Come la caffeina influenza il cervello e il corpo umano: cosa mostra la scienza

Come la caffeina raggiunge il cervello

Gli effetti stimolanti di caffè, tè o bevande energetiche possono iniziare già 15 minuti dopo l'ingestione, secondo una panoramica della farmacologia della caffeina pubblicata da News-Medical.net. Una volta assorbita nel flusso sanguigno, l'azione principale della caffeina nel cervello è quella di bloccare i recettori per l'adenosina, una molecola che normalmente si accumula durante il giorno e segnala al cervello di rallentare e sentirsi assonnato, secondo una spiegazione dal programma di benessere Thrive della Florida Atlantic University.

Occupando i recettori dell'adenosina senza attivarli, la caffeina previene il funzionamento di questo naturale 'interruttore di spegnimento', il che mantiene l'attività cerebrale stimolata più a lungo di quanto altrimenti accadrebbe, spiega il materiale FAU. Il blocco del recettore dell'adenosina è anche descritto come il meccanismo farmacologico centrale della caffeina in uno studio del 2023 sul consumo cronico di caffeina pubblicato sulla rivista Biomolecules.

Dopamina, noradrenalina e consapevolezza

Secondo la spiegazione FAU, il blocco dei recettori dell'adenosina influisce su diversi altri neurotrasmettitori, inclusi GABA, glutammato, dopamina, noradrenalina e serotonina. La caffeina aumenta anche i livelli di una molecola di segnalazione cellulare chiamata cAMP, che la stessa fonte collega a un aumento di catecolamine come dopamina e noradrenalina – sostanze chimiche associate a messa a fuoco e veglia.

Lo studio di Biomolecules, condotto dalla ricercatrice Cátia R. Lopes, ha somministrato caffeina ai topi nell'acqua potabile per circa due settimane. Il team ha riferito che questa esposizione ha lasciato i recettori dell'adenosina A1 e A2A funzionare in gran parte come prima e non ha cambiato la memoria, l'umore o il movimento degli animali nei test comportamentali. I ricercatori hanno scoperto riserve energetiche aumentate e migliore equilibrio redox (antiossidante) alle connessioni delle cellule nervose nella corteccia, indicando un effetto metabolico in quella regione cerebrale. Poiché lo studio è stato condotto su topi, i suoi risultati sul metabolismo cerebrale non sono necessariamente identici negli esseri umani.

Come il corpo scompone la caffeina

Dopo l'assorbimento, la caffeina viene eliminata principalmente dal sistema enzimatico citocromo P450 del fegato, che la converte in tre composti correlati: paraxantina (circa l'84 percento di una dose), teobromina (circa il 12 percento) e teofillina (circa il 4 percento), secondo News-Medical.net. Negli adulti sani, l'emivita della caffeina – il tempo necessario affinché metà di essa lasci il flusso sanguigno – è di circa cinque o sei ore, anche se la stessa fonte nota che questo varia: il fumo pesante può ridurlo approssimativamente della metà, mentre la gravidanza può prolungarlo fino a quindici ore.

Linee guida ufficiali sui limiti giornalieri

La U.S. Food and Drug Administration afferma che 400 milligrammi al giorno – approssimativamente due o tre tazze di caffè da 12 once – 'non sono generalmente associati a effetti negativi' per la maggior parte degli adulti sani, notando che la tolleranza dipende dal peso corporeo, dai farmaci e dalla sensibilità individuale. L'Autorità europea per la sicurezza alimentare ha raggiunto una cifra simile nella sua opinione scientifica del 2015, concludendo che dosi singole fino a 200 milligrammi e l'assunzione giornaliera totale fino a 400 milligrammi non destano preoccupazioni di sicurezza per gli adulti sani, secondo un riassunto pubblicato dal Consiglio europeo per le informazioni alimentari (EUFIC).

EFSA stabilisce soglie più basse per altri gruppi: fino a 200 milligrammi al giorno per donne in gravidanza e in allattamento, e 3 milligrammi per chilogrammo di peso corporeo per bambini e adolescenti, secondo il riassunto EUFIC. La FDA consiglia separatamente contro le bevande contenenti caffeina per i bambini sotto i due anni e nota che gli esperti medici consigliano contro le bevande energetiche per bambini e adolescenti a causa del loro contenuto di zucchero e caffeina.

Consumo eccessivo, dosi tossiche e disidratazione

Superare l'assunzione tipica può causare frequenza cardiaca aumentata, palpitazioni cardiache, pressione sanguigna alta, insonnia, ansia, nervosismo, disturbi allo stomaco, nausea e mal di testa, afferma la FDA. L'agenzia stima che effetti tossici come convulsioni possono apparire dopo il consumo rapido di circa 1.200 milligrammi di caffeina – meno di mezzo cucchiaino della sostanza pura – e avverte che i prodotti di caffeina pura, altamente concentrati 'possono avere serie conseguenze per la salute, inclusa la morte'.

La reputazione della caffeina come diuretico disidratante è solo in parte supportata da evidenze. Uno studio pubblicato su Frontiers in Nutrition ha scoperto che dosi intorno a 6 milligrammi per chilogrammo di peso corporeo hanno prodotto un aumento misurabile dell'escrezione urinaria, mentre dosi inferiori di circa 3 milligrammi per chilogrammo non hanno interrotto l'equilibrio dei fluidi rispetto all'acqua naturale. I ricercatori hanno concluso che per la maggior parte dei consumatori abituali che consumano l'equivalente di due o tre tazze di caffè al giorno, la caffeina è improbabile che causi disidratazione significativa.

Tolleranza e astinenza

L'uso regolare porta alla tolleranza, e l'interruzione brusca può scatenare l'astinenza. Una revisione condotta dal professore di psichiatria della Johns Hopkins University Roland Griffiths e da Laura Juliano dell'American University, che ha coperto 57 studi sperimentali e nove studi d'indagine e pubblicata sulla rivista Psychopharmacology nel 2004, ha identificato mal di testa, affaticamento o sonnolenza, umore basso e irritabilità, difficoltà di concentrazione e sintomi simil-influenzali come nausea e dolori muscolari come gli effetti principali, secondo un riassunto dei risultati distribuito da ScienceDaily.

La revisione ha scoperto che l'assunzione giornaliera di soli 100 milligrammi – circa una piccola tazza di caffè – era sufficiente per produrre sintomi di astinenza in alcune persone una volta interrotta. Tra gli studi esaminati, circa la metà dei partecipanti che hanno smesso la caffeina ha riferito mal di testa, e circa il 13 percento ha sperimentato disagio o compromissione sufficientemente grave da interferire con le normali attività come il lavoro. I sintomi in genere hanno iniziato 12-24 ore dopo l'ultima dose, hanno raggiunto il picco entro uno o due giorni e sono durati tra due e nove giorni, secondo il riassunto ScienceDaily.