domingo, 27 de enero de 2013

¡¡¡ Cafeínaaaaaaaaaaaa !!!


La historia de la molécula protagonista de esta entrada se origina en Etiopía, probable cuna de las bebidas de café. El café es una bebida que se prepara a partir de las semillas del cafeto, un arbusto originario del sur de Asia y del África subtropical.

Cafeto, la planta del café

La bebida preparada a partir de las semillas tostadas y molidas se extendió hacia el norte de África, conflictos religiosos mediante, y llegó a Persia y Turquía hacia el siglo XVI. Comerciantes venecianos introdujeron el café en Venecia y después de que en 1600 el papa Clemente VIII aprobase su empleo entre los católicos, se extendió rápidamente en Europa, fundándose las primeras cafeterías occidentales, lugares en los que se servía el café y se organizaban interesantes tertulias.

Cafetería londinense en el siglo XVII
Hoy día, el café es un sector económico muy poderoso cuyas zonas productoras se localizan en el hemisferio sur; las variedades más importantes son la arábica y la robusta. Por el contrario, la mayor demanda de café proviene de los países del hemisferio norte.

Países consumidores de café

Países productores de café








Un poco de café supone una taza cargada de Química: lípidos, ácidos orgánicos, carbohidratos, ... Destaca en el café la presencia de polifenoles, sustancias que pueden actuar como antioxidantes, capaces de frenar los procesos derivados de la existencia de radicales libres: el envejecimiento y los tumores. No obstante, el papel de los antioxidantes en este tipo de procesos todavía está por dilucidar.






Ácido clorogénico, un polifenol









Además de los componentes naturales del café, el tostado de los granos hace aparecer otros que enriquecen el aroma de la bebida preparada a partir de éstos.

Pero, sin duda, la estrella del café es la cafeína, un alcaloide que actúa como pesticida natural para proteger los frutos de esta y otras plantes (cacao, té, ...).
Cafeína 3 D


Cafeína





La cafeína es un polvo blanco muy amargo que cristaliza en forma de agujas y con un punto de fusión de 237ºC. Una taza de café contiene de 80 a 125 mg de este compuesto, responsable del efecto estimulante de esta bebida. No obstante, hay que señalar que la cantidad de cafeína presente en una taza de café depende de muchos factores, desde la variedad de grano de café hasta el método de preparación de la bebida.



Una vez ingerida la bebida con contenido en cafeína, la vida media de esta sustancia es función de la edad, estado de salud, embarazo, ... es metabolizada en el hígado por el sistema enzimático Citocromo P450 oxidasa en tres productos diferentes, la paraxantina, la teobromina y la teofilina.

La principal acción de la cafeína y otras metilxantinas en el organismo es como antagonista de los receptores de adenosina que se encuentran en las células del cerebro. Al ser parecida a la molécula de adenosina,  la cafeína puede ocupar los centros activos destinados para la adenosina. ¿Y qué papel tiene la adenosina en el organismo? Para empezar, la adenosina está presente en todos procesos energéticos de los seres vivos, ya que proviene de la desfosforilación del ATP, la moneda energética del organismo. 

Adenosina

Además, la adenosina está implicada en los procesos de sedación e inhibición de la actividad neuronal. Se cree, pues, que la cafeína bloquea los centros destinados a la adenosina permitiendo así alargar los estados de vigilia. Además, parece que la cafeína es capaz de potenciar el trabajo intelectual al mejorar la atención, la memoria y la concentración. 

La cafeína y la teofilina -que como hemos visto es un derivado de la primera - son capaces de inhibir la actividad de las fosfodiesterasas, unas enzimas capaces de transformar el adenosín-monofosfato cíclico (cAMP) en su forma no cíclica (AMP). El cAMP es un mensajero químico con un importante papel en el equilibrio hormonal. Así, en el caso del bloqueo de las fosfodiesterasas por efecto de la cafeína, el resultado puede ser la prolongación de los efectos de la adrenalina. 

cAMP
AMP


La cafeína también ejerce acciones sobre las fibras musculares, aumentando la movilización de los iones calcio, lo que produce una mejoría en los procesos de contracción muscular. 
Además de estos y otros efectos de la cafeína sobre el organismo, también hay que tener en cuenta los producidos por los metabolitos de la cafeína:

  • Paraxantina, que produce la transformación de los lípidos en ácidos grasos y glicerina.
  • Teobromina, dilata los vasos sanguíneos y aumenta el volumen de orina.
  • Teofilina, que permite el tratamiento del asma al relajar el músculo liso de los bronquios.


Con todo este ramillete de efectos que ejerce la cafeína, la pregunta es inmediata: ¿es la cafeína una sustancia adicitiva? Bien, la respuesta no es simple, pero cabe señalar que no se han relatado episodios de adquisición de tolerancia a esta sustancia. Y aunque  parece que la cafeína interviene en los circuitos de placer de la misma manera que hace la cocaína, el síndrome de abstinencia en el caso de la cafeína es muy leve y siempre aparece tras la interrupción drástica de las dosis. 
En resumen, pese a que la cafeína tenga un comportamiento parecido al de otras drogas en cuanto a dependencia, el riesgo de adicción a la cafeína es mucho más bajo. Además, salvo algunos casos de rara intoxicación, la cafeína tampoco presentar el peligro de la sobredosis. 

Fuente:

Coffee, Tea, Chocolate, and the Brain, edited by  
Astrid Nehlig (2004)



Esta entrada participa en el XXI Carnaval de la Química que organiza @ununcuadio en su blog Pero esa es otra historia y debe ser contada en otra ocasión



4 comentarios:

Ununcuadio Uuq dijo...

¡Genial! Siempre he querido saber como actuaba la cafeína ;D

Ismael Díaz dijo...

¡Muy bueno! Me ha parecido muy interesante. Siempre me ha parecido muy curioso el efecto de la cafeína sobre la dafnia, que es un crustáceo microscópico al que se le puede observar muy bien sus latidos (en mi libro de Biología viene una tabla de los latidos/min que da la dafnia con x gotas de cafeína en el agua). Algún lo comentaremos, ¿no? :PP

Felicidades por el post, un saludo.

Roskiencia.

Xabier Lopez dijo...

Muy buen post! Me ha encantado . Gracias

Luis dijo...

Gracias a los tres por los comentarios.

Me encanta que os guste o que os resulte útil.

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