acerca de la molécula de cafeína – propiedades químicas y físicas
molécula de cafeína C8H10N4O2
¿Qué hay en el café?
moléculas que se encuentran en los granos de café. La cafeína es un compuesto alcaloide xantina que actúa como un estimulante en los seres humanos. La cafeína a veces se llama guaranina cuando se encuentra en el guaraná, mateína cuando se encuentra en el mate, y teina cuando se encuentra en el té. Se encuentra en las hojas y los granos de la planta del café, en el té, la yerba mate y las bayas de guaraná, y en pequeñas cantidades en el cacao, la nuez de cola y El Acebo de Yaupon., En general, la cafeína se encuentra en los frijoles, hojas y frutos de más de 60 plantas, donde actúa como un pesticida natural que paraliza y mata a ciertos insectos que se alimentan de ellos. La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central (SNC), que tiene el efecto de evitar temporalmente la somnolencia y restaurar el estado de alerta. Las bebidas que contienen cafeína, como el café, el té, los refrescos y las bebidas energéticas, gozan de gran popularidad: la cafeína es la sustancia psicoactiva más consumida en el mundo. En América del Norte, el 90% de los adultos consumen cafeína diariamente., Muchas fuentes naturales de cafeína también contienen mezclas muy variadas de otros alcaloides de xantina, incluidos los estimulantes cardíacos teofilina y teobromina y otras sustancias como los polifenoles que pueden formar complejos insolubles con la cafeína..
Propiedades Químicas y Físicas de la Cafeína
GENERALES
PROPIEDADES
| Densidad y la fase | 1.,2 g/cm³, solid |
| Solubility in water | Slightly soluble |
| Other solvents | Soluble in ethyl acetate, chloroform, pyrimidine, pyrrole, tetrahydrofuran solution; moderately soluble in alcohol, acetone; slightly soluble in petroleum ether, ether, benzene. |
| Melting Point | 237 °C |
| Boiling point | 178 °C (sublimes) |
| Acidity (pKa | 10.,4 (40 °C) |
P\RIESGOS
| Principal Peligro | Puede ser fatal si se inhala, ingiere o absorbe a través de la piel. |
Fuentes
la Cafeína es un alcaloide vegetal, se encuentra en numerosas especies de plantas, donde actúa como un pesticida natural que paraliza y mata a ciertos insectos alimentándose de ellas., Las plantas que contienen cafeína más comúnmente utilizadas son el café, el té y, en cierta medida, el cacao. Otros, menos utilizadas, fuentes de cafeína incluyen la yerba mate y guaraná las plantas, que a veces se utilizan en la preparación de tés y bebidas energéticas. Dos de los nombres alternativos de la cafeína, mateína y guaranina, se derivan de los nombres de estas plantas.
la principal fuente de cafeína en el mundo es el grano de café (la semilla de la planta de café), a partir del cual se elabora el café., El contenido de cafeína en el café varía ampliamente dependiendo del tipo de grano de café y el método de preparación utilizado; incluso los granos dentro de un arbusto dado pueden mostrar variaciones en la concentración. En general, una porción de café varía de aproximadamente 40 miligramos para un solo disparo (30 mililitros) de café espresso de variedad Arábica a aproximadamente 100 miligramos para café de goteo fuerte. En general, el café tostado oscuro tiene menos cafeína que los tostados más ligeros porque el proceso de tostado reduce el contenido de cafeína del grano. El café Arábica normalmente contiene menos cafeína que la variedad robusta., El café también contiene trazas de teofilina, pero no teobromina.
El té es otra fuente común de cafeína. El té generalmente contiene aproximadamente la mitad de cafeína por porción que el café, dependiendo de la fuerza de la cerveza. Ciertos tipos de té, como el negro y el oolong, contienen algo más de cafeína que la mayoría de los otros tés. El té contiene pequeñas cantidades de teobromina y niveles ligeramente más altos de teofilina que el café. La preparación tiene un impacto significativo en el té, y el color es un indicador muy pobre del contenido de cafeína., Los tés como el gyokuro Japonés verde, por ejemplo, contienen mucha más cafeína que los tés mucho más oscuros como lapsang souchong, que tiene muy poco.— El Chocolate derivado del cacao contiene una pequeña cantidad de cafeína. El Chocolate es un estimulante débil, que se debe principalmente a su contenido de teobromina y teofilina. Contiene muy poco de estos compuestos para una porción razonable para crear efectos en los seres humanos que están a la par con el café. Una porción típica de 28 gramos de una barra de chocolate con leche tiene casi tanta cafeína como una taza de café descafeinado.,
La cafeína es también un ingrediente común de refrescos como la cola, preparada originalmente a partir de nueces de cola. Los refrescos suelen contener entre 10 y 50 miligramos de cafeína por porción. Por el contrario, las bebidas energéticas como Red Bull contienen hasta 80 miligramos de cafeína por porción. La cafeína de estas bebidas se origina a partir de los ingredientes utilizados o es un aditivo derivado del producto de la descafeinización o de la síntesis química., El guaraná, un ingrediente principal de las bebidas energéticas, contiene grandes cantidades de cafeína con pequeñas cantidades de teobromina y teofilina en un excipiente natural de liberación lenta.
historia de uso
los humanos han consumido cafeína desde la edad de piedra. Los primeros pueblos encontraron que masticar las semillas, corteza u hojas de ciertas plantas tenía los efectos de aliviar la fatiga, estimular la conciencia y elevar el estado de ánimo. Solo mucho más tarde se descubrió que el efecto de la cafeína aumentaba al remojar tales plantas en agua caliente., Muchas culturas tienen leyendas que atribuyen el descubrimiento de tales plantas a personas que vivieron hace muchos miles de años.
según una leyenda popular mongola, el Emperador de China Shennong, que supuestamente reinó alrededor del 3.000 A.C., descubrió accidentalmente que cuando algunas hojas cayeron en agua hirviendo, resultó una bebida fragante y restauradora. Shennong también se menciona en el cha Jing De Lu Yu, un famoso trabajo temprano sobre el tema del té.
la historia temprana del café es oscura, pero un mito popular remonta su descubrimiento a Etiopía, donde se origina Coffea arabica., De acuerdo con este mito, un pastor llamado Kaldi observó cabras que se regocijaban y no dormían por la noche después de explorar los arbustos de café y, al probar las bayas que las cabras habían estado comiendo, experimentaron la misma vitalidad. La primera mención literaria del café puede ser una referencia a Bunchum en las obras del médico persa del siglo IX al-Razi. En 1587, Malaye Jaziri compiló una obra que rastrea la historia y las controversias legales del café, titulada «Umdat Al safwa fi hill al-qahwa»., En este trabajo, Jaziri registró que un jeque, Jamal-Al-Din al-Dhabhani, Muftí de Adén, fue el PRIMERO en adoptar el uso del café en 1454, y que en el siglo XV los sufíes de Yemen usaban habitualmente café para mantenerse despiertos durante las oraciones.
hacia el final del siglo XVI, el uso del café fue registrado por un residente europeo en Egipto, y alrededor de este tiempo entró en uso general en el Cercano Oriente. La apreciación del café como bebida en Europa, donde fue conocido por primera vez como «vino Árabe», data del siglo XVII., Durante este tiempo se establecieron «cafés», los primeros abiertos en Constantinopla y Venecia. En Gran Bretaña, los primeros cafés se abrieron en Londres en 1652, en St Michael’s Alley, Cornhill. Pronto se hicieron populares en toda Europa Occidental, y jugaron un papel importante en las relaciones sociales en los siglos XVII y XVIII.
La Nuez de cola, al igual que la baya del café y la hoja de té, parece tener orígenes antiguos. Se mastica en muchas culturas de África Occidental, individualmente o en un entorno social, para restaurar la vitalidad y aliviar los dolores de hambre., En 1911, kola se convirtió en el foco de uno de los primeros sustos de salud documentados cuando el Gobierno de Estados Unidos 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». El 13 de Marzo de 1911, el gobierno inició El Estados unidos vs, Cuarenta barriles y veinte barriles de Coca-Cola, con la esperanza de obligar a Coca-Cola a eliminar la cafeína de su fórmula haciendo afirmaciones exageradas, como que el uso excesivo de Coca-Cola en una escuela de niñas llevó a «fenómenos nocturnos salvajes, violaciones de las reglas de la universidad y las propiedades femeninas, e incluso inmoralidades.»Aunque el juez falló a favor de Coca-Cola, se presentaron dos proyectos de ley a la Cámara de Representantes de los Estados Unidos en 1912 para enmendar la Ley de alimentos y drogas puros, agregando cafeína a la lista de sustancias «adictivas» y «deletéreas» que deben figurar en la etiqueta de un producto.,
la evidencia más temprana del uso del cacao proviene de residuos encontrados en una antigua olla Maya fechada en el año 600 A.C. En el nuevo mundo, el chocolate se consumía en una bebida amarga y picante llamada xocoatl, a menudo sazonada con vainilla, Chile y achiote. Se cree que xocoatl combate la fatiga, una creencia que es probablemente atribuible al contenido de teobromina y cafeína. El Chocolate era un importante bien de lujo en toda la Mesoamérica precolombina, y los granos de cacao se usaban a menudo como moneda de cambio.
El Chocolate fue introducido en Europa por los españoles y se convirtió en una bebida popular en 1700., También introdujeron el árbol de cacao en las Indias Occidentales y Filipinas. Fue utilizado en procesos alquímicos, donde se le conocía como Frijol Negro.
La primera cafetería en Europa se abrió en París en la década de 1800 por un francés-armenio llamado Pascal. Los comerciantes armenios jugaron un papel en la historia más moderna del café y esta es la razón por la que la región de cultivo de café en se llama la región de Armenia de Columbia.In en 1819, el químico alemán Friedrich Ferdinand Runge aisló la cafeína relativamente pura por primera vez., Según una leyenda, lo hizo a instancias de Johann Wolfgang von Goethe.Hoy en día, el consumo mundial de cafeína se ha estimado en 120.000 toneladas por año, lo que la convierte en la sustancia psicoactiva más popular del mundo. Este número equivale a una porción de una bebida cafeínica para cada persona, por día. En América del Norte, el 90% de los adultos consumen cierta cantidad de cafeína al día.,
Farmacología
La cafeína es un estimulante del sistema nervioso central y metabólico, y se usa tanto recreacional como médicamente para reducir la fatiga física y restaurar el estado de alerta mental cuando se produce debilidad o somnolencia inusual. La cafeína estimula el sistema nervioso central primero en los niveles más altos, lo que resulta en un mayor estado de alerta y vigilia, un flujo de pensamiento más rápido y claro, un mayor enfoque y una mejor coordinación general del cuerpo, y más tarde a nivel de la médula espinal en dosis más altas., Una vez dentro del cuerpo, tiene una química compleja, y actúa a través de varios mecanismos como se describe a continuación.
metabolismo
La cafeína se metaboliza en el hígado en tres metabolitos principales: paraxantina (84%), teobromina (12%) y teofilina (4%) La cafeína es absorbida completamente por el estómago y el intestino delgado dentro de los 45 minutos de la ingestión. Después de la ingestión se distribuye por todos los tejidos del cuerpo y se elimina por cinética de primer orden., La vida media de la cafeína , el tiempo requerido para que el cuerpo elimine la mitad de la cantidad total de cafeína consumida en un momento dado varía ampliamente entre los individuos de acuerdo con factores como la edad, la función hepática, el embarazo, Algunos medicamentos concurrentes y el nivel de enzimas en el hígado necesarias para el metabolismo de la cafeína. En adultos sanos, la vida media de la cafeína es de aproximadamente 3-4 horas. En mujeres que toman anticonceptivos orales esto se aumenta a 5-10 horas, y en mujeres embarazadas la semivida es aproximadamente 9-11 horas., La cafeína puede acumularse en personas con enfermedad hepática grave cuando su vida media puede aumentar a 96 horas. En bebés y niños pequeños, la semivida puede ser más larga que en adultos; la semivida en un bebé recién nacido puede ser de hasta 30 horas. Otros factores como fumar pueden acortar la vida media de la cafeína.,
La cafeína es metabolizada en el hígado por el sistema enzimático del citocromo P450 oxidasa (específicamente, la isoenzima 1A2) en tres dimetilxantinas metabólicas, que cada una tiene sus propios efectos en el cuerpo:
- La Paraxantina (84%) tiene el efecto de aumentar la lipólisis, lo que lleva a niveles elevados de glicerol y ácidos grasos libres en el plasma sanguíneo.
- la teobromina (12%) dilata los vasos sanguíneos y aumenta el volumen de orina. La teobromina es también el alcaloide principal en el cacao, y por lo tanto el chocolate.,
- la 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.
cada uno de estos metabolitos se metaboliza posteriormente y luego se excreta en la orina.
mecanismo de acción de la cafeína en el cerebro
el principal modo de acción de la cafeína es como antagonista de los receptores de adenosina en el cerebro.,
La cafeína actúa a través de múltiples mecanismos que implican tanto la acción sobre los receptores y canales en la membrana celular, así como la acción intracelular sobre las vías de calcio y AMPc. En virtud de su estructura purina puede actuar sobre algunos de los mismos objetivos que los nucleósidos y nucleótidos relacionados con la adenosina, como los GPCR de la superficie celular P1 para la adenosina, así como el receptor de Rianodina intracelular que es el objetivo fisiológico de cADPR (ADP cíclico ribosa) y Camp-fosfodiesterasa (cAMP-PDE). Aunque la acción es agonista en algunos casos, es antagónica en otros., Fisiológicamente, sin embargo, la acción de la cafeína es poco probable debido al aumento de la apertura de RyR, ya que requiere una concentración plasmática superior a la dosis letal. La acción es más probable a través de los receptores de adenosina.
el principal modo de acción de la cafeína es como un antagonista de los receptores de adenosina en el cerebro. La molécula de cafeína es estructuralmente similar a la adenosina, y se une a los receptores de adenosina en la superficie de las células sin activarlos (un mecanismo de acción» antagonista»). Ver archivos Jsmol de la molécula de cafeína en comparación con la adenosina. Por lo tanto, la cafeína actúa como un inhibidor competitivo., La reducción de la actividad de la adenosina resulta en un aumento de la actividad del neurotransmisor dopamina, lo que explica en gran medida los efectos estimulantes de la cafeína. La cafeína también puede aumentar los niveles de epinefrina/adrenalina, posiblemente a través de un mecanismo diferente. El uso agudo de cafeína también aumenta los niveles de serotonina, causando cambios positivos en el estado de ánimo.
La inhibición de la adenosina puede ser relevante en sus propiedades diuréticas., Debido a que se sabe que la adenosina constriñe preferentemente las arteriolas aferentes del glomérulo, su inhibición puede causar vasodilatación, con un aumento en el flujo sanguíneo renal (RBF) y la tasa de filtración glomerular (TFG). Este efecto, llamado inhibición competitiva, interrumpe una vía que normalmente sirve para regular la conducción nerviosa mediante la supresión de los potenciales post-sinápticos. El resultado es un aumento en los niveles de epinefrina y norepinefrina/noradrenalina liberados a través del eje hipotalámico-hipofisario-suprarrenal., La epinefrina, la respuesta endocrina natural a una amenaza percibida, estimula el sistema nervioso simpático, lo que lleva a un aumento de la frecuencia cardíaca, la presión arterial y el flujo sanguíneo a los músculos, una disminución del flujo sanguíneo a la piel y los órganos internos y una liberación de glucosa por el hígado.
La cafeína es también un conocido inhibidor competitivo de la enzima cAMP-fosfodiesterasa (cAMP-PDE), que convierte el AMP cíclico (cAMP) en las células a su forma no cíclica, permitiendo que el cAMP se acumule en las células., El AMP cíclico participa en la cascada de mensajería producida por las células en respuesta a la estimulación por la epinefrina, por lo que al bloquear su eliminación, La cafeína intensifica y prolonga los efectos de la epinefrina y las drogas similares a la epinefrina, como la anfetamina, la metanfetamina o el metilfenidato. El aumento de las concentraciones de cAMP en las células parietales provoca un aumento de la activación de la proteína quinasa a (PKA) que a su vez aumenta la activación de H+/K+ ATPasa, resultando finalmente en un aumento de la secreción de ácido gástrico por la célula.,
La cafeína (y la teofilina) puede difundirse libremente en las células y causa la liberación de calcio intracelular (independiente del calcio extracelular) de las reservas de calcio en el retículo endoplasmático(re). Esta liberación solo está parcialmente bloqueada por el bloqueo del receptor de Rianodina con rianodina, dantroleno, rojo rutenio y procaína (por lo tanto, puede involucrar al receptor de rianodina y probablemente algunos canales de calcio adicionales), pero completamente abolida después de la depleción de calcio de ER por inhibidores de SERCA como Thapsigargin (TG) o ácido ciclopiazónico (CPA)., La acción de la cafeína sobre el receptor de rianodina puede depender tanto de las concentraciones citosólicas como luminales de Ca2+. A baja concentración milimolar de cafeína, la probabilidad de apertura del Canal RyR (Po) aumenta significativamente debido principalmente a un acortamiento de la vida útil del estado cerrado. A concentraciones > 5 mM, la cafeína abre RyRs incluso en el citosólico picomolar Ca2+ y aumenta dramáticamente el tiempo abierto del canal para que la liberación de calcio sea más fuerte de lo que incluso un potencial de acción puede generar., Este modo de acción de la cafeína es probablemente debido a la imitación de la acción del metabolito fisiológico de NAD llamado cADPR (ADP cíclico ribosa) que tiene una acción potenciadora similar sobre los receptores de Rianodina.
La cafeína también puede inhibir directamente el rectificador retardado y las corrientes A-Tipo K+ y activar el influjo plasmalemal de Ca2 + en ciertas neuronas vertebradas e invertebradas.
Los metabolitos de la cafeína contribuyen a los efectos de la cafeína. La teobromina es un vasodilatador que aumenta la cantidad de oxígeno y el flujo de nutrientes al cerebro y los músculos., La teofilina, el segundo de los tres metabolitos primarios, actúa como un relajante muscular liso que afecta principalmente a los bronquiolos y actúa como un cronótropo e inótropo que aumenta la frecuencia cardíaca y la eficiencia. El tercer derivado metabólico, la paraxantina, es responsable de un aumento en el proceso de lipólisis, que libera glicerol y ácidos grasos en la sangre para ser utilizado como fuente de combustible por los músculos.,
Efectos cuando se toma con moderación
La cantidad exacta de cafeína necesaria para producir los efectos varían de persona a persona, dependiendo del tamaño del cuerpo y el grado de tolerancia a la cafeína. Toma menos de una hora para que la cafeína comience a afectar el cuerpo y una dosis leve desaparece en tres o cuatro horas. El consumo de cafeína no elimina la necesidad de dormir: solo reduce temporalmente la sensación de cansancio.
con estos efectos, la cafeína es un ergogénico: aumentando la capacidad para el trabajo mental o físico., Un estudio realizado en 1979 mostró un aumento del 7% en la distancia recorrida durante un período de dos horas en sujetos que consumieron cafeína en comparación con las pruebas de control. Otros estudios alcanzaron resultados mucho más dramáticos; un estudio particular de corredores entrenados mostró un aumento del 44% en la resistencia» race-pace», así como un aumento del 51% en la resistencia ciclista, después de una dosis de 9 miligramos de cafeína por kilogramo de peso corporal. El impulso extenso mostrado en los corredores no es un caso aislado; estudios adicionales han reportado efectos similares. Otro estudio encontró 5.,5 miligramos de cafeína por kilogramo de masa corporal resultaron en que los sujetos pedalearan un 29% más durante los circuitos de alta intensidad.
Los problemas respiratorios en bebés prematuros, la apnea del prematuro, a veces se tratan con cafeína citrada, que solo está disponible con receta en muchos países. Se ha observado una reducción de la displasia broncopulmonar en niños prematuros tratados con regímenes de tratamiento con citrato de cafeína. Se especula que esta reducción de la displasia broncopulmonar está ligada a una reducción de la exposición a la presión positiva de la vía aérea., El único riesgo a corto plazo asociado con este tratamiento es una reducción temporal en el aumento de peso durante la terapia.
aunque es relativamente seguro para los seres humanos, la cafeína es considerablemente más tóxica para algunos otros animales como perros, caballos y loros debido a una capacidad mucho más pobre para metabolizar este compuesto. La cafeína tiene un efecto mucho más significativo en las arañas, por ejemplo, que la mayoría de las otras drogas.,ct common food and drugs
debido a que la cafeína es principalmente un antagonista de los receptores del sistema nervioso central para el neurotransmisor adenosina, los cuerpos de los individuos que consumen regularmente cafeína se adaptan a la presencia continua de la droga aumentando sustancialmente el número de receptores de adenosina en el sistema nervioso central. Este aumento en el número de receptores de adenosina hace que el cuerpo sea mucho más sensible a la adenosina, con dos consecuencias principales., En primer lugar, los efectos estimulantes de la cafeína se reducen sustancialmente, un fenómeno conocido como adaptación a la tolerancia. En segundo lugar, debido a que estas respuestas adaptativas a la cafeína hacen que los individuos sean mucho más sensibles a la adenosina, una reducción en la ingesta de cafeína aumentará efectivamente los efectos fisiológicos normales de la adenosina, lo que resulta en síntomas de abstinencia no deseados en los usuarios tolerantes.,
debido a que la adenosina, en parte, sirve para regular la presión arterial al causar vasodilatación, el aumento de los efectos de la adenosina hace que los vasos sanguíneos de la cabeza se dilaten, lo que lleva a un exceso de sangre en la cabeza y causa dolor de cabeza y náuseas. La reducción de la actividad de las catecolaminas puede causar sensación de fatiga y somnolencia. Una reducción en los niveles de serotonina cuando se detiene el uso de cafeína puede causar ansiedad, irritabilidad, incapacidad para concentrarse y disminución de la motivación para iniciar o completar las tareas diarias; en casos extremos puede causar depresión leve.,
Los síntomas de abstinencia €» posiblemente incluyendo dolor de cabeza, irritabilidad, incapacidad para concentrarse y dolores de estomaco※ pueden aparecer dentro de 12 a 24 horas después de la interrupción de la ingesta de cafeína, pico en aproximadamente 48 horas, y por lo general duran de uno a cinco días – lo que representa el tiempo necesario para que el número de receptores de adenosina en el cerebro para volver a los niveles «normales», sin influencia por el consumo de cafeína. La cafeína causa una liberación excesiva de ácidos estomacales durante la ingestión.Cuando se está en abstinencia, los niveles de ácido estomacal disminuyen sustancialmente y pueden causar algunos dolores de estómago en ciertas personas.,Los dolores normalmente duran entre 24-48 horas y pueden confundirse con estreñimiento.Los analgésicos, como la aspirina, pueden aliviar los síntomas del dolor, al igual que una pequeña dosis de cafeína. Lo más efectivo es una combinación de un analgésico y una pequeña cantidad de cafeína.
Este no es el único caso en el que la cafeína aumenta la eficacia de un medicamento. La cafeína hace que los analgésicos sean un 40% más efectivos para aliviar los dolores de cabeza y ayuda al cuerpo a absorber los medicamentos para el dolor de cabeza más rápidamente, lo que brinda un alivio más rápido. Por esta razón, muchos medicamentos para el dolor de cabeza de venta libre incluyen cafeína en su fórmula., También se usa con ergotamina en el tratamiento de la migraña y las cefaleas en racimo, así como para superar la somnolencia causada por los antihistamínicos
uso excesivo
La cafeína es un medicamento que en grandes cantidades, especialmente durante un período prolongado de tiempo, puede conducir a una condición denominada «caffeinism.»El cafeinismo generalmente combina la adicción física con una amplia gama de condiciones físicas y mentales desagradables que incluyen nerviosismo, irritabilidad, ansiedad, temblor, espasmos musculares (hiperreflexia), insomnio y palpitaciones cardíacas., (Bajo una definición rígida de adicción, que significa un proceso de aumento del consumo, «dependencia de la cafeína» sería un término más descriptivo. Sin embargo, bajo la definición ampliamente aceptada de «patrón crónico de comportamiento que se percibe como difícil de dejar», se puede decir que la cafeína es adictiva. Además, debido a que la cafeína aumenta la producción de ácido estomacal, el alto uso con el tiempo puede conducir a úlceras pépticas, esofagitis erosiva y enfermedad por reflujo gastroesofágico., Sin embargo, dado que tanto los cafés «regulares» como los descafeinados también han demostrado estimular la mucosa gástrica y aumentar la secreción de ácido estomacal, la cafeína probablemente no es el único componente responsable del café.
Hay cuatro trastornos psiquiátricos inducidos por cafeína reconocidos por el Manual Diagnóstico y Estadístico de los trastornos mentales, Cuarta Edición: intoxicación por cafeína, trastorno de ansiedad inducido por cafeína, trastorno del sueño inducido por cafeína y trastorno relacionado con la cafeína no especificado de otra manera (NOS).,
intoxicación por cafeína
Una sobredosis aguda de cafeína, generalmente en exceso de 250 miligramos (más de 2-3 tazas de café preparado), puede resultar en un estado de sobreestimulación del sistema nervioso central llamado Intoxicación por cafeína. Los síntomas de la intoxicación por cafeína pueden incluir inquietud, nerviosismo, excitación, insomnio, enrojecimiento de la cara, aumento de la micción, trastornos gastrointestinales, espasmos musculares, un flujo de pensamiento y habla que se desvía, latidos cardíacos irregulares o rápidos y agitación psicomotora.
en casos de sobredosis extrema, la muerte puede resultar., La dosis letal media (LD50) de cafeína es de 192 miligramos por kilogramo en ratas. La LD50 de cafeína depende del peso y la sensibilidad individual y se estima que es de aproximadamente 150 a 200 miligramos por kilogramo de masa corporal, aproximadamente 140 a 180 tazas de café para un adulto promedio tomado dentro de un plazo limitado que depende de la vida media. Aunque alcanzar la dosis letal con cafeína sería excepcionalmente difícil con el café regular, se han reportado muertes por sobredosis de píldoras de cafeína.,
El tratamiento de la intoxicación severa por cafeína es generalmente de apoyo, proporcionando tratamiento de los síntomas inmediatos, pero si el paciente tiene niveles séricos muy altos de cafeína, entonces se puede requerir diálisis peritoneal, hemodiálisis o hemofiltración.
ansiedad y trastornos del sueño
el uso excesivo de cafeína a largo plazo puede provocar una serie de trastornos psiquiátricos. Dos de estos trastornos reconocidos por la APA son el trastorno del sueño inducido por cafeína y el trastorno de ansiedad inducido por cafeína.,En el caso del trastorno del sueño inducido por cafeína, una persona ingiere regularmente altas dosis de cafeína suficientes para inducir una alteración significativa en su sueño, lo suficientemente grave como para justificar la atención clínica.
en algunos individuos, las grandes cantidades de cafeína pueden inducir ansiedad lo suficientemente severa como para requerir atención clínica. Este trastorno de ansiedad inducido por cafeína puede tomar muchas formas, Desde ansiedad generalizada hasta ataques de pánico, síntomas obsesivo-compulsivos o incluso síntomas fóbicos., Debido a que esta condición puede imitar trastornos mentales orgánicos, como el trastorno de pánico, el trastorno de ansiedad generalizada, el trastorno bipolar o incluso la esquizofrenia, varios profesionales médicos creen que las personas intoxicadas con cafeína son diagnosticadas erróneamente de forma rutinaria e innecesariamente medicadas cuando el tratamiento para la psicosis inducida por cafeína simplemente sería retener más cafeína. Un estudio en el British Journal of Addiction concluyó que el cafeinismo, aunque se diagnostica con poca frecuencia, puede afectar hasta a una persona de cada diez de la población.,
extracción de cafeína pura
la extracción de cafeína es un proceso industrial importante y se puede realizar utilizando una serie de disolventes diferentes. El benceno, el cloroformo, el tricloroetileno y el diclorometano se han utilizado a lo largo de los años, pero por razones de seguridad, impacto ambiental, costo y sabor, han sido reemplazados por los siguientes métodos principales:
extracción de agua
Los granos de café se empapan en agua., El agua, que contiene no solo cafeína, sino también muchos otros compuestos que contribuyen al sabor del café, se pasa a través de carbón activado, que elimina la cafeína. El agua se puede volver a poner con los granos y se evapora seca, dejando café descafeinado con un buen sabor. Los fabricantes de café recuperan la cafeína y la revenden para su uso en refrescos y medicamentos.,
extracción de dióxido de carbono supercrítico
El dióxido de carbono supercrítico es un excelente disolvente no polar para la cafeína (así como muchos otros compuestos orgánicos), y es más seguro que los disolventes orgánicos que se utilizan para la extracción de cafeína. El proceso de extracción es simple: el CO2 es forzado a través de los granos de café verde a temperaturas superiores a 31.1 °C y presiones superiores a 73 atm. Bajo estas condiciones, el CO2 está en un estado» supercrítico»: tiene propiedades gaseosas que le permiten penetrar profundamente en los granos, pero también propiedades líquidas que disuelven el 97-99% de la cafeína., El CO2 cargado de cafeína se rocía con agua a alta presión para eliminar la cafeína. La cafeína puede ser aislada por adsorción de carbón vegetal (como arriba) o por destilación, recristalización u ósmosis inversa.
la extracción con disolventes orgánicos no peligrosos
los disolventes orgánicos como el acetato de etilo presentan mucho menos peligro para la salud y el medio ambiente que los disolventes aromáticos y clorados utilizados anteriormente. Los productos de hidrólisis del acetato de etilo son etanol y ácido acético, ambos no peligrosos en pequeñas cantidades., Otro método es utilizar aceites de triglicéridos obtenidos de posos de café gastado.
beneficios de la cafeína en Alzheimer y demencia de inicio lento
estudios recientes han demostrado que la cafeína y el café pueden retrasar la aparición de Alzheimer, incluso en personas mayores que ya tienen alguna forma de demencia leve. Parece que la cafeína funciona bloqueando la inflamación en el cerebro, específicamente los receptores de adenosina, que pueden iniciar una reacción en cadena que comienza el deterioro cognitivo de la mente.
El café puede tener un efecto tan positivo sobre la inflamación en el cerebro, incluso en adultos mayores de 65 años., Aquellos individuos que tenían un nivel más alto de cafeína en su sangre, se encontró que evitar o retrasar la aparición de la enfermedad de Alzheimer..
«hemos descubierto una nueva señal que activa la inflamación cerebral asociada con enfermedades neurodegenerativas, y la cafeína parece bloquear su actividad. Este descubrimiento puede eventualmente conducir a medicamentos que podrían revertir o inhibir el deterioro cognitivo leve», dijo Gregory Freund, profesor en la Facultad de Medicina de la U de I y miembro de la División de Ciencias nutricionales de la U de I.véase la referencia 57.
