Cafeína

La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central (SNC) de la clase de las metilxantina. Hay varios mecanismos de acción conocidos para explicar los efectos de la cafeína. La más destacada es que bloquea de forma reversible la acción de la adenosina sobre sus receptores y, en consecuencia, previene la aparición de la somnolencia inducida por la adenosina. La cafeína también estimula ciertas partes del sistema nervioso autónomo.

La cafeína es una purina cristalina blanca y amarga, un alcaloide de la metilxantina, y está químicamente relacionada con las bases de 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 América del Sur, y ayuda a protegerlas de los herbívoros y de la competencia al evitar la germinación de las semillas cercanas, así como al alentarlas. consumo por parte de animales selectos como las abejas melíferas. La fuente de cafeína más conocida es el grano de café, la semilla del Coffeaplanta. Las personas pueden tomar bebidas que contengan 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 los refrescos de cola, se consumen en todo el mundo en grandes volúmenes. En 2020, se consumieron casi 10 millones de toneladas de granos de café en todo el mundo. La cafeína es la droga psicoactiva más consumida en el mundo. A diferencia de la mayoría de las otras sustancias psicoactivas, la cafeína sigue sin estar regulada y es legal en casi todas partes del mundo. La cafeína también es un caso atípico, ya que su uso se considera socialmente aceptable en la mayoría de las culturas e incluso se fomenta en otras, particularmente en el mundo occidental.

La cafeína puede tener efectos tanto positivos como negativos para la salud. Puede tratar y prevenir los trastornos respiratorios del bebé prematuro, la displasia broncopulmonar de la prematuridad y la apnea de la prematuridad. El citrato de cafeína está en la Lista Modelo de Medicamentos Esenciales de la OMS. Puede conferir un modesto efecto protector contra algunas enfermedades, incluida la enfermedad de Parkinson. Algunas personas experimentan trastornos del sueño o ansiedad si consumen cafeína, 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 de dos tazas de café por día o menos.La cafeína puede producir una forma leve de dependencia de las drogas, asociada con síntomas de abstinencia como somnolencia, dolor de cabeza e irritabilidad, cuando una persona deja de usar cafeína después de una ingesta diaria repetida. Con el uso crónico se desarrolla tolerancia a los efectos autonómicos del aumento de la presión arterial y el ritmo cardíaco, y el aumento de la producción de orina (es decir, estos síntomas se vuelven menos pronunciados o no ocurren después del uso constante).

La cafeína está clasificada por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos como generalmente reconocida como segura. Las dosis tóxicas, más de 10 gramos por día para un adulto, son mucho más altas que la dosis típica de menos de 500 miligramos por día. 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 las mujeres no plantean problemas de seguridad para el feto o los lactantes.Una taza de café contiene de 80 a 175 mg de cafeína, según el "grano" (semilla) que se use, cómo se tueste (los tostados más oscuros tienen menos cafeína) y cómo se prepare (p. ej., goteo, percolación o espresso). ). Por lo tanto, se requieren aproximadamente de 50 a 100 tazas de café ordinarias para alcanzar la dosis tóxica. Sin embargo, la cafeína pura en polvo, que está disponible como suplemento dietético, puede ser letal en cantidades del tamaño de una cucharada.

Usar

Médico

La cafeína se usa en:

• Displasia broncopulmonar en bebés prematuros tanto para la prevención como para el tratamiento. Puede mejorar el aumento de peso durante la terapia y reducir la incidencia de parálisis cerebral, así como reducir el lenguaje y el retraso cognitivo. Por otro lado, son posibles efectos secundarios sutiles a largo plazo.
• Apnea del prematuro como tratamiento primario, pero no preventivo.
• Tratamiento de la hipotensión ortostática.
• Algunas personas usan bebidas que contienen cafeína, como el café o el té, para tratar el asma. La evidencia para apoyar esta práctica, sin embargo, es pobre. 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 %, y este efecto dura hasta cuatro horas.
• La adición de cafeína (100 a 130 mg) a los analgésicos comúnmente recetados, como el paracetamol o el ibuprofeno, mejora modestamente la proporción de personas que logran aliviar el dolor.
• El consumo de cafeína después de la cirugía abdominal acorta el tiempo de recuperación de la función intestinal normal y acorta la estancia hospitalaria.

Mejora del rendimiento

Cognitive

La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central que puede reducir la fatiga y la somnolencia. 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. La cantidad de cafeína necesaria para producir estos efectos varía de persona a persona, según el tamaño corporal y el grado de tolerancia. Los efectos deseados surgen aproximadamente una hora después del consumo, y los efectos deseados de una dosis moderada generalmente desaparecen después de unas tres o cuatro horas.

La cafeína puede retrasar o prevenir el sueño y mejora el desempeño de las tareas durante la privación del sueño. Los trabajadores por turnos que usan cafeína cometen menos errores que podrían resultar de la somnolencia.

La cafeína, de manera dependiente de la dosis, aumenta el estado de alerta tanto en individuos fatigados como normales.

Una revisión sistemática y un metanálisis de 2014 encontraron que el uso simultáneo de cafeína y l -teanina tiene efectos psicoactivos sinérgicos que promueven el estado de alerta, la atención y el cambio de tareas; estos efectos son más pronunciados durante la primera hora después de la dosis.

Físico

La cafeína es una ayuda ergogénica comprobada en humanos. La cafeína mejora el rendimiento atlético en condiciones aeróbicas (especialmente deportes de resistencia) y anaeróbicas. Las dosis moderadas de cafeína (alrededor de 5 mg/kg ) pueden mejorar el rendimiento en carreras de velocidad, ciclismo y carreras contrarreloj, resistencia (es decir, retrasa la aparición de fatiga muscular y fatiga central) y la producción de potencia en ciclismo. La cafeína aumenta la tasa metabólica basal en adultos. La ingesta de cafeína previa al ejercicio aeróbico aumenta la oxidación de grasas, especialmente en personas con baja condición física.

La cafeína mejora la fuerza y ​​la potencia muscular y puede aumentar la resistencia muscular. La cafeína también mejora el rendimiento en las pruebas anaeróbicas. El consumo de cafeína antes del ejercicio de carga constante se asocia con un esfuerzo percibido reducido. Si bien este efecto no está presente durante el ejercicio hasta el agotamiento, el rendimiento mejora significativamente. Esto es congruente con que la cafeína reduzca el esfuerzo percibido, porque el ejercicio hasta el agotamiento debería terminar en el mismo punto de fatiga. La cafeína también mejora la producción de potencia y reduce el tiempo de finalización en las pruebas contrarreloj aeróbicas, un efecto positivo (pero no exclusivo) asociado con el ejercicio de mayor duración.

Poblaciones específicas

Adultos

Para la población general de adultos sanos, Health Canada recomienda una ingesta diaria de no más de 400 mg. Se encontró que este límite es seguro en una revisión sistemática de 2017 sobre la toxicología de la cafeína.

Niños

En niños sanos, la ingesta moderada de cafeína por debajo de 400 mg produce efectos que son "modestos y típicamente inocuos". Ya a los 6 meses de edad, los bebés pueden metabolizar la cafeína al mismo ritmo que los adultos. Las dosis más altas de cafeína (>400 mg) pueden causar daños fisiológicos, psicológicos y conductuales, particularmente en niños con afecciones psiquiátricas o cardíacas. No hay evidencia de que el café frene el crecimiento de un niño. La Academia Estadounidense de Pediatría recomienda que el consumo de cafeína no es apropiado para niños y adolescentes y debe evitarse.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 Fitness, Federaciones Nacionales de Asociaciones de Escuelas Secundarias). Para los niños menores de 12 años, Health Canada recomienda una ingesta diaria máxima de cafeína de no más de 2,5 miligramos por kilogramo de peso corporal. Basado en el peso corporal promedio de los niños, esto se traduce en los siguientes límites de ingesta basados ​​en la edad:

Adolescentes

Health Canada no ha elaborado recomendaciones para los adolescentes debido a la insuficiencia de datos. Sin embargo, sugieren 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 apropiada 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 consumidores adolescentes de cafeína. Esta es una sugerencia conservadora ya que los adolescentes mayores y con mayor peso pueden consumir dosis adultas de cafeína sin sufrir efectos adversos.

Embarazo y lactancia

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 2,5 a 4,5 horas en adultos no embarazadas). La evidencia actual sobre los efectos de la cafeína en el embarazo y la lactancia no es concluyente. Hay consejos primarios y secundarios limitados a favor o en contra del uso de cafeína durante el embarazo y sus efectos sobre el feto o el recién nacido.

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 a dos tazas de café recién hecho.. El Congreso Estadounidense de Obstetras y Ginecólogos (ACOG) concluyó en 2010 que el consumo de cafeína es seguro hasta 200 mg por día en mujeres embarazadas. Para las mujeres que amamantan, están embarazadas o pueden quedar embarazadas, Health Canada recomienda una ingesta diaria máxima de cafeína de no más de 300 mg, o un poco más de dos tazas de café de 8 oz (237 ml).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 en la reproducción o el desarrollo.

Hay informes contradictorios en la literatura científica sobre el uso de cafeína durante el embarazo. 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. Sin embargo, otras revisiones concluyeron que existe cierta evidencia de que una mayor ingesta de cafeína por parte de mujeres embarazadas puede estar asociada con un mayor riesgo de dar a luz a un bebé con bajo peso al nacer y puede estar asociada con un mayor riesgo de pérdida del embarazo. 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 una pérdida del embarazo.

Efectos adversos

Físico

La cafeína en el café y otras bebidas con cafeína puede afectar la motilidad gastrointestinal y la secreción de ácido gástrico. En mujeres posmenopáusicas, el alto consumo de cafeína puede acelerar la pérdida ósea.

La ingestión aguda de cafeína en grandes dosis (al menos 250 a 300 mg, equivalente a la cantidad que se encuentra en 2 a 3 tazas de café o 5 a 8 tazas de té) da como resultado una estimulación a corto plazo de la producción de orina en personas que han sido privados de cafeína por un período de días o semanas. Este aumento se debe tanto a una diuresis (aumento de la excreción de agua) como a una natriuresis (aumento de la excreción de solución salina); está mediada por el bloqueo del receptor de adenosina tubular proximal. El aumento agudo de la diuresis puede aumentar el riesgo de deshidratación. Sin embargo, los usuarios crónicos de cafeína desarrollan una tolerancia a este efecto y no experimentan un aumento en la producción de orina.

Psicológico

Los síntomas menores no deseados de la ingestión de cafeína que no son lo suficientemente graves como para justificar un diagnóstico psiquiátrico son comunes e incluyen ansiedad leve, nerviosismo, insomnio, mayor latencia del sueño y coordinación reducida. La cafeína puede tener efectos negativos sobre los trastornos de ansiedad. Según una revisión de la literatura de 2011, el consumo de cafeína se asocia positivamente con los trastornos de ansiedad y pánico. En dosis altas, generalmente superiores a 300 mg, la cafeína puede causar y empeorar la ansiedad. Para algunas personas, suspender el consumo de cafeína puede reducir significativamente la ansiedad. En dosis moderadas, la cafeína se ha asociado con síntomas reducidos de depresión y menor riesgo de suicidio.

El aumento del consumo de café y cafeína se asocia con un menor riesgo de depresión.

Algunos libros de texto afirman que la cafeína es un euforizante suave, otros afirman que no es un euforizante y un libro de texto afirma en un lugar que la cafeína no es un euforizante pero en otro lugar la agrupa entre los euforizantes.

El trastorno de ansiedad inducido por cafeína es una subclase del diagnóstico DSM-5 de trastorno de ansiedad inducido por sustancias/medicamentos.

Trastornos de refuerzo

Adiccion

Si la cafeína puede resultar en un trastorno adictivo depende de cómo se defina la adicción. No se ha observado el consumo compulsivo de cafeína bajo ninguna circunstancia y, por lo tanto, la cafeína generalmente no se considera adictiva. Sin embargo, algunos modelos de diagnóstico, como el ICDM-9 y el ICD-10, incluyen una clasificación de la adicción a la cafeína bajo un modelo de diagnóstico más amplio. Algunos afirman que ciertos usuarios pueden volverse adictos y, por lo tanto, no pueden disminuir el uso a pesar de que saben que hay efectos negativos para la salud.

La cafeína no parece ser un estímulo de refuerzo, y en realidad puede ocurrir cierto grado de aversión, con personas que prefieren el placebo a la cafeína en un estudio sobre la responsabilidad por el abuso de drogas publicado en una monografía de investigación del NIDA. Algunos afirman que la investigación no respalda un mecanismo bioquímico subyacente para la adicción a la cafeína. Otra investigación afirma que puede afectar el sistema de recompensas.

La "adicción a la cafeína" se agregó al ICDM-9 y al ICD-10. Sin embargo, su adición fue cuestionada con afirmaciones de que este modelo de diagnóstico de adicción a la cafeína no está respaldado por evidencia. El DSM-5 de la Asociación Estadounidense de Psiquiatría no incluye el diagnóstico de una adicción a la cafeína, pero propone criterios para el trastorno para más estudio.

Dependencia y abstinencia

La abstinencia puede causar malestar leve a clínicamente significativo o deterioro en el funcionamiento diario. La frecuencia con la que esto ocurre es del 11%, pero en las pruebas de laboratorio solo la mitad de las personas que informan abstinencia realmente la experimentan, lo que arroja dudas sobre muchas afirmaciones de dependencia. La dependencia física leve 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. Algunos síntomas asociados con la dependencia psicológica también pueden ocurrir durante la abstinencia. Los criterios diagnósticos para la abstinencia de cafeína requieren un uso diario prolongado previo de cafeína.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 parecidos a la gripe, dolor de cabeza y fatiga. Además, los signos y síntomas deben alterar áreas importantes del funcionamiento y no estar asociados con los efectos de otra afección.

El ICD-11 incluye la dependencia de la cafeína como una categoría diagnóstica distinta, que refleja fielmente el conjunto de criterios propuesto por el DSM-5 para el "trastorno por consumo de cafeína". El trastorno por consumo de cafeína se refiere a la dependencia de la cafeína caracterizada por la falta de control del consumo de cafeína a pesar de las consecuencias fisiológicas negativas. La APA, que publicó el DSM-5, reconoció que había pruebas suficientes para crear un modelo de diagnóstico de dependencia de la cafeína para el DSM-5, pero señaló que la importancia clínica del trastorno no está clara. Debido a esta evidencia no concluyente sobre la importancia clínica, el DSM-5 clasifica el trastorno por consumo de cafeína como una "condición para estudios adicionales".

La tolerancia a los efectos de la cafeína ocurre por las elevaciones inducidas por la cafeína en la presión arterial y los sentimientos subjetivos de nerviosismo. La sensibilización, el proceso mediante el cual los efectos se vuelven más prominentes con el uso, ocurre para efectos positivos como sentimientos de alerta y bienestar. La tolerancia varía para los usuarios de cafeína diarios y regulares y los usuarios de cafeína altos. Se ha demostrado que altas dosis de cafeína (750 a 1200 mg/día distribuidas 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 continuar causando trastornos del sueño, entre otras intolerancias. Los usuarios no regulares de cafeína tienen la menor tolerancia a la cafeína para la interrupción del sueño.Algunos bebedores de café desarrollan tolerancia a sus efectos no deseados que interrumpen el sueño, pero otros aparentemente no lo hacen.

Riesgo de otras enfermedades

Es posible un efecto protector de la cafeína contra la enfermedad de Alzheimer y la demencia, pero la evidencia no es concluyente. Puede proteger a las personas de la cirrosis hepática. La cafeína puede disminuir la gravedad del mal agudo de montaña si se toma unas horas antes de alcanzar una gran altitud. Un metaanálisis encontró que el consumo de cafeína está asociado con un riesgo reducido de diabetes tipo 2. El consumo regular de cafeína reduce el riesgo de desarrollar la enfermedad de Parkinson y ralentiza la tasa de progresión de la enfermedad de Parkinson. El consumo de cafeína puede estar asociado con un menor riesgo de depresión, aunque se han informado resultados contradictorios.

La cafeína aumenta la presión intraocular en las personas con glaucoma, pero no parece afectar a las personas normales.

El DSM-5 también incluye otros trastornos inducidos por la cafeína que consisten en el trastorno de ansiedad inducido por la cafeína, el trastorno del sueño inducido por la cafeína y los trastornos relacionados con la cafeína no especificados. Los dos primeros trastornos se clasifican en "Trastorno de ansiedad" y "Trastorno del sueño y la 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 relacionados con la cafeína no especificados".

Sobredosis

El consumo de 1 a 1,5 gramos (1000 a 1500 mg) por día se asocia con una afección conocida como cafeinismo. 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.

La sobredosis de cafeína puede resultar en un estado de sobreestimulación del sistema nervioso central conocido como intoxicación por cafeína, una condición temporal clínicamente significativa que se desarrolla durante o poco después del consumo de cafeína.Este síndrome generalmente ocurre solo después de la ingestión de grandes cantidades de cafeína, muy por encima de las cantidades que se encuentran en las bebidas y tabletas de cafeína típicas (p. ej., más de 400 a 500 mg a la vez). De acuerdo con el DSM-5, la intoxicación por cafeína se puede diagnosticar si se desarrollan cinco (o más) de los siguientes síntomas después del consumo reciente de cafeína: inquietud, nerviosismo, excitación, insomnio, rubor en la cara, diuresis (aumento de la producción de orina), trastornos gastrointestinales, espasmos musculares, flujo irregular de pensamiento y habla, taquicardia (aumento del ritmo cardíaco) o arritmia cardíaca, períodos de inagotabilidad y agitación psicomotora.

De acuerdo con la Clasificación Internacional de Enfermedades (ICD-11), los casos de ingesta muy alta de cafeína (p. ej., > 5 g) pueden provocar una intoxicación por cafeína con síntomas que incluyen manía, depresión, fallas en el juicio, desorientación, desinhibición, delirios, alucinaciones o psicosis. y rabdomiolisis (ruptura del tejido muscular esquelético).

Bebidas energizantes

El alto consumo de cafeína en las bebidas energéticas (al menos 1 litro o 320 mg de cafeína) se asoció con efectos secundarios cardiovasculares a corto plazo, como hipertensión, prolongación del intervalo QT y palpitaciones cardíacas. Estos efectos secundarios cardiovasculares no se observaron con cantidades más pequeñas de consumo de cafeína en las bebidas energéticas (menos de 200 mg).

Intoxicación severa

A partir de 2007, 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. La terapia de infusión de intralípidos está indicada en casos de riesgo inminente de paro cardíaco para eliminar la cafeína sérica libre.

Lethal dose

La muerte por ingestión de cafeína parece ser rara y, con mayor frecuencia, es causada por una sobredosis intencional de medicamentos. En 2016, se informaron 3702 exposiciones relacionadas con la cafeína a los Centros de control de intoxicaciones 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. La LD ₅₀ de cafeína en ratas es de 192 miligramos por kilogramo, la dosis fatal en humanos se estima en 150 a 200 miligramos por kilogramo (2,2 lb) de masa corporal (75 a 100 tazas de café por cada 70 kg (150 lb) adulto). Hay casos en los que dosis tan bajas como 57 miligramos por kilogramo han sido fatales.Varias muertes han sido causadas por sobredosis de suplementos de cafeína en polvo fácilmente disponibles, para los cuales la cantidad letal estimada es menos de una cucharada. La dosis letal es más baja en personas cuya capacidad para metabolizar la cafeína se ve afectada debido a la genética oa una enfermedad hepática crónica. En 2013 se informó la muerte de un hombre con cirrosis hepática que tomó una sobredosis de mentas con cafeína.

Interacciones

La cafeína es un sustrato para CYP1A2 e interactúa con muchas sustancias a través de este y otros mecanismos.

Alcohol

Según DSST, el alcohol proporciona una reducción en el rendimiento y la cafeína tiene una mejora significativa en el rendimiento. Cuando el alcohol y la cafeína se consumen juntos, los efectos producidos por la cafeína se ven afectados, pero los efectos del alcohol siguen siendo los mismos. Por ejemplo, cuando se agrega cafeína adicional, el efecto de la droga producido por el alcohol no se reduce. Sin embargo, el nerviosismo y el estado de alerta que proporciona la cafeína disminuyen cuando se consume más alcohol. El consumo de alcohol por sí solo reduce los aspectos inhibitorios y de activación del control del comportamiento. La cafeína antagoniza el aspecto de activación del control conductual, pero no tiene efecto sobre el control conductual inhibitorio.Las Pautas dietéticas para estadounidenses recomiendan evitar el consumo concomitante de alcohol y cafeína, ya que esto puede conducir a un mayor consumo de alcohol, con un mayor riesgo de lesiones asociadas con el alcohol.

Tabaco

Fumar tabaco aumenta el aclaramiento de cafeína en un 56%. Fumar cigarrillos induce la enzima citocromo P450 1A2 que descompone la cafeína, lo que puede conducir a una mayor tolerancia a la cafeína y al consumo de café en los fumadores regulares.

Control de la natalidad

Las píldoras anticonceptivas pueden extender la vida media de la cafeína, lo que requiere una mayor atención al consumo de cafeína.

Medicamentos

La cafeína a veces aumenta la eficacia de algunos medicamentos, como los que se usan para los dolores de cabeza. Se determinó que la cafeína aumenta la potencia de algunos analgésicos de venta libre en un 40 %.

Los efectos farmacológicos de la adenosina pueden atenuarse en personas que toman grandes cantidades de metilxantinas como la cafeína. Algunos otros ejemplos de metilxantinas incluyen los medicamentos teofilina y aminofilina, que se recetan para aliviar los síntomas del asma o la EPOC.

Farmacología

Farmacodinámica

Estructura de una sinapsis química típica
Densidad postsinápticaCanal deCa controladopor voltajevesícula sinápticatransportador de neurotransmisoresReceptorneurotransmisorterminal del axónHendidura sinápticaDendrita

En ausencia de cafeína y cuando una persona está despierta y alerta, hay poca adenosina presente en las neuronas (SNC). Con un estado de vigilia continuo, con el tiempo la adenosina se acumula en la sinapsis neuronal y, a su vez, se une y activa los receptores de adenosina que se encuentran en ciertas neuronas del SNC; cuando se activan, estos receptores producen una respuesta celular que finalmente 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.

Objetivos de receptores y canales iónicos

La cafeína es un antagonista de los receptores de adenosina A _2A, y los estudios en ratones knockout han implicado específicamente al antagonismo del receptor A _2A como responsable de los efectos de la cafeína que promueven la vigilia. El antagonismo de los receptores A2A en el área preóptica ventrolateral (VLPO) reduce la neurotransmisión inhibitoria GABA al núcleo tuberomamilar, un núcleo de proyección histaminérgico que promueve la excitación de forma dependiente de la activación. Esta desinhibición del núcleo tuberomamilar es el mecanismo posterior por el cual la cafeína produce efectos que promueven la vigilia. La cafeína es un antagonista de los cuatro subtipos de receptores de adenosina (A ₁, A _2A, A _2B y A ₃), aunque con diferentes potencias. 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.

El antagonismo de los receptores de adenosina por la cafeína también estimula los centros medular vagal, vasomotor y respiratorio, lo que aumenta la frecuencia respiratoria, reduce la frecuencia cardíaca y contrae los vasos sanguíneos. El antagonismo del receptor de adenosina también promueve la liberación de neurotransmisores (p. ej., monoaminas y acetilcolina), lo que dota a la cafeína de sus efectos estimulantes; la adenosina actúa como un neurotransmisor inhibitorio que suprime la actividad en el sistema nervioso central. Las palpitaciones del corazón son causadas por el bloqueo del receptor A1 _.

Debido a que la cafeína es soluble tanto en agua como 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.

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). También es un antagonista competitivo del receptor ionotrópico de glicina.

Efectos sobre la dopamina estriatal

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 receptores de dopamina, específicamente el heterodímero del receptor A ₁ -D ₁ (esto es un receptor complejo con 1 receptor de adenosina A ₁ y 1 receptor de dopamina D ₁ ) y el receptor heterotetrámero A _2A –D ₂ (este es un complejo receptor con 2 receptores de adenosina A _2A y 2 receptores de dopamina D ₂ ). El A _2A –D ₂El receptor heterotetrámero se ha identificado como un objetivo farmacológico principal de la cafeína, principalmente porque media algunos de sus efectos psicoestimulantes y sus interacciones farmacodinámicas con los psicoestimulantes dopaminérgicos.

La cafeína también provoca la liberación de dopamina en el cuerpo estriado dorsal y el núcleo accumbens central (una subestructura dentro del cuerpo estriado ventral), pero no en la cubierta del núcleo accumbens, al antagonizar los receptores A ₁ en la terminal axónica de las neuronas dopaminérgicas y los heterodímeros A ₁ -A _2A. (un complejo receptor compuesto por 1 receptor de adenosina A ₁ y 1 receptor de adenosina A _2A ) en la terminal del axón de las neuronas de glutamato. Durante el uso crónico de cafeína, la liberación de dopamina inducida por la cafeína dentro del núcleo accumbens se reduce notablemente debido a la tolerancia a las drogas.

Dianas enzimáticas

La cafeína, al igual que otras xantinas, también actúa como inhibidor de la fosfodiesterasa. Como inhibidor competitivo no selectivo de la fosfodiesterasa, la cafeína aumenta el cAMP intracelular, activa la proteína quinasa A, inhibe la síntesis de TNF-alfa y leucotrienos y reduce la inflamación y la inmunidad innata. La cafeína también afecta el sistema colinérgico donde es un inhibidor moderado de la enzima acetilcolinesterasa.

Farmacocinética

La cafeína del café u otras bebidas se absorbe en el intestino delgado dentro de los 45 minutos posteriores a la ingestión y se distribuye por todos los tejidos corporales. La concentración sanguínea máxima se alcanza en 1 a 2 horas. Se elimina por cinética de primer orden. La cafeína también se puede absorber por vía rectal, como lo demuestran los ovulos de tartrato de ergotamina y cafeína (para el alivio de la migraña) y de clorobutanol y cafeína (para el tratamiento de la hiperémesis). Sin embargo, la absorción rectal es menos eficiente que la oral: la concentración máxima (C _max ) y la cantidad total absorbida (AUC) son aproximadamente el 30 % (es decir, 1/3,5) de las cantidades orales.

La vida media biológica de la cafeína, el tiempo requerido para que el cuerpo elimine la mitad de una dosis, varía ampliamente entre los individuos según factores como el embarazo, otras drogas, el nivel de función de las enzimas hepáticas (necesarias para el metabolismo de la cafeína) y la edad. En adultos sanos, la vida media de la cafeína es de 3 a 7 horas. La vida media se reduce en un 30-50% en hombres adultos fumadores, aproximadamente se duplica en mujeres que toman anticonceptivos orales y se prolonga en el último trimestre del embarazo. En los recién nacidos, la vida media puede ser de 80 horas o más, cayendo muy rápidamente con la edad, posiblemente a menos del valor adulto a los 6 meses de edad. El antidepresivo fluvoxamina (Luvox) reduce el aclaramiento de la cafeína en más del 90% y aumenta su vida media de eliminación en más de diez veces; de 4,9 horas a 56 horas.

La cafeína se metaboliza en el hígado por el sistema enzimático citocromo P450 oxidasa, en particular, por la isoenzima CYP1A2, en tres dimetilxantinas, cada una de las cuales tiene sus propios efectos en el cuerpo:

• Paraxantina (84%): aumenta la lipólisis, lo que conduce a niveles elevados de glicerol y ácidos grasos libres en el plasma sanguíneo.
• Teobromina (12%): dilata los vasos sanguíneos y aumenta el volumen de orina. La teobromina es también el principal alcaloide del grano de cacao (chocolate).
• Teofilina (4%): relaja los músculos lisos de los bronquios y se usa para tratar el asma. La dosis terapéutica de teofilina, sin embargo, es muchas veces mayor que los niveles alcanzados por el metabolismo de la cafeína.

El ácido 1,3,7-trimetilúrico es un metabolito menor de la cafeína. Cada uno de estos metabolitos 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.

Una revisión de 2011 encontró que una mayor ingesta de cafeína se asoció 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 al día que los demás. Presumiblemente, esto se debe a la necesidad de una mayor ingesta para lograr un efecto deseado comparable, no a que el gen condujera a una disposición para un mayor incentivo de habituación.

Química

La cafeína anhidra pura es un polvo blanco e inodoro de sabor amargo con un punto de fusión de 235–238 °C. La cafeína es moderadamente soluble en agua a temperatura ambiente (2 g/100 mL), pero muy soluble en agua hirviendo (66 g/100 mL). También es moderadamente soluble en etanol (1,5 g/100 mL). Es débilmente básico (pKa del ácido conjugado = ~0,6) y requiere un ácido fuerte para protonarlo _. La cafeína no contiene ningún centro estereogénico y, por lo tanto, se clasifica como una molécula aquiral.

El núcleo de xantina de la cafeína contiene dos anillos fusionados, una pirimidindiona y un imidazol. La pirimidindiona, a su vez, contiene dos grupos funcionales de amida que existen predominantemente en una resonancia zwitteriónica, la ubicación desde la cual los átomos de nitrógeno se unen por doble enlace a sus átomos de carbono de amida adyacentes. Por lo tanto, los seis átomos dentro del sistema de anillo de pirimidindiona tienen hibridación sp y son planos. Por lo tanto, el núcleo de 5,6 anillos fusionados de la cafeína contiene un total de diez electrones pi y, por lo tanto, según la regla de Hückel, es aromático.

Síntesis

La biosíntesis de la cafeína es un ejemplo de evolución convergente entre diferentes especies.

La cafeína se puede sintetizar en el laboratorio a partir de dimetilurea y ácido malónico.

Los suministros comerciales de cafeína generalmente no se fabrican sintéticamente porque el químico está fácilmente disponible como subproducto de la descafeinación.

Descafeinado

La extracción de cafeína del café, para producir cafeína y café descafeinado, se puede realizar utilizando varios disolventes. Los siguientes son los métodos principales:

• Extracción con agua: Los granos de café se remojan en agua. El agua, que contiene muchos otros compuestos además de la cafeína y contribuye al sabor del café, luego pasa a través de carbón activado, que elimina la cafeína. Luego, el agua se puede volver a poner con los granos y evaporar en seco, dejando el café descafeinado con su sabor original. Los fabricantes de café recuperan la cafeína y la revenden para su uso en refrescos y tabletas de cafeína de venta libre.
• Extracción con dióxido de carbono supercrítico: el dióxido de carbono supercrítico es un excelente solvente no polar para la cafeína y es más seguro que los solventes orgánicos que se usan de otra manera. El proceso de extracción es simple: el CO ₂ se fuerza a través de los granos de café verde a temperaturas superiores a 31,1 °C y presiones superiores a 73 atm. En estas condiciones, el CO ₂ se encuentra en un estado "supercrítico": tiene propiedades gaseosas que le permiten penetrar profundamente en los granos, pero también propiedades líquidas que disuelven entre el 97 y el 99 % de la cafeína. Luego, el CO ₂ cargado de cafeína se rocía con agua a alta presión para eliminar la cafeína. Luego, la cafeína se puede aislar por adsorción con carbón (como se indicó anteriormente) o por destilación, recristalización u ósmosis inversa.
• Extracción por solventes orgánicos: Ciertos solventes orgánicos como el acetato de etilo presentan mucho menos peligro para la salud y el medio ambiente que los solventes orgánicos clorados y aromáticos utilizados anteriormente. Otro método consiste en utilizar aceites de triglicéridos obtenidos a partir de café molido.

De hecho, los cafés "descafeinados" contienen cafeína en muchos casos: algunos productos de café descafeinado disponibles comercialmente contienen niveles considerables. Un estudio encontró que el café descafeinado contenía 10 mg de cafeína por taza, en comparación con aproximadamente 85 mg de cafeína por taza del café normal.

Detección en fluidos corporales

La cafeína se puede cuantificar en sangre, plasma o suero para monitorear la terapia en recién nacidos, confirmar un diagnóstico de envenenamiento o facilitar una investigación médico legal de muerte. Los niveles plasmáticos de cafeína por lo general están en el rango de 2 a 10 mg/L en bebedores de café, 12 a 36 mg/L en recién nacidos que reciben tratamiento por apnea y 40 a 400 mg/L en víctimas de sobredosis aguda. La concentración de cafeína en la orina se mide con frecuencia en programas deportivos competitivos, para los cuales un nivel superior a 15 mg/L generalmente se considera que representa abuso.

Análogos

Se han creado algunas sustancias análogas que imitan las propiedades de la cafeína con función o estructura o ambas. Del último grupo están las xantinas DMPX y la 8-cloroteofilina, que es un ingrediente de la dramamina. Los miembros de una clase de xantinas sustituidas con nitrógeno a menudo se proponen como posibles alternativas a la cafeína. También se han dilucidado muchos otros análogos de xantina que constituyen la clase de antagonistas del receptor de adenosina.

Algunos otros análogos de la cafeína:

• dipropilciclopentilxantina
• 8-ciclopentil-1,3-dimetilxantina
• 8-fenilteofilina

Precipitación de taninos

La cafeína, al igual que otros alcaloides como la cinconina, la quinina o la estricnina, precipita polifenoles y taninos. Esta propiedad se puede utilizar en un método de cuantificación.

Ocurrencia natural

Se sabe que una treintena de especies de plantas contienen cafeína. Las fuentes 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 de cacao, Theobroma cacao ; las hojas de la planta del té; y nueces de cola. Otras fuentes incluyen las hojas del acebo yaupon, la yerba mate del acebo sudamericano y la guayusa del acebo amazónico; y semillas de bayas de guaraná de 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. Se encuentran altos niveles de cafeína en las plántulas de café cuando están desarrollando follaje y carecen de protección mecánica. Además, se encuentran altos niveles de cafeína en el suelo circundante de las plántulas de café, lo que inhibe la germinación de las semillas de las plántulas de café cercanas, dando así a las plántulas con los niveles más altos de cafeína menos competidores por los recursos existentes para sobrevivir. La cafeína se almacena en las hojas de té en dos lugares. En primer lugar, en las vacuolas celulares donde forma complejos 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 la entrada de hongos patógenos y la colonización de los haces vasculares. 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.

Las diferentes percepciones de los efectos de ingerir bebidas elaboradas a partir de varias 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..

Productos

Los productos que contienen cafeína incluyen café, té, refrescos ("colas"), bebidas energéticas, otras bebidas, chocolate, tabletas de cafeína, otros productos orales y productos de 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. Las bebidas energéticas se consumen más comúnmente como fuente de cafeína en los adolescentes que en los adultos.

Bebidas

Café

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; incluso los frijoles dentro de un arbusto dado pueden mostrar variaciones en la concentración. En general, una porción de café varía de 80 a 100 miligramos, para una sola toma (30 mililitros) de espresso de variedad arábica, a aproximadamente 100 a 125 miligramos para una taza (120 mililitros) de café de goteo. El café arábica normalmente contiene la mitad de la cafeína de la variedad robusta. 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.

Té

El té contiene más cafeína que el café por peso seco. Sin embargo, una porción típica contiene mucho menos, ya que se usa menos producto en comparación con una porción equivalente de café. También contribuyen al contenido de cafeína las condiciones de crecimiento, las técnicas de procesamiento y otras variables. Por lo tanto, los tés contienen cantidades variables de cafeína.

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 indicador muy pobre del contenido de cafeína. Los tés como el té verde japonés pálido, gyokuro, por ejemplo, contienen mucha más cafeína que los tés mucho más oscuros como el lapsang souchong, que tiene muy poca.

Refrescos y bebidas energéticas

La cafeína también es un ingrediente común de los refrescos, como la cola, que originalmente se preparaba con nueces de cola. Los refrescos suelen contener de 0 a 55 miligramos de cafeína por porción de 12 onzas. Por el contrario, las bebidas energéticas, como Red Bull, pueden comenzar con 80 miligramos de cafeína por porción. La cafeína de estas bebidas tiene su origen en los ingredientes utilizados o es un aditivo derivado del producto de la descafeinación 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 natural de liberación lenta.

Otras bebidas

• El mate es una bebida popular en muchas partes de América del Sur. Su preparación consiste en llenar una calabaza con las hojas de la yerba mate sudamericana de acebo, verter agua caliente pero no hirviendo sobre las hojas y beber con una pajita, la bombilla, que actúa como filtro para sacar sólo el líquido y no las hojas de yerba.
• El guaraná es un refresco originario de Brasil elaborado a partir de las semillas del fruto del guaraná.
• Las hojas de Ilex guayusa, el acebo ecuatoriano, se colocan en agua hirviendo para hacer un té de guayusa.
• Las hojas de Ilex vomitoria, el acebo yaupon, se colocan en agua hirviendo para hacer un té yaupon.
• Las bebidas lácteas con sabor a café preparadas comercialmente son populares en Australia. Los ejemplos incluyen Oak's Ice Coffee y Farmers Union Iced Coffee. La cantidad de cafeína en estas bebidas puede variar ampliamente. Las concentraciones de cafeína pueden diferir significativamente de las afirmaciones del fabricante.

Chocolate

El chocolate derivado de los granos de cacao contiene una pequeña cantidad de cafeína. El débil efecto estimulante del chocolate puede deberse a una combinación de teobromina y teofilina, además de cafeína. Una porción típica de 28 gramos de una barra de chocolate con leche tiene tanta cafeína como una taza de café descafeinado. Por peso, el chocolate negro tiene una o dos veces la cantidad de cafeína que el café: 80-160 mg por 100 g. Los porcentajes más altos de cacao, como el 90%, ascienden a 200 mg por cada 100 g aproximadamente y, por lo tanto, una barra de chocolate con 85% de cacao de 100 gramos contiene alrededor de 195 mg de cafeína.

Tabletas

Las tabletas ofrecen varias ventajas sobre el café, el té y otras bebidas con cafeína, incluida la conveniencia, la dosificación conocida y la evitación de la ingesta concomitante de azúcar, ácidos y líquidos. Se dice que el uso de cafeína en esta forma mejora el estado de alerta mental. Estas tabletas son comúnmente utilizadas por estudiantes que estudian para sus exámenes y por personas que trabajan o conducen durante muchas horas.

Otros productos orales

Una empresa estadounidense comercializa tiras de cafeína solubles por vía oral. Otra ruta de consumo es SpazzStick, un bálsamo labial con cafeína. Alert Energy Caffeine Gum se introdujo en los Estados Unidos en 2013, pero se retiró voluntariamente después del anuncio de una investigación de la FDA sobre los efectos en la salud de la cafeína añadida en los alimentos.

Inhalantes

Hay varios productos que se comercializan que ofrecen inhaladores que brindan mezclas patentadas de suplementos, siendo la cafeína un ingrediente clave. En 2012, la FDA envió una carta de advertencia a una de las empresas que comercializa estos inhaladores, expresando su preocupación por la falta de información de seguridad disponible sobre la cafeína inhalada.

Combinaciones con otras drogas.

• Algunas bebidas combinan alcohol con cafeína para crear una bebida alcohólica con cafeína. Los efectos estimulantes de la cafeína pueden enmascarar los efectos depresivos del alcohol, reduciendo potencialmente la conciencia del usuario sobre su nivel de intoxicación. Tales bebidas han sido objeto de prohibiciones debido a problemas de seguridad. En particular, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos ha clasificado la cafeína agregada a las bebidas de licor de malta como un "aditivo alimentario inseguro".
• Ya ba contiene una combinación de metanfetamina y cafeína.
• Los analgésicos como propifenazona/paracetamol/cafeína combinan la cafeína con un analgésico.

Historia

Descubrimiento y difusión del uso.

Según la leyenda china, el emperador chino Shennong, que supuestamente reinó alrededor del año 3000 a. C., sin darse cuenta descubrió el té cuando notó que cuando ciertas hojas caían en agua hirviendo, se producía una bebida fragante y reparadora. Shennong también se menciona en Cha Jing de Lu Yu, un famoso trabajo temprano sobre el tema del té.

La evidencia creíble más antigua del consumo de café o del conocimiento de la planta del café aparece a mediados del siglo XV, en los monasterios sufíes de Yemen en el sur de Arabia. Desde Mocha, el café se extendió a Egipto y el norte de África, y en el siglo XVI había llegado al resto del Medio Oriente, Persia y Turquía. Desde el Medio Oriente, el consumo de café se extendió a Italia, luego al resto de Europa, y los holandeses transportaron las plantas de café a las Indias Orientales y América.

El uso de la nuez de cola parece tener orígenes antiguos. Se mastica en muchas culturas de África Occidental, tanto en entornos privados como sociales, para restaurar la vitalidad y aliviar los dolores de hambre.

La evidencia más temprana del uso del grano de cacao proviene de los residuos encontrados en una antigua vasija maya que data del año 600 a. Además, el chocolate se consumía en una bebida amarga y picante llamada xocolatl, a menudo sazonada con vainilla, chile y achiote. Se creía que Xocolatl combatía la fatiga, una creencia probablemente atribuible al contenido de teobromina y cafeína. El chocolate era un bien de lujo importante en toda la Mesoamérica precolombina, y los granos de cacao se usaban a menudo como moneda.

Xocolatl fue introducido en Europa por los españoles y se convirtió en una bebida popular en 1700. Los españoles también introdujeron el árbol del cacao en las Indias Occidentales y Filipinas. Se usaba en procesos alquímicos, donde se le conocía como "frijol negro".

Los nativos americanos usaban las hojas y los tallos del acebo yaupon ( Ilex vomitoria ) para preparar un té llamado asi o la "bebida negra". Los arqueólogos han encontrado evidencia de este uso en la antigüedad, posiblemente datando del Arcaico Tardío.

Identificación química, aislamiento y síntesis.

En 1819, el químico alemán Friedlieb Ferdinand Runge aisló por primera vez cafeína relativamente pura; lo llamó "Kaffebase" (es decir, una base que existe en el café). Según Runge, lo hizo a instancias de Johann Wolfgang von Goethe. 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 revista anual. Además, Berzelius afirmó que los químicos franceses habían hecho sus descubrimientos independientemente de cualquier conocimiento del trabajo de Runge o de los demás. Sin embargo, Berzelius luego reconoció la prioridad de Runge en la extracción de cafeína, afirmando:"Sin embargo, en este punto, no debe quedar sin mencionar que Runge (en su 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 el descubrimiento de este se suele atribuir la 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 ). Corrobora el relato de Berzelius:

Cafeína, sustantivo (femenino). Sustancia cristalizable descubierta en el café en 1821 por el Sr. Robiquet. En el mismo período –mientras buscaban la quinina en el café porque varios médicos consideran que el café es un medicamento que baja la fiebre y porque el café pertenece a la misma familia que el árbol de la quina– por su parte, los Sres. Pelletier y Caventou obtuvieron cafeína; pero debido a que su investigación tenía un objetivo diferente y debido a que su investigación no había terminado, dejaron la prioridad en este tema al Sr. Robiquet. No sabemos por qué el Sr. Robiquet no ha publicado el análisis del café que leyó a la Sociedad de Farmacia. Su publicación nos habría permitido dar a conocer mejor la cafeína y darnos ideas precisas de la composición del café...

Robiquet fue uno de los primeros en aislar y describir las propiedades de la cafeína pura, mientras que Pelletier fue el primero en realizar un análisis elemental.

En 1827, M. Oudry aisló la "teína" del té, pero en 1838 Mulder y Carl Jobst 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. Esto fue parte del trabajo por el cual Fischer recibió el Premio Nobel en 1902.

Regulaciones históricas

Debido a que se reconoció que el café contenía algún compuesto que actuaba como estimulante, primero el café y luego también la cafeína en ocasiones ha sido objeto de regulación. Por ejemplo, en el siglo XVI, los islamistas en La Meca y en el Imperio Otomano declararon ilegal el café para algunas clases. Carlos II de Inglaterra trató de prohibirlo en 1676, Federico II de Prusia lo prohibió en 1777 y el café fue prohibido en Suecia en varias ocasiones entre 1756 y 1823.

En 1911, la cafeína se convirtió en el foco de uno de los primeros sustos de salud documentados, cuando el gobierno de EE. UU. incautó 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". Aunque la Corte Suprema luego falló a favor de Coca-Cola en Estados Unidos v. Forty Barrels & Twenty Kegs of Coca-Cola, se presentaron dos proyectos de ley a la Cámara de Representantes de EE. UU. en 1912 para enmendar la Ley de Alimentos y Medicamentos Puros, agregando cafeína a la lista de sustancias "que crean hábito" y "perjudiciales", que deben figurar en la etiqueta de un producto.

Sociedad y Cultura

Reglamento

Estados Unidos

La Administración de Drogas y Alimentos (FDA) de los Estados Unidos actualmente permite solo bebidas que contienen menos del 0,02 % de cafeína; pero la cafeína en polvo, que se vende como suplemento dietético, no está regulada.Es un requisito reglamentario que la etiqueta de la mayoría de los alimentos preenvasados ​​debe declarar una lista de ingredientes, incluidos los aditivos alimentarios como la cafeína, en orden descendente de proporción. Sin embargo, no existe una disposición reglamentaria para el etiquetado cuantitativo obligatorio de cafeína (p. ej., miligramos de cafeína por porción indicada). Hay una serie de ingredientes alimentarios que contienen cafeína de forma natural. Estos ingredientes deben aparecer en las listas de ingredientes de los alimentos. Sin embargo, como es el caso de la "cafeína como aditivo alimentario", no existe ningún requisito para identificar la cantidad cuantitativa de cafeína en los alimentos compuestos que contienen ingredientes que son fuentes naturales de cafeína. Si bien el café o el chocolate son ampliamente reconocidos como fuentes de cafeína, es probable que algunos ingredientes (p. ej., guaraná, yerba mate) sean menos reconocidos como fuentes de cafeína.

Consumo

El consumo mundial de cafeína se ha estimado en 120.000 toneladas al año, lo que la convierte en la sustancia psicoactiva más popular del mundo. Esto equivale a un promedio de una porción de una bebida con cafeína para cada persona todos los días. El consumo de cafeína se ha mantenido estable entre 1997 y 2015. El café, el té y los refrescos son las fuentes de cafeína más importantes, y las bebidas energéticas contribuyen poco a la ingesta total de cafeína en todos los grupos de edad.

Religiones

Hasta hace poco, la Iglesia Adventista del Séptimo Día pedía a sus miembros "abstenerse de bebidas con cafeína", pero lo ha eliminado de los votos bautismales (aunque sigue recomendando la abstención como política). Algunas de estas religiones creen que se supone que uno no debe consumir una sustancia psicoactiva no médica, o creen que se supone que uno no debe consumir una sustancia que sea adictiva. La Iglesia de Jesucristo de los Santos de los Últimos Días ha dicho lo siguiente con respecto a las bebidas con cafeína: "... la revelación de la Iglesia que detalla las prácticas de salud (Doctrina y Convenios 89) no menciona el uso de cafeína. Las pautas de salud de la Iglesia prohíben bebidas alcohólicas, fumar o masticar tabaco y 'bebidas calientes', enseñadas por los líderes de la Iglesia para referirse específicamente al té y al café".

Los Gaudiya Vaishnavas generalmente también se abstienen de la cafeína, porque creen que nubla la mente y estimula en exceso los sentidos. Para ser iniciado con un gurú, uno no debe haber consumido cafeína, alcohol, nicotina u otras drogas durante al menos un año.

Las bebidas con cafeína son ampliamente consumidas por los musulmanes en la actualidad. En el siglo XVI, algunas autoridades musulmanas hicieron intentos fallidos de prohibirlos como "bebidas intoxicantes" prohibidas según las leyes dietéticas islámicas.

Otros organismos

La bacteria Pseudomonas putida CBB5 recientemente descubierta puede vivir de cafeína pura y puede dividir la cafeína en dióxido de carbono y amoníaco.

La cafeína es tóxica para las aves y para los perros y gatos, y tiene un efecto adverso pronunciado sobre los moluscos, varios insectos y arañas. Esto se debe, al menos en parte, a una capacidad deficiente para metabolizar el compuesto, lo que provoca niveles más altos para una dosis determinada por unidad de peso. También se ha descubierto que la cafeína mejora la memoria de recompensa de las abejas melíferas.

Investigar

La cafeína se ha utilizado para duplicar cromosomas en trigo haploide.