Cafeína
Antecedentes
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| Sistemático ( IUPAC ) nombre | ||||||||||||||||||||||||||
| 1,3,7-trimetil-1 H-purina-2,6 (3 H, 7 H) -diona 3,7-dihidro-1,3,7-trimetil-1 H-purina-2,6-diona | ||||||||||||||||||||||||||
| Los datos clínicos | ||||||||||||||||||||||||||
| SAIA / Drugs.com | monografía | |||||||||||||||||||||||||
| Gato Embarazo. | C ( EE.UU. ) | |||||||||||||||||||||||||
| Estatus legal | U nscheduled ( AU ) GSL ( Reino Unido ) OTC ( Estados Unidos ) | |||||||||||||||||||||||||
| Riesgo de dependencia | Alto | |||||||||||||||||||||||||
| Rutas | Oral, insuflación, enema | |||||||||||||||||||||||||
| Los datos farmacocinéticos | ||||||||||||||||||||||||||
| Biodisponibilidad | 99% | |||||||||||||||||||||||||
| La unión a proteínas | 17% a 36% | |||||||||||||||||||||||||
| Metabolismo | desmetilación por CYP1A2 | |||||||||||||||||||||||||
| Media vida | 5 horas | |||||||||||||||||||||||||
| Excreción | orina (100%) | |||||||||||||||||||||||||
| Identificadores | ||||||||||||||||||||||||||
| CAS | 58-08-2 | |||||||||||||||||||||||||
| Código ATC | N06B C01 | |||||||||||||||||||||||||
| PubChem | CID 2519 | |||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | DB00201 | |||||||||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | 2424  | |||||||||||||||||||||||||
| UNII | 3G6A5W338E | |||||||||||||||||||||||||
| KEGG | D00528 | |||||||||||||||||||||||||
| ChEBI | CHEBI: 27732 | |||||||||||||||||||||||||
| ChEMBL | CHEMBL113 | |||||||||||||||||||||||||
| Datos Química | ||||||||||||||||||||||||||
| Fórmula | C 8 H 10 N 4 O 2 | |||||||||||||||||||||||||
| Mol. masa | 194,19 g / mol | |||||||||||||||||||||||||
| SONRISAS | eMolecules y PubChem | |||||||||||||||||||||||||
InChI
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La cafeína es un amargo, blanco cristalino xantina alcaloide que actúa como una droga estimulante. La cafeína se encuentra en cantidades diversas en las semillas, hojas y frutos de algunas plantas, donde actúa como pesticida natural que paraliza y mata a ciertos insectos que se alimentan de las plantas, así como a potenciar la memoria recompensa de polinizadores. Es más comúnmente se consume por los seres humanos en las infusiones extraídas de la semilla de la planta de café y las hojas de la arbusto del té, así como de diversos alimentos y bebidas que contienen productos derivados de la nuez de cola. Otras fuentes incluyen yerba mate, las bayas de guaraná, guayusa, y la apalachina acebo.
En los seres humanos, la cafeína actúa como una estimulante del sistema nervioso central, alejar temporalmente de la somnolencia y restaurar el estado de alerta. Es el mundo de la más consumida droga psicoactiva, pero a diferencia de muchas otras sustancias psicoactivas, es legal y no regulado en casi todas partes del mundo. Las bebidas que contienen cafeína, como café , té , refrescos , y bebidas energéticas, gozan de gran popularidad. En América del Norte, el 90% de los adultos consumen cafeína al día.
Parte de la razón de cafeína está clasificado por la Food and Drug Administration como GRAS (generalmente reconocido como seguro) es que las dosis tóxicas (más de 10 gramos) son mucho más altas que las dosis utilizadas normalmente (menos de 500 miligramos). Consumo ordinario puede tener riesgos para la salud de baja, incluso cuando se lleva durante años - no puede ser un modesto efecto protector contra algunas enfermedades, entre ellas Enfermedad de Parkinson, ciertos tipos de cáncer . La cafeína puede tener efectos tanto positivos como negativos sobre los trastornos de ansiedad. Algunas personas experimentan interrupción del sueño si consumen cafeína, especialmente durante las horas de la noche, pero otros muestran poca perturbación y el efecto de la cafeína en el sueño es muy variable.
La evidencia de un riesgo para el embarazo es equívoca, pero algunas autoridades han concluido que prudente consejo es para las mujeres embarazadas para limitar el consumo de hasta el equivalente de dos tazas de café al día o menos. La 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. La cafeína tiene compresor y templado efectos diuréticos cuando se administran a personas que no están acostumbrados a ella, pero los usuarios regulares desarrollan una tolerancia a este efecto y los estudios no han podido generalmente apoyar la noción común que el consumo ordinario contribuye significativamente a deshidratación. Con un uso intensivo, la tolerancia se desarrolla rápidamente a la autonómica, pero no los efectos cognitivos o de excitación de la cafeína. El grado en que la cafeína puede producir clínicamente significativa físico y dependencia mental, sigue siendo un tema de controversia en la literatura médica.
Efectos en la salud
Efectos estimulantes
La cafeína es una sistema nervioso central y estimulante metabólico, y se utiliza tanto con fines recreativos y médicamente para reducir la fatiga física y para restaurar el estado de alerta cuando se produce somnolencia. Produce un aumento de la vigilia, el flujo más rápido y más claro de pensamiento, mayor atención, y la coordinación del cuerpo mejor general. La cantidad de cafeína necesaria para producir efectos varía de persona a persona, dependiendo del tamaño del cuerpo y grado de tolerancia. Efectos comienzan a menos de una hora después del consumo, y una dosis moderada por lo general desaparece en unas cinco horas.
La cafeína tiene una serie de efectos sobre el sueño, pero no afecta a todas las personas de la misma manera. Mejora el rendimiento durante privación del sueño, pero puede dar lugar a la posterior insomnio. En los trabajadores del turno conduce a un menor número de errores causados por el cansancio. En atletismo, las dosis moderadas de cafeína puede mejorar sprint, la resistencia y el rendimiento deportivo del equipo, pero las mejoras por lo general no son muy grandes. Curiosamente, alguna evidencia sugiere que el café no produce los efectos ergogénicos observados en otras fuentes de cafeína. Las altas dosis de cafeína, sin embargo, pueden perjudicar el rendimiento deportivo al interferir con la coordinación. La evidencia muestra que, contrariamente a consejos común, la cafeína puede ser útil en gran altitud.
Los efectos físicos
El consumo de grandes cantidades de cafeína - por lo general más de 250 mg por día - puede conducir a una condición conocida como cafeinismo cafeinismo suele combinar cafeína. dependencia de una amplia gama de condiciones físicas y mentales desagradables incluyendo nerviosismo, irritabilidad, inquietud, insomnio, dolores de cabeza, y palpitaciones del corazón después de uso de la cafeína.
El consumo de café está asociado con un menor riesgo general de cáncer . Esto se debe principalmente a una disminución de los riesgos de hepatocelular y cáncer endometrial, pero también puede tener un efecto modesto sobre el cáncer colorrectal. No parece haber un efecto protector significativo contra otros tipos de cánceres, y el consumo excesivo de café puede aumentar el riesgo de cáncer de vejiga. Por otro lado, la cafeína se ha demostrado que inhiben los mecanismos de reparación del ADN celular., Pero sólo a concentraciones extremadamente altas (que serían letales en los seres humanos). Hay poca o ninguna evidencia de que el consumo de cafeína aumenta el riesgo de la enfermedad cardiovascular, y algo puede reducir el riesgo de la diabetes tipo 2. Beber cuatro o más tazas de café al día no afecta el riesgo de hipertensión en comparación con beber poco o nada de café. Sin embargo los que beben 1-3 tazas al día pueden estar en un riesgo ligeramente mayor. Aumenta la cafeína la presión intraocular en aquellos con glaucoma, pero no parece afectar a los individuos normales. Se puede proteger a las personas cirrosis hepática. No hay evidencia de que el café impide el crecimiento de un niño. La cafeína puede aumentar la eficacia de algunos medicamentos como los utilizados para el tratamiento de dolores de cabeza . Del mismo modo, la cafeína intravenosa se utiliza a menudo en hospitales para proporcionar alivio temporal del dolor para los dolores de cabeza asociados causada por la baja presión del líquido cefalorraquídeo.
El consumo de cafeína durante el embarazo no parece aumentar el riesgo de malformaciones congénitas, aborto involuntario o retraso en el crecimiento, incluso cuando se consume en cantidades moderadas o elevadas. Sin embargo, como los datos que apoyan esta conclusión es de mala calidad algunos sugieren limitar el consumo de cafeína durante el embarazo. Por ejemplo el Reino Unido Agencia de Estándares de Alimentos ha recomendado que las mujeres embarazadas deben limitar su consumo de cafeína, por prudencia, a menos de 200 mg de cafeína al día - el equivalente a dos tazas de café instantáneo, o uno y medio a dos tazas de café fresco. La 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. Aunque la evidencia de que la cafeína puede ser perjudicial durante el embarazo es equívoca, existe alguna evidencia de que los cambios hormonales asociados con el embarazo disminuyen el aclaramiento metabólico de la cafeína en el sistema, provocando una dosis dada a tener efectos más duraderos (tan largo como 15 horas en el tercer trimestre).
En el lado positivo, la cafeína es el tratamiento primario de los trastornos de la respiración apnea del prematuro y también puede ser eficaz en la prevención de displasia broncopulmonar en los bebés prematuros. El único riesgo a corto plazo asociados con tratamiento con citrato de cafeína es una reducción temporal de la ganancia de peso durante el tratamiento y estudios a largo plazo (18 a 21 meses) han demostrado los beneficios del tratamiento de los recién nacidos prematuros con cafeína duradera. Mientras que algunos autores han planteado la posibilidad de problemas sutiles a largo plazo, el seguimiento de datos neurológicos a los 18 meses ya los cinco años después del tratamiento cafeína neonatal reveló lo contrario; tratamiento parece ser neuroprotector, como hijos cafeína tratados fueron significativamente menos probabilidades de tener parálisis cerebral y se habían reducido las tasas de lenguaje y retraso cognitivo.
Cuando las dosis de cafeína equivalente a 2-3 tazas de café se administran a personas que no han consumido cafeína durante los días anteriores, producen un leve aumento de la producción de orina. Debido a esto efecto diurético, algunas autoridades han recomendado que los atletas o los pasajeros de líneas aéreas evitar la cafeína con el fin de reducir el riesgo de deshidratación. La mayoría de las personas que consumen cafeína, sin embargo, lo ingieren diariamente. Los consumidores habituales de cafeína se ha demostrado que el desarrollo de una fuerte tolerancia al efecto diurético, y los estudios han fracasado en general a apoyar la idea de que el consumo habitual de bebidas con cafeína contribuye significativamente a la deshidratación, incluso en atletas.
La cafeína se ha demostrado para aumentar el rendimiento muscular: Coso et al. encontró que una dosis de cafeína de al menos 3 mg / kg, en forma de una bebida energética mejoró media sentadilla y press de banca potencia muscular máxima.
Efectos psicológicos
Los Institutos Nacionales de Salud afirma que "el exceso de cafeína puede hacer que usted inquieta, ansiosa e irritable. También te puede impedirle dormir bien y causar dolores de cabeza, los ritmos anormales del corazón, u otros problemas. Si deja de usar la cafeína, usted podría conseguir los síntomas de abstinencia. Algunas personas son más sensibles a los efectos de la cafeína que otros. Ellos deben limitar su consumo de cafeína. Así que deberían hacer las mujeres embarazadas y lactantes. "
Cuatro trastornos inducidos por cafeína son reconocidos por el Asociación Americana de Psiquiatría (APA), que incluye: la intoxicación por cafeína, cafeína-inducida trastorno del sueño, trastorno de ansiedad inducido por cafeína y trastorno relacionado con la cafeína no especificado (NOS). La DSM-IV define el trastorno del sueño inducido por cafeína, como una persona que ingiere regularmente altas dosis de cafeína suficiente para inducir una alteración significativa en su sueño, suficientemente grave como para merecer una atención clínica. A partir de 2010 el efecto de la cafeína en las personas con TDAH no se conoce. Sin embargo, algunos estudios han encontrado una modesta protección contra la enfermedad de Alzheimer , pero la evidencia no es concluyente.
La cafeína puede tener efectos tanto negativos como positivos en los trastornos de ansiedad. Un número de estudios clínicos han mostrado una asociación positiva entre la cafeína y efectos ansiogénicos y / o trastorno de pánico. En dosis altas, por lo general superior a 300 mg, la cafeína puede causar y empeorar la ansiedad o, raramente, gatillo manía o psicosis. En dosis moderadas de cafeína puede reducir los síntomas de depresión y menor suicidio riesgo. En dosis moderadas de cafeína típicamente no afecta el aprendizaje o la memoria, y puede mejorar las funciones cognitivas, especialmente en las personas que están fatigados, posiblemente debido a su efecto en el estado de alerta. Sin embargo sufren de ansiedad pueden tener una alta sensibilidad a la cafeína. Para algunas personas, la ansiedad puede ser muy reducida por la suspensión del uso de cafeína.
Contrariamente a la creencia popular, algunas investigaciones sugieren que la cafeína no aumenta la motivación en los seres humanos, e incluso puede disminuir la motivación en algunos.
Toxicidad cafeína
La sobredosis de cafeína puede resultar en un estado de sistema nervioso central sobre-estimulación llama intoxicación por cafeína ( DSM-IV 305.90) ,. Este síndrome se produce normalmente sólo después de la ingestión de grandes cantidades de cafeína, más de las cantidades que se encuentran en las bebidas con cafeína típicos y tabletas de cafeína (por ejemplo, más de 400 a 500 mg por cada vez). Los síntomas de la intoxicación por cafeína son comparables a los síntomas de la sobredosis de otra Estimulantes: pueden incluir agitación, inquietud, ansiedad, excitación, insomnio, enrojecimiento de la cara, aumento de la micción, trastornos gastrointestinales, espasmos musculares, un flujo incoherente de pensamiento y discurso, irritabilidad, irregular o latidos rápidos del corazón, y agitación psicomotora. En los casos de sobredosis mucho más grandes, manía, depresión, errores de juicio, desorientación, desinhibición, delirios, alucinaciones o psicosis puede ocurrir, y rabdomiolisis (descomposición del tejido muscular) puede ser provocado.
Sobredosis extrema puede causar la muerte. La dosis letal media (DL50) administrado por vía oral, es de 192 miligramos por kilogramo en las ratas. La DL50 de la cafeína en los seres humanos depende de la sensibilidad individual, pero se estima en alrededor de 150 a 200 miligramos por kilogramo de masa corporal o aproximadamente de 80 a 100 tazas de café para un adulto promedio. Aunque el logro de la dosis letal con cafeína sería difícil con café regular, no se han reportado muertes por sobredosis de pastillas de cafeína, con síntomas graves de sobredosis que requieren hospitalización que ocurre de tan poco como 2 gramos de cafeína. Una excepción a esto estaría tomando una droga como fluvoxamina o levofloxacina, que bloquea la enzima del hígado responsable del metabolismo de la cafeína, lo que aumenta los efectos centrales y las concentraciones en sangre de cafeína cinco veces. La causa exacta de la muerte en estos casos es incierto, pero puede resultar de arritmia cardiaca conduce a paro cardíaco.
El tratamiento de la intoxicación por cafeína severa es generalmente de apoyo, proporcionando el tratamiento de los síntomas inmediatos, pero si el paciente tiene niveles muy altos de suero de cafeína luego diálisis peritoneal, hemodiálisis, o hemofiltración puede ser requerida.
La adicción y la tolerancia
Con su utilización habitual, dependencia física o se puede producir adicción. Además, algunos efectos de la cafeína, en particular los efectos autonómicos, disminuyen con el tiempo, un fenómeno conocido como tolerancia. La tolerancia se desarrolla rápidamente a algunos efectos (pero no todas) de cafeína, especialmente entre café y bebidas energéticas grandes consumidores. Algunos bebedores de café a desarrollar tolerancia a sus efectos perturbadores del sueño, pero otros aparentemente no lo hacen.
Retirada
Los síntomas de abstinencia - incluyendo dolor de cabeza, irritabilidad, falta de concentración, somnolencia, insomnio y dolor en el estómago, parte superior del cuerpo y articulaciones - pueden aparecer dentro de 12 a 24 horas después de suspender el consumo de cafeína, pico en aproximadamente 48 horas, y por lo general duran de 2 a 9 días. Dolores de cabeza de abstinencia son experimentados por el 52% de las personas que dejaron de consumir cafeína durante dos días después de un promedio de 235 mg de cafeína por día antes de eso. En los bebedores de cafeína prolongados, también se reportan síntomas como aumento de la depresión y la ansiedad, náuseas, vómitos, dolores físicos e intenso deseo de cafeína que contienen las bebidas. Peer conocimiento, el apoyo y la interacción puede ayudar a la retirada.
En otros animales
Si bien segura en los seres humanos, cafeína es considerablemente tóxico para varios animales, tales como perros y las aves .
El aumento de la toxicidad de la cafeína en algunos animales es al menos en parte debido a una peor capacidad de metabolizar el compuesto.
La cafeína también tiene un efecto pronunciado sobre moluscos, diversos insectos y arañas .
Propiedades químicas y la biosíntesis
La cafeína es una molécula aquiral sin estereoisómeros.
Existen los dos grupos amida de la cafeína como predominantemente zwitteriónica estructuras de resonancia donde los átomos de nitrógeno y de carbono se doble enlace entre sí de modo que estos dos átomos de nitrógeno son esencialmente plana (en sp 2 hibridación orbital). Por consiguiente, el sistema de anillo condensado contiene un total de diez electrones pi y por lo tanto, de acuerdo con Regla de Hückel es aromático.
La cafeína se sintetiza en plantas de la purina nucleótidos AMP, GMP, y IMP. Estos a su vez se transforman en xantosina y luego teobromina, siendo este último el penúltimo precursor de cafeína.
Siendo fácilmente disponible como un subproducto de la descafeinización, la cafeína no es generalmente se sintetiza químicamente. Si se desea, puede ser sintetizado a partir dimetilurea y ácido malónico.
Puro la cafeína anhidro es un polvo incoloro blanco con un punto de fusión 227-228 ° C. La cafeína es moderadamente soluble en agua a temperatura ambiente (2 g / 100 ml), pero muy soluble en agua en ebullición (66 g / 100 ml). También es moderadamente soluble en etanol (1,5 g / 100 ml). Es débilmente básica (pK a = ~ 0,6) que requiere ácido fuerte para protonar ella.
Farmacología
Dentro de la cafeína cuerpo actúa a través de varios mecanismos, pero su efecto más importante es contrarrestar una sustancia llamada adenosina que circula naturalmente en niveles altos en todo el cuerpo, y especialmente en el sistema nervioso. En el cerebro, la adenosina desempeña un papel general de protección, parte del cual es reducir los niveles de actividad neural - por ejemplo, existe alguna evidencia de que la adenosina ayuda a inducir letargo en los animales que hibernan en temporada.
Mecanismo de acción
La adenosina actúa como un neurotransmisor inhibidor que suprime la actividad en el sistema nervioso central. El consumo de cafeína antagoniza la actividad de la adenosina y el aumento de la neurotransmisión incluyendo acetilcolina, epinefrina, dopamina, serotonina, glutamato, norepinefrina, cortisol, y en dosis más altas, endorfinas que explica el analgésico efecto para algunos usuarios. En dosis muy altas (superiores a 500 miligramos) inhibe la cafeína La neurotransmisión de GABA. Esta evidencia explica por qué la cafeína provoca ansiedad, insomnio, cardíaca rápida y el ritmo respiratorio.
Dado que la cafeína es tanto soluble en agua y soluble en lípidos, que atraviesa fácilmente la barrera hematoencefálica que separa el torrente sanguíneo desde el interior del cerebro. Una vez en el cerebro, el modo de acción principal es como un no selectivo antagonista de los receptores de adenosina (en otras palabras, un agente que reduce los efectos de la adenosina). La molécula de la cafeína es estructuralmente similar a la adenosina, y es capaz de unirse a los receptores de adenosina en la superficie de las células sin la activación de ellos, actuando de este modo como una inhibidor competitivo.
La adenosina se encuentra en cada parte del cuerpo, ya que juega un papel fundamental en el trifosfato de adenosina (ATP) en relación mecanismo de producción de energía y también es necesaria para La síntesis de ARN, pero tiene funciones adicionales en el cerebro. La evidencia indica que la adenosina cerebro actúa para proteger el cerebro mediante la supresión de la actividad neuronal y aumentando el flujo sanguíneo a través de los receptores situados sobre el músculo liso vascular. Los niveles de adenosina del cerebro se incrementan por varios tipos de estrés metabólico, incluyendo falta de oxígeno y interrupción del flujo sanguíneo. Hay evidencia de que la adenosina funciona como una liberado sinápticamente neurotransmisor en algunas partes del cerebro; Sin embargo, la adenosina aumenta relacionados con el estrés parecen ser producido principalmente por el metabolismo extracelular del ATP. A diferencia de la mayoría de los neurotransmisores, la adenosina no parece ser empaquetada en vesículas que se liberan de una manera controlada por voltaje, pero la posibilidad de un mecanismo de este tipo no ha sido descartada totalmente.
Varias clases de receptores de adenosina se han descrito, con diferentes distribuciones anatómicas. Receptores A1 se distribuyen extensamente, y actúan para inhibir la absorción de calcio. Receptores A 2A se concentran en los ganglios basales, un área que juega un papel fundamental en el control de la conducta, pero se pueden encontrar en otras partes del cerebro también, en densidades más bajas. Hay evidencia de que los receptores A 2A interactúan con el sistema de la dopamina, que está implicado en la recompensa y la excitación. (Receptores A 2A también se pueden encontrar en las paredes arteriales y las membranas celulares de la sangre.)
Más allá de sus efectos neuroprotectores generales, hay razones para creer que la adenosina puede estar involucrado más específicamente en el control del ciclo sueño-vigilia. Robert McCarley y sus colegas han sostenido que la acumulación de adenosina puede ser una causa primaria de la sensación de somnolencia que sigue actividad mental prolongada, y que los efectos pueden ser mediados tanto por la inhibición de las neuronas estela de promoción a través de los receptores A 1, y la activación de para fomentar el sueño neuronas a través de efectos indirectos sobre los receptores A 2A. Estudios más recientes han proporcionado pruebas adicionales para la importancia de A2A, pero no A1, receptores.
La cafeína, al igual que otros xantinas, también actúa como una inhibidor de la fosfodiesterasa. Se han propuesto un número de posibles mecanismos para los efectos para mejorar el rendimiento atlético de cafeína. En la teoría clásica, o metabólica, la cafeína puede aumentar la utilización de grasa y disminuir la utilización de glucógeno. La cafeína moviliza libres los ácidos grasos de la grasa y / o triglicéridos intramusculares mediante el aumento de circulante niveles de epinefrina. La mayor disponibilidad de los ácidos grasos libres aumenta la oxidación de grasas y ahorra muscular glucógeno, mejorando así el rendimiento de resistencia. En el sistema nervioso, la cafeína puede reducir la percepción de esfuerzo por reducir el umbral de activación de las neuronas, lo que es más fácil reclutar los músculos para el ejercicio.
Metabolitos cafeína
Los metabolitos de la cafeína también contribuyen a los efectos de la cafeína. Paraxanthine es responsable de un aumento en el proceso de la lipólisis, que libera glicerol y ácidos grasos en la sangre para ser utilizados como una fuente de combustible por los músculos. La teobromina es un vasodilatador que aumenta la cantidad de oxígeno y el flujo de nutrientes al cerebro y los músculos. La teofilina actúa como un suave relajante muscular que afecta principalmente bronquiolos y actúa como un chronotrope y inotrópico que aumenta la frecuencia cardíaca y la fuerza de contracción.
Metabolismo
La cafeína del café o de otras bebidas es absorbido por el intestino delgado dentro de los 45 minutos de la ingestión y luego distribuye a través de todos los tejidos del cuerpo. Concentración sanguínea máxima se alcanza en una hora. Se elimina por cinética de primer orden. La cafeína también puede ser absorbido por vía rectal, evidenciado por la formulación de supositorios de ergotamina tartrato y cafeína (para el alivio de migraña) y clorobutanol y cafeína (para el tratamiento de hiperemesis).
La vida media biológica de cafeína - el tiempo requerido para el cuerpo para eliminar la mitad de la cantidad total de cafeína - varía ampliamente entre los individuos de acuerdo con factores tales como la edad, la función hepática, el embarazo, algunas medicaciones concurrentes, y el nivel de enzimas en el hepática necesaria para el metabolismo de la cafeína. También puede ser alterado significativamente por las drogas o estados hormonales. En adultos sanos, la vida media de la cafeína se ha medido con una serie de resultados. Algunas medidas obtienen 4,9 horas, y otros están en alrededor de 6 horas. Los fumadores de cigarrillos pesados muestran una disminución en la vida media de 30-50%, anticonceptivos orales puede doblar, y el embarazo puede aumentar aún más, hasta tanto como 15 horas durante el último trimestre. En los recién nacidos la vida media puede ser de 80 horas o más; sin embargo, cae muy rápidamente con la edad, posiblemente a menos que el valor adulto por la edad de 6 meses. El antidepresivo fluvoxamina (Luvox) reduce el aclaramiento de la cafeína en más de un 90%, y prolonga su vida media de eliminación más de diez veces; de 4,9 horas hasta las 56 horas.
La cafeína es metaboliza en el hígado por la citocromo P450 sistema enzimático oxidasa, en particular, por la Isoenzima CYP1A2, en tres de dimetilo xantinas, cada uno de los cuales tiene sus propios efectos en el cuerpo:
- Paraxantina (84%): Aumenta lipólisis, que conduce a elevada glicerol y libre de ácidos grasos niveles en el plasma sanguíneo.
- La teobromina (12%): se dilata vasos sanguíneos y aumenta volumen de orina. La teobromina es también el alcaloide principal en el grano de cacao , y por lo tanto el chocolate .
- La teofilina (4%): Relaja músculos lisos del bronquios, y se utiliza para tratar el asma . La dosis terapéutica de la teofilina, sin embargo, es muchas veces mayor que los niveles alcanzados de metabolismo de la cafeína.
Cada uno de estos metabolitos se metaboliza más y luego se excreta en la orina. La cafeína puede acumular en individuos con severa enfermedad del hígado, el aumento de su vida media.
Algunos antibióticos de quinolona ejercen un efecto inhibidor sobre CYP1A2, reduciendo de este modo espacio libre de cafeína y aumentando así los niveles en sangre.
Un análisis de 2011 publicado por PLoS Genetics revisó cinco estudios que cubren más de 47.000 sujetos de ascendencia europea. Los investigadores determinaron que el consumo de cafeína habitual se asocia con variaciones de dos genes que regulan la rapidez con que el cuerpo procesa la cafeína. Los sujetos que tenían una mutación de genes, ya sea en los dos cromosomas-alto consumo consumieron 40 mg más cafeína por día (equivalente a una lata de cola) que las personas que no lo hicieron.
Efectos adversos
La cafeína se ha demostrado que suprimir sustancialmente Receptor de calcitriol (receptor de vitamina D o VDR) expresión de la proteína, causando osteoporosis, junto con la reducción de todos los elementos de respuesta a hormonas asociadas. Además, la reducción de VDR se ha asociado con la pérdida de cabello en las pruebas con animales.
Detección en fluidos biológicos
La cafeína se puede cuantificar en sangre, plasma o suero para supervisar terapia en recién nacidos, confirmar el diagnóstico de envenenamiento, o para facilitar una investigación médico-legal de la muerte. Niveles de cafeína de plasma son por lo general en el rango de 2 a 10 mg / L en los bebedores de café, de 12-36 mg / L en los recién nacidos que reciben tratamiento para la apnea, y 40-400 mg / l en víctimas de una sobredosis aguda. Concentración urinaria de cafeína se mide con frecuencia en los programas de deportes competitivos, para el que un nivel por encima de 15 mg / l se considera generalmente representar abuso.
Descafeinado
La extracción de la cafeína del café, para producir café descafeinado y cafeína, es un proceso industrial importante y se puede realizar usando un número de diferentes disolventes. benceno , cloroformo, tricloroetileno, y diclorometano todos se han utilizado en los últimos años pero por razones de seguridad, impacto ambiental, el coste y sabor, han sido reemplazados por los siguientes métodos principales:
- La extracción de agua: Los granos de café se remojan en agua. El agua, que contiene muchos otros compuestos además de la cafeína y contribuye al sabor de café, se hace pasar luego a través de carbón activado, que elimina la cafeína. El agua se puede entonces poner detrás con las habas y se evapora en seco, dejando el café descafeinado con su sabor original. Los fabricantes del café recuperan el cafeína y lo revenden para el uso en refrescos y over-the-counter pastillas de cafeína.
- Supercrítico extracción de dióxido de carbono: Dióxido de carbono supercrítico es un disolvente no polar excelente para la cafeína, y es más seguro que los disolventes orgánicos que se utilizan de otra manera. El proceso de extracción es simple: CO 2 es forzada a través de los granos de café verde a temperaturas superiores a 31,1 ° C y presiones superiores a 73 atm. En estas condiciones, CO 2 está en una " supercrítico " estado : Tiene propiedades gaslike que le permiten penetrar profundamente en los granos, sino también propiedades líquido-como que disuelven 97-99% de la cafeína La cafeína cargado de CO 2 se rocía con agua a alta presión para eliminar la cafeína. . La cafeína puede entonces ser aislado por carbón adsorción (como arriba) o por destilación , recristalización, o osmosis inversa.
- Extracción con disolventes orgánicos: Ciertos disolventes orgánicos tales como acetato de etilo presente mucho menos salud y peligro ambiental que los disolventes orgánicos clorados y aromáticas utilizadas anteriormente. Otro método es utilizar aceites de triglicéridos obtenidos a partir de posos de café.
Cafés 'descafeinado', de hecho, contienen cafeína, aunque sólo alrededor de 10 mg por taza, en contraposición a 85 mg por taza de regular.
Historia
La cafeína fue aislado de café en 1820 por el químico alemán Friedrich Ferdinand Runge, y luego de forma independiente en 1821 por los químicos franceses Pierre Robiquet, Pierre Pelletier, y Joseph Caventou. Pelletier acuñó la palabra "cafeína" de la palabra francesa para el café (cafetería), y este término se convirtió en la palabra Inglés "cafeína".
Según la leyenda china, el Emperador chino Shennong, reputado haber reinado en cerca de 3000 aC té, descubierto accidentalmente cuando señaló que cuando ciertas hojas caían en el agua hirviendo, una bebida fragante y restaurativa resultó. Shennong también se menciona en Lu Yu Cha Jing, una famosa primeros trabajos sobre el tema de té.
La historia del café se ha registrado ya en el siglo IX. Durante ese tiempo, los granos de café estaban disponibles solamente en su lugar de origen, Etiopía . Leyendas trazan el descubrimiento de café o bien a una Derviche sufí llamado Omar, oa un goatherder nombrado Kaldi, quien observó cabras se vuelven eufóricos y sin dormir por la noche después de pastar en arbustos del café y, sobre intentar las bayas las cabras habían estado comiendo, experimentaron la misma vitalidad. La mención literaria más temprana del café puede ser una referencia a Bunchum en las obras del siglo noveno Médico persa al-Razi. El primer registro fiable de la utilización de café fuera Etiopía proviene de Adén, en 1451. La apreciación del café como bebida en Europa data del siglo 17. El primer café en Venecia abrió algún momento de finales de los años 1640. En Gran Bretaña, la primera casa de café se abrió en Oxford en 1650. Pronto se hizo popular en todo Europa Occidental, y jugó un papel importante en las relaciones sociales en los siglos 17 y 18.
El uso de la nuez de cola, como la baya de café y té de hojas, parece tener orígenes muy antiguos. Se mastica en muchas de África Occidental culturas, de forma individual o en un entorno social, para restaurar la vitalidad y aliviar la sensación de hambre. En 1911, kola convirtió en el centro de una de las primeras amenazas para la salud documentados, cuando el gobierno de Estados Unidos se apoderó de 40 barriles y 20 barriletes de Jarabe de Coca-Cola en Chattanooga, Tennessee, alegando que el cafeína en su bebida era "perjudicial para la salud". Aunque el juez falló a favor de Coca-Cola, dos proyectos de ley fueron presentados a la Cámara de Representantes en 1912 para enmendar la Pure Food and Drug Act, añadir cafeína a la lista de sustancias "perjudiciales" "hábito" y que debe ser incluido en la etiqueta de un producto.
La evidencia más temprana del uso del grano de cacao proviene de residuos encontrada en una maya antigua olla de fecha a 600 antes de Cristo. En el Nuevo Mundo, el chocolate fue consumido en una bebida amarga y picante llamada xocolatl, a menudo sazonado con vainilla , Chile pimiento, y achiote. Xocolatl se creía que combate la fatiga, una creencia probablemente atribuible al contenido de teobromina y cafeína. El chocolate era un importante bien de lujo a lo largo precolombina Mesoamérica, y cacao eran de uso frecuente como moneda.
Xocolatl fue introducido a Europa por el Españoles, y se convirtió en una bebida popular por 1700. Los españoles también introdujeron el árbol de cacao en la Indias Occidentales y la de Filipinas . Fue utilizado en alquímicos procesos, donde era conocido como "frijol negro".
Las hojas y tallos de la apalachina acebo ( Ilex vomitoria ) fueron utilizados por los nativos americanos para elaborar cerveza un té llamado asi o la " bebida de negro ". Los arqueólogos han encontrado evidencia de este uso tramo de vuelta atrás en la Antigüedad, posiblemente data de tiempos arcaicos tardíos.
Descubrimiento
En 1819, el alemán químico Friedlieb Ferdinand Runge aislado cafeína relativamente puro por primera vez; lo llamó "Kaffebase" (es decir, una base que existe en el café). En 1821, la cafeína se aisló tanto por el químico francés Pierre Jean Robiquet y por otro par de químicos franceses, Pierre-Joseph Pelletier y Joseph Bienaimé Caventou, según químico sueco Jöns Jacob Berzelius en su diario anual. Además, Berzelius declaró los químicos franceses habían hecho sus descubrimientos de forma independiente de cualquier conocimiento de Runge de o el trabajo del otro.
El artículo de Pelletier de la cafeína fue el primero en usar el término en forma impresa (en forma Francés Caféine ). Se corrobora el relato de Berzelius:
La cafeína, el sustantivo (femenino). Sustancia cristalizable descubierto en el café en 1821 por el Sr. Robiquet. Durante el mismo período - mientras ellos buscaban la quinina en el café porque el café es considerado por varios médicos para ser un medicamento que reduce la fiebre y porque el café pertenece a la misma familia que el quino [quinina] árbol - por su parte, los señores. Pelletier y Caventou obtuvieron la cafeína; sino porque su investigación tenía un objetivo diferente y porque su investigación no había terminado, que dejó prioridad sobre este tema al Sr. Robiquet. No sabemos por qué el Sr. Robiquet no ha publicado el análisis de café, que leyó a la Sociedad de Farmacia. Su publicación nos habría permitido hacer la cafeína más conocido y nos dará ideas precisas de la composición del café ...
Químico alemánHermann Emil Fischer (1852-1919) primero sintetiza la cafeína de las materias primas en 1895 y dos años más tarde, él también deriva la fórmula estructural del compuesto.
Robiquet fue uno de los primeros en aislar y describir las propiedades de la cafeína pura mientras Pelletier fue el primero en realizar unaanálisis elemental.
Berzelius tarde reconoció la prioridad de Runge en la extracción de la cafeína, que dice: "Sin embargo, en este punto, no debe permanecer sin mencionar que Runge (en sus descubrimientos fitoquímicos , 1820, páginas 146-147) especifica el mismo método y describe la cafeína con el nombre Caffeebase un año antes de lo Robiquet, a quien el descubrimiento de esta sustancia se suele atribuir, después de haber hecho el primer anuncio orales al respecto en una reunión de la Sociedad de Farmacia de París. Según Runge, lo hizo a instancias de Johann Wolfgang von Goethe ". En 1827, el señor Oudry aisló "teína" de té, pero más tarde fue demostrado por Mulder y por Carl Jobst que teína era la misma que la cafeína. La estructura de la cafeína fue aclarada cerca del final del siglo 19 por Hermann Emil Fischer, que también fue el primero en alcanzar su síntesis total. Esto fue parte de la labor para la que Fischer fue galardonado con el Premio Nobel en 1902.
Legalidad
Hoy en día, la cafeína es legal y está disponible en muchas formas en todas las jurisdicciones.
Históricamente, el café y la cafeína por lo tanto era ilegal para algunas clases en La Meca en partes del siglo 16, y en el imperio otomano. Carlos II de Inglaterra trató de prohibirlo en 1676, Federico II de Prusia prohibió en 1777, y el café fue prohibido en Suecia en los años 1756-1769, 1794-1796, 1799-1802 y 1817-1823. Las prohibiciones de café a menudo han tenido motivos religiosos, económicos o políticos en lugar de estar basado en la preocupación por el bienestar de la población.
Religión
Algunos Adventistas del Séptimo Día, Iglesia de Dios (Restauración) adherentes, y los científicos cristianos no consumen cafeína. Algunas de estas religiones creen que uno no se supone que consumir una sustancia no médica, psicoactiva, o creer que uno no se supone que consumir una sustancia que crea adicción. La Iglesia de Jesucristo de los Santos de los Últimos Días ha dicho lo siguiente con Respecto a las bebidas con cafeína: "Con referencia a las bebidas de cola, la Iglesia nunca ha tomado una posición oficial al respecto, pero los líderes de la Iglesia han aconsejado, y nosotros ahora asesorar específicamente, contra el uso de cualquier bebida que contenga habitabilidad perjudiciales formación de drogas en circunstancias que darían lugar a adquirir el hábito. Cualquier bebida que contenga los ingredientes dañinos al cuerpo se debe evitar ".
Gaudiya Vaishnavas generalmente también abstenerse de la cafeína, ya que se alega para nublarse la mente y sobre-estimular los sentidos. Para ser iniciado debajo de un gurú, uno debe haber tenido ningún cafeína, el alcohol, la nicotina y otras drogas, por lo menos durante un año.
Las personas que se abstienen de consumir cafeína, por razones religiosas o de otro tipo, pueden utilizar en su lugar unsustituto que realiza un papel culturalmente similar al café.
Las bebidas con cafeína son ampliamente consumidos por los musulmanes hoy en día; en el siglo 16, algunas autoridades musulmanas hicieron intentos fallidos para prohibir como prohibido "bebidas embriagantes" bajo Leyes dietéticas islámicas.
