La caffeina è un composto chimico (alcaloide) formato da quattro degli elementi più comuni sulla Terra: carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno. Si trova nel caffè, cacao, foglie di tè, Guaranà, noce di cola. Ha un sapore leggermente amaro ed è inodore. A temperatura ambiente si presenta allo stato solido, in una soffice polverina o in cristalli prismatici lunghi.
Apporta uno stimolo fisico e mentale in chi la consuma, tuttavia un adulto non dovrebbe assumere più di tre tazzine al giorno, anche se fa molta differenza parlare di consumatori abituali od occasionali, da diminuire se, in contemporanea, si assumano altre bevande eccitanti. Infatti, le bevande nervine dovrebbero essere limitate perché possono influire sul sistema nervoso e sulla pressione arteriosa.
La caffeina è moderatamente solubile nell’acqua a temperatura corporea ma estremamente solubile in acqua calda. Il composto non si liquefa, come il ghiaccio secco sublima, passando direttamente dallo stato solido a quello gassoso (a temperatura compresa tra 234 e 239°C).
Caffeina: cos’è
Nonostante empiricamente si fosse osservata una relazione diretta tra assunzione di caffè ed aumento delle attività vitali, fino agli inizi dell’’800 era sconosciuta la sostanza attiva responsabile di tale effetto.
Venne scoperta quasi per caso in Germania dal medico Ferdinand Runge.
Si racconta che l’interesse dello studioso fosse nato a seguito dell’incontro con Johann Wolfgang Goethe, grande bevitore ed estimatore del caffè, che lamentava l’insonnia prodotta dalla bevanda.
Contenuto di caffeina nelle preparazioni di caffè
La seguente tabella riportata una sintesi delle caratteristiche principali delle tipologie di caffè più bevute e il loro contenuto in caffeina. I dati sono oggetto di un delta di variazione dipendente dalla formulazione della miscela, poiché i caffè della specie Robusta hanno un contenuto circa doppio rispetto agli Arabica.
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Dove trovare la caffeina
Non è contenuta solo nel caffè, ma anche in altre piante quali:
- tè
- cacao
- noce di cola
- erba mate
- guaranà.
Sono circa 60 le specie di piante che contengono lo stesso composto alcaloide. Caffeina, teina, mateina, ecc. sono tutti nomi con cui è identificato lo stesso alcaloide stimolante che ha una sola composizione chimica, una stessa struttura molecolare.
Ma a seconda di dove si trova, questo composto esplica effetti diversi sul nostro organismo in relazione alla concentrazione e la quantità del principio attivo.
Teina e caffeina: che differenza c’è
Ad esempio, la caffeina nel tè è inferiore rispetto a quella presente nel caffè.
Inoltre, il tè presenta una maggior quantità di polifenoli, sostanze antiossidanti che, tra le altre cose, causano un rallentamento dell’assorbimento della teina (o caffeina).
Quindi, bevendo tè, gli effetti stimolanti si avvertono più tardi rispetto al caffè, ma durano più a lungo. L’effetto della caffeina nel tè è anche mitigato dalla teanina, un aminoacido che avrebbe alcune proprietà rilassanti (ma non sedative) che stimolerebbero un neurotrasmettitore ad azione inibitoria.
Quindi, nel tè, l’effetto eccitatorio della caffeina risulta ridotto sul nostro organismo, ma permette comunque di mantenere stimolato il sistema nervoso centrale, migliorando la capacità di concentrazione.
Caffeina: gli effetti sul corpo
La struttura chimica della caffeina è lipofila ma il composto è comunque solubile in acqua. Attraversa facilmente le membrane cellulari, viene rapidamente e completamente assorbita dallo stomaco e dagli intestini per poi finire nel sistema sanguigno che la distribuisce a tutti gli organi, compreso il sistema nervoso dove esercita i suoi effetti stimolanti.
Il segreto del potere della caffeina sta proprio nella capacità di infiltrarsi facilmente nel sistema nervoso attraversando la barriera ematoencefalica, l’importante sbarramento che ha il compito di proteggere l’apparato da virus e da altre esposizioni dannose, impedendo il passaggio alle grosse molecole.
Dopo circa un’ora dall’assunzione, la caffeina raggiunge la massima concentrazione nel corpo.
Emivita: quanto dura l’effetto della caffeina
Il tempo di assorbimento (emivita) può allungarsi se è disciolta in liquidi analcolici. Dopo essere stata distribuita in tutto il corpo torna nel sangue e giunge al fegato, organo che provvede alla depurazione del sangue. Qui viene metabolizzata in prodotti secondari che poi vengono espulsi nell’urina.
La caffeina entra ed esce velocemente dal nostro corpo, senza generare accumuli in nessun organo.
Il tempo che il corpo impiega per eliminare il 50% di una determinata sostanza chimica è detto emi-vita. Quello della caffeina è compreso tra le tre e le sei ore, il che significa che più del 90% viene espulso dal corpo in meno di 12 ore.
Tuttavia, questo dato può presentare grandi variazioni in base a ciascun individuo.
Ad esempio, il genere femminile metabolizza la caffeina in un quarto di tempo più veloce rispetto a quello maschile. Ma non se utilizza contraccettivi orali o se è in stato di gravidanza. In questo caso, tra l’altro, anche il feto viene esposto alla sostanza.
Invece, la categoria che più di tutte è incapace di metabolizzare la caffeina sono i neonati, probabilmente perché il loro fegato non è ancora in grado di produrre gli enzimi necessari.
Benefici
Sebbene siano state condotte numerose ricerche con strumentazioni sofisticate e tecniche all’avanguardia, ancora oggi non si è in grado di fornire una chiara spiegazione sui modi in cui la caffeina agisce sull’organismo.
La teoria scientificamente più accreditata è chiamata “Teoria del blocco competitivo dei recettori di adenosina.”
L’adenosina è un neurotrasmettitore con proprietà rilassanti, narcotiche e anticonvulsive, e induce ipotensione, bradicardia e vasodilatazione. Perché il neurotrasmettitore sia attivato deve raggiungere i recettori designati a comunicare l’impulso al sistema nervoso. Se la caffeina occupa o blocca questa trasmissione riduce o vanifica la funzione dell’adenosina, determinando anche molte altre reazioni a cascata.
Metabolismo
Nel cervello l’adenosina riduce il tasso di metabolismo delle cellule nervose, inibendo il rilascio degli altri neurotrasmettitori che controllano l’eccitabilità e la reattività dei neuroni centrali. La caffeina quindi agisce come un antagonista competitivo, producendo una serie di effetti opposti. In questo modo blocca in più punti l’accesso all’adenosina, sottraendo l’organismo agli effetti depressivi e narcotici dell’adenosina e favorendo il rilascio di due ormoni (adrenalina e noradrenalina).
Questo meccanismo spiegherebbe il potere della caffeina di favorire la respirazione, la minzione e le secrezioni gastriche.
Altri benefici della caffeina sulla salute
- Apparato renale: la caffeina produce diuresi sia per un’azione sui tubuli renali, sia perché aumenta la velocità di escrezione di ioni sodio e cloro. Inoltre, stimola il rilascio della renina.
- Stomaco: aumenta la secrezione di acido cloridrico (HCl ) e pepsina. Per questo è sconsigliata in presenza di gastrite, nei casi di reflusso gastroesofageo e di ulcera, ma il caffè, nei soggetti sani, non ne rappresenta la causa di formazione.
- Intestino: aumenta la motilità intestinale. L’eventuale ridotto assorbimento di minerali assunti con i cibi si ha solo con dosi molto elevate di caffeina ed è irrilevante con l’assunzione normale di caffè.
- Cistifellea: aumenta la secrezione di acidi biliari, quindi favorisce la digestione e aumenta la motilità intestinale.
- Effetto termogenetico: ha effetto termogenetico e stimolazione della lipolisi nel tessuto adiposo.
- Cosmetico: applicata sulla cute tramite cosmetici specifici (creme, gel e patch), risulta utile nel trattamento delle adiposità localizzate.
Controindicazioni e effetti collaterali
Le attuali conoscenze relative al caffè suggeriscono come unica componente nota che potrebbe generare qualche effetto sfavorevole sulla salute la caffeina.
Il consumo di caffè è particolarmente controindicato in stato di gravidanza e durante l’allattamento.
Questo perché la caffeina passa facilmente la barriera placentare. Potrebbe indurre anche l’aborto, o causare nascite premature o un peso alla nascita al di sotto della media. Il metabolismo della caffeina in gravidanza è rallentato di ben 15 volte.
Passa facilmente nel latte e può indurre irritabilità nel neonato. Il neonato metabolizza la caffeina molto lentamente e può verificarsi un accumulo di caffeina.
Effetti collaterali
Elevate quantità possono essere responsabili di:
- tremori
- nervosismo
- tachicardia.
Caffeina e sport: quello che c’è da sapere
L’EFSA (European Food Safety Authority), dopo avere valutato tutti gli studi scientifici pubblicati, ha concluso nel 2011 che assumere caffeina aumenta le prestazioni di resistenza e riduce la percezione di sforzo.
Infatti, il caffè contiene proprietà in grado di sostenere gli sportivi nelle loro performance. Ma occorre tener conto che la caffeina è a tutti gli effetti una droga.
Livello di caffeina nelle urine
Infatti, l’eccessivo ricorso alla caffeina e alla sua capacità di migliorare il rendimento atletico ha motivato la decisione del 1962 dell’International Olympic Committee di limitarne l’uso da parte degli sportivi partecipanti ai giochi imponendo una concentrazione massima nelle urine di 15mg/litro. Una concentrazione comunque difficilmente raggiungibile per via orale.
Basti pensare che in una ricerca sono stati somministrati 1000mg di caffeina ad un campione di atletica attraverso bevande nell’arco di 15 minuti, pari a circa dieci tazze di caffè. Nelle ore seguenti, i livelli di caffeina nelle urine hanno superato i 14 mg/litro.
Performance sportive e caffeina
La medicina sportiva ha attentamente studiato i suoi effetti sulle performance:
- fisiche
- sulla fisiologia muscolare
- cardiaca
- ossea.
Oggi molte certezze scientifiche possono confermare che, se consumata moderatamente, risulta davvero utile allo sportivo.
I benefici sulle prestazioni sportive si rilevano già con una moderata quantità di caffeina (circa 3 mg per kg di peso corporeo, quasi 3 tazzine di moka all’italiana, calcolando un peso medio di 70 kg).
Tuttavia, nel rendimento delle prestazioni che seguono all’assunzione di caffeina esistono variabili soggettive e oggettive. Ad esempio, l’energia viene bruciata in maniera diversa in base a:
- taglia muscolare, gli atleti in eccellenti condizioni fisiche bruciano diversamente dalle persone non allenate;
- consumo di certi cibi o bevande prima dell’esercizio influisce nell’assorbimento della caffeina;
- variazioni soggettive dovute alla tolleranza.
Perché la caffeina migliora le prestazioni atletiche
Premesso tutto questo, la tesi secondo la quale è in grado di migliorare le prestazioni atletiche si basa su tre asserzioni:
- accresce l’efficienza con cui il corpo brucia i grassi, soprattutto quando gli esercizi sfiorano o superano l’ora di durata;
- riduce il tasso di consumo del glicogeno, aumenta cioè l’efficienza con cui il corpo brucia gli zuccheri. Il glicogeno è la fonte primaria di energia per l’esercizio, una volta esaurita subentra lo sfinimento e l’intensità dell’esercizio deve essere ridotta. L’effetto del risparmio del glicogeno è maggiore nei primi quindici minuti di esercizio, durante i quali il suo impiego viene diminuito del cinquanta per cento. La quantità di glicogeno risparmiato resta disponibile per gli stadi successivi dell’allenamento, col risultato che l’atleta può continuare lo sforzo più a lungo prima che subentri lo sfinimento;
- riduce il tasso di percezione dello sforzo. Si è infatti osservato che gli atleti sotto sforzo avvertono un affaticamento assai inferiore dopo aver assunto caffeina.
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