Comment la caféine affecte le cerveau et le corps humain : ce que la science montre

Comment la caféine atteint le cerveau

Les effets stimulants du café, du thé ou d'une boisson énergétique peuvent commencer dès 15 minutes après l'ingestion, selon un aperçu de la pharmacologie de la caféine publié par News-Medical.net. Une fois absorbée dans la circulation sanguine, l'action principale de la caféine dans le cerveau est de bloquer les récepteurs de l'adénosine, une molécule qui s'accumule normalement au cours de la journée et signale au cerveau de ralentir et de sentir la somnolence, selon une explication du programme de bien-être Thrive de l'Université atlantique de Floride.

En occupant les récepteurs d'adénosine sans les activer, la caféine empêche ce « bouton d'arrêt » naturel de fonctionner, ce qui maintient l'activité cérébrale stimulée plus longtemps qu'elle ne le serait autrement, explique le matériel de la FAU. Le blocage des récepteurs d'adénosine est également décrit comme le mécanisme pharmacologique central de la caféine dans une étude de 2023 sur la consommation chronique de caféine publiée dans la revue Biomolecules.

Dopamine, norépinéphrine et alerte

Selon l'explication de la FAU, le blocage des récepteurs d'adénosine affecte plusieurs autres neurotransmetteurs, notamment le GABA, le glutamate, la dopamine, la norépinéphrine et la sérotonine. La caféine élève également les niveaux d'une molécule de signalisation cellulaire appelée AMPc, que la même source lie à une augmentation des catécholamines telles que la dopamine et la norépinéphrine — des produits chimiques associés à la concentration et à la vigilance.

L'étude de Biomolecules, dirigée par la chercheuse Cátia R. Lopes, a donné de la caféine à des souris dans leur eau potable pendant environ deux semaines. L'équipe a rapporté que cette exposition a laissé les récepteurs d'adénosine A1 et A2A fonctionner largement comme avant et n'a pas changé la mémoire, l'humeur ou le mouvement des animaux dans les tests comportementaux. Les chercheurs ont trouvé des réserves d'énergie augmentées et un équilibre rédox amélioré (antioxydant) aux connexions des cellules nerveuses du cortex, pointant vers un effet métabolique dans cette région du cerveau. Comme l'étude a été menée chez la souris, ses découvertes sur le métabolisme cérébral ne sont pas nécessairement identiques chez l'homme.

Comment le corps décompose la caféine

Après l'absorption, la caféine est éliminée principalement par le système enzymatique cytochrome P450 du foie, qui la convertit en trois composés apparentés : la paraxanthine (environ 84 pour cent d'une dose), la théobromine (environ 12 pour cent) et la théophylline (environ 4 pour cent), selon News-Medical.net. Chez les adultes en bonne santé, la demi-vie de la caféine — le temps nécessaire pour que la moitié quitte la circulation sanguine — est approximativement de cinq à six heures, bien que la même source note que cela varie : le tabagisme intensif peut la réduire environ de moitié, tandis que la grossesse peut la prolonger jusqu'à quinze heures.

Orientation officielle sur les limites quotidiennes

La Food and Drug Administration des États-Unis déclare que 400 milligrammes par jour — environ deux à trois tasses de café de 12 onces — « ne sont généralement pas associés à des effets négatifs » pour la plupart des adultes en bonne santé, tout en notant que la tolérance dépend du poids corporel, des médicaments et de la sensibilité individuelle. L'Autorité européenne de sécurité des aliments a atteint un chiffre similaire dans son avis scientifique de 2015, concluant que les doses uniques jusqu'à 200 milligrammes et l'apport quotidien total jusqu'à 400 milligrammes ne soulèvent pas de préoccupations de sécurité pour les adultes en bonne santé, selon un résumé publié par le Conseil européen de l'information sur l'alimentation (EUFIC).

L'EFSA fixe des seuils plus bas pour d'autres groupes : jusqu'à 200 milligrammes par jour pour les femmes enceintes et allaitantes, et 3 milligrammes par kilogramme de poids corporel pour les enfants et les adolescents, selon le résumé d'EUFIC. La FDA conseille séparément contre les boissons contenant de la caféine pour les enfants de moins de deux ans et note que les experts médicaux recommandent contre les boissons énergétiques pour les enfants et les adolescents en raison de leur teneur en sucre et en caféine.

Surconsommation, doses toxiques et déshydratation

Dépasser la consommation habituelle peut entraîner une augmentation de la fréquence cardiaque, des palpitations cardiaques, une hypertension artérielle, l'insomnie, l'anxiété, la nervosité, des maux d'estomac, des nausées et des maux de tête, selon la FDA. L'agence estime que les effets toxiques tels que les convulsions peuvent apparaître après une consommation rapide d'environ 1 200 milligrammes de caféine — moins d'une demi-cuillerée à café de la substance pure — et avertit que les produits de caféine pure et hautement concentrés « peuvent avoir de graves conséquences pour la santé, y compris la mort. »

La réputation de la caféine comme diurétique déshydratant n'est que partiellement soutenue par des preuves. Une étude publiée dans Frontiers in Nutrition a constaté que les doses autour de 6 milligrammes par kilogramme de poids corporel ont produit une augmentation mesurable de la production d'urine, tandis que les doses plus faibles d'environ 3 milligrammes par kilogramme n'ont pas perturbé l'équilibre des fluides par rapport à l'eau plate. Les chercheurs ont conclu que pour la plupart des buveurs habituels consommant l'équivalent de deux à trois tasses de café par jour, la caféine est peu susceptible de causer une déshydratation significative.

Tolérance et sevrage

L'utilisation régulière conduit à la tolérance, et l'arrêt abrupt peut déclencher le sevrage. Un examen dirigé par le professeur de psychiatrie de l'Université Johns Hopkins Roland Griffiths et de l'Université américaine Laura Juliano, couvrant 57 études expérimentales et neuf études d'enquête et publié dans la revue Psychopharmacology en 2004, a identifié les maux de tête, la fatigue ou la somnolence, l'humeur dépressive et l'irritabilité, la difficulté à se concentrer, et les symptômes pseudo-grippaux tels que les nausées et les douleurs musculaires comme les principaux effets, selon un résumé des résultats distribué par ScienceDaily.

L'examen a constaté que l'apport quotidien aussi bas que 100 milligrammes — environ une petite tasse de café — a été suffisant pour produire des symptômes de sevrage chez certaines personnes une fois arrêté. Dans les études examinées, environ la moitié des participants qui ont arrêté la caféine ont signalé des maux de tête, et environ 13 pour cent ont éprouvé une détresse ou une altération suffisamment grave pour interférer avec les activités normales telles que le travail. Les symptômes ont généralement commencé 12 à 24 heures après la dernière dose, ont culminé dans un à deux jours et ont duré entre deux et neuf jours, selon le résumé de ScienceDaily.