La caffeina è una molecola complessa il cui nome è 1,3,7-trimetilxantina
Proprietà
E’ un eterociclo azotato appartenente alla famiglia degli alcaloidi di origine vegetale. Allo stato puro si presenta come una polvere bianca inodore che fonde a 225-228 °C ; è solubile in acqua a temperatura ambiente (2g/100 mL), molto solubile 66 g/100 mL) in acqua calda e, meno marcatamente, in solventi organici.
E’ solo debolmente basica e pertanto necessita di un acido forte per essere protonata. E’ un composto achirale in quanto non contiene stereocentri.
Essa è costituita da due anelli condensati di cui uno è l’imidazolo e l’altro è un derivato della pirimidina e, rispettando la regola di Hückel, è un composto aromatico.
Biosintesi
La caffeina è sintetizzata nelle piante dai nucleotidi purinici AMP (adenosina monofosfato), GMP (guanosina monofosfato) e IMP (inosina-5-monofosfato) che sono trasformati in xantosina e poi in teobromina che grazie all’azione enzimatica della caffeina sintasi si trasforma in caffeina:
Effetti
La caffeina è uno stimolante del sistema nervoso centrale ed è assunta da milioni di persone quotidianamente in quanto essa è contenuta nel:
I cinesi per primi scoprirono gli effetti della caffeina circa 5000 anni fa quando assumevano dosi elevate di tè anche se il principio attivo fu isolato solo nel diciannovesimo secolo.
Per poter separare infatti la caffeina contenuta nelle piante dagli altri componenti è richiesta una conoscenza avanzata e laboratori attrezzati.
Assunta in dosi minori di 500 mg aumenta lo stato di allerta, la capacità di concentrazione e l’efficienza fisica e mentale; se, invece sono assunte dosi maggiori si verificano tremori, irrequietezza, palpitazioni cardiache fino a portare in caso di overdose alla morte. Tenendo conto che una tazzina di caffè contiene circa 80 mg di caffeina la quantità massima è di 5 tazzine al giorno sempre che non siano assunte altre sostanze contenenti caffeina.
Ha anche usi farmacologici come stimolante cardiaco e respiratorio ed è usata anche per aumentare la diuresi.
A livello cellulare la caffeina inibisce l’azione della fosfodiesterasi enzima che converte l’adenosina monofosfato ciclico (cAMP) nella sua forma aciclica AMP.
Il cAMP è uno dei mediatori intracellulari dello stimolo nervoso e il suo accumulo le cellule nervose più eccitabili.
La caffeina inoltre si lega ai recettori dell’adenosina nelle diverse parti del corpo inibendone le azioni : la caffeina è infatti strutturalmente simile all’adenina, base azotata dell’adenosina e si lega ai recettori del nucleoside sulle membrane cellulari. Si verifica quindi un’inibizione competitiva nei confronti dell’adenosina che è una sostanza che agisce da messaggero nella regolazione dell’attività cerebrale e modula lo stato di veglia e di sonno. Il blocco di recettori dell’adenosina può inoltre essere responsabile della costrizione dei vasi sanguigni, che allevia la pressione dell’emicrania e del mal di testa, e spiega perché molti analgesici contengono caffeina.