intake.
On the other hand, our 'ventral shell of the nucleus accumbens' very much overlaps with the striatal compartment...
By targeting A1-A2A receptor heteromers in striatal glutamatergic terminals and A1 receptors in striatal dopaminergic terminals (presynaptic brake), caffeine induces glutamate-dependent and glutamate-independent release of dopamine. These presynaptic effects of caffeine are potentiated by the release of the postsynaptic brake imposed by antagonistic interactions in the striatal A2A-D2 and A1-D1 receptor heteromers.
Adenosine A2A receptor (A2AR)-dopamine D2 receptor (D2R) heteromers are key modulators of striatal neuronal function. It has been suggested that the psychostimulant effects of caffeine depend on its ability to block an allosteric modulation within the A2AR-D2R heteromer, by which adenosine decreases the affinity and intrinsic efficacy of dopamine at the D2R.
The striatal A2A-D2 receptor heteromer constitutes an unequivocal main pharmacological target of caffeine and provides the main mechanisms by which caffeine potentiates the acute and long-term effects of prototypical psychostimulants.
{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)Caféin ist eine Materie im Kaffee, die zu gleicher Zeit, 1821, von Robiquet und Pelletier und Caventou entdekt wurde, von denen aber keine etwas darüber im Drucke bekannt machte.[Caffeine is a material in coffee, which was discovered at the same time, 1821, by Robiquet and [by] Pelletier and Caventou, by whom however nothing was made known about it in the press.]
Es darf indessen hierbei nicht unerwähnt bleiben, dass Runge (in seinen phytochemischen Entdeckungen 1820, p. 146-7.) dieselbe Methode angegeben, und das Caffein unter dem Namen Caffeebase ein Jahr eher beschrieben hat, als Robiquet, dem die Entdeckung dieser Substanz gewöhnlich zugeschrieben wird, in einer Zusammenkunft der Societé de Pharmacie in Paris die erste mündliche Mittheilung darüber gab.
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