Pharmacologie

La caféine, qui est un stimulant du système nerveux central et du métabolisme, est utilisée dans un but à la fois récréatif et médical pour réduire la fatigue physique et restaurer la vigilance quand une faiblesse ou une somnolence inhabituelle se produit. La caféine (La caféine est un alcaloïde de la famille des méthylxanthines, présent dans de...) stimule le système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des...) central au niveau du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...), il en résulte une vigilance (Son attention prend un aspect d'intensité pour solliciter l'ensemble de ses capacités de...) accrue, un flot de pensées plus claires et rapides, une augmentation de la concentration et une coordination générale du corps améliorée. Une fois dans le corps, elle a une chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) complexe et agit au travers des différents mécanismes décrits ci-dessous.

Pharmacocinétique (La pharmacocinétique, qui suit la phase biopharmaceutique, a pour but d'étudier le...)

La caféine est très rapidement et intégralement absorbée par le tube digestif, et parvient au cerveau dès la 5^e minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un...) suivant l’ingestion. Dans une étude, chez 75 % des volontaires, une dose de 175 mg de caféine est absorbée par l'estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la...) après un quart d’heure. Le pic plasmatique est atteint au bout d’une heure (L'heure est une unité de mesure  :).

La caféine diffuse rapidement dans le milieu extra-vasculaire. Elle n’est que faiblement liée aux protéines circulantes du plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées...) (environ 15 %). Elle passe la barrière hémato-encéphalique (La barrière hémato-encéphalique, ou hémo-encéphalique, est une...) grâce à sa ressemblance à l’adénosine. Sa concentration dans le liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) céphalo-rachidien est égale à celle du plasma.

Son passage dans le lait maternel (Cet article décrit le lait maternel humain.) est également important, sa concentration y est égale à 50 % de la concentration plasmatique de la mère. Chez l’adulte, la caféine est presque complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou...) métabolisée au niveau hépatique par oxydation, déméthylation et acétylation.

La caféine ne peut être détectée dans l’organisme plus de 24 h après la dernière prise de caféine, que ce soit par analyse globulaire du sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) ou par examen chimique de l’urine.

Métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...) et demi-vie (La demi-vie est le temps mis par une substance (médicament, noyau radioactif, ou autres) pour...)

La caféine du café ou d'autres boissons est absorbée au niveau de l'estomac et de l'intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à...) grêle (La grêle est un type de précipitation qui se forme dans des orages particulièrement...), puis redistribuée via la circulation sanguine (La circulation sanguine est un type de système circulatoire en circuit fermé qui assure...) dans tous les tissus du corps. Elle est éliminée selon une cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) du premier ordre. La caféine peut aussi être absorbée rectalement, c'est le cas des suppositoires à base de tartrate d'ergotamine et de caféine pour le soulagement des migraines ou de chlorobutanol et de caféine pour le traitement de l'hyperémèse (nausées et vomissements incoercibles de la grossesse).

La demi-vie de la caféine - la durée nécessaire au corps pour éliminer la moitié de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) initiale de caféine - varie fortement suivant les individus en fonction de facteurs tels que l'âge, le fait d'être enceinte ou non, la présence d'autres médicaments concurrents ou le niveau d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) dans le foie des enzymes nécessaires au métabolisme de la caféine. Chez des adultes en bonne santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...), la demi-vie de la caféine est approximativement de 3-4 heures. Chez les femmes prenant des contraceptifs oraux, cette durée augmente à 5-10 heures et chez celles enceintes la demi-vie est d'environ 9-11 heures. La caféine peut s'accumuler chez les individus atteints d'une hépatopathie sévère, la demi-vie pouvant aller jusqu'à 96 heures. Chez les nourrissons et les jeunes enfants, la demi-vie peut être plus longue que chez les adultes ; chez les nouveau-nés, elle peut aller jusqu'à 30 heures. D'autres facteurs tels que le fait de fumer (Fumer est une pratique consistant à brûler une substance pour en inhaler la fumée...) peut diminuer la demi-vie de la caféine.

La caféine est métabolisée dans le foie par le système enzymatique cytochrome p450 (spécialement, l'isoenzyme 1A2) en trois isomères de la diméthylxanthine, chacun de ces métabolites a ses propres effets sur le corps :

• la paraxanthine (84 %) : augmente la lipolyse (Les triglycérides sont stockés dans notre corps sous forme de micelles entourées de...), entraînant des concentrations élevées de glycérol (Le glycérol ou la glycérine (C3H8O3) est un polyol. Son nom officiel est le...) et d'acides gras dans le plasma sanguin ;
• la théobromine (12 %) : dilate les vaisseaux sanguins et augmente le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) d'urine (L'urine est un liquide biologique composé des déchets de l'organisme. L'urine est...) (diurèse). La théobromine est aussi le principal alcaloïde (Les alcaloïdes sont des molécules organiques hétérocycliques azotées...) du cacao et donc du chocolat ;
• la théophylline (4 %) : relaxe les muscles lisses des bronches et est utilisée pour traiter l'asthme (L'asthme (phon. : [asm]) du latin asthma signifiant « respiration...). La dose thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui...) de la théophylline représente cependant plusieurs fois les concentrations atteintes lors du métabolisme de la caféine.

Chacun de ces métabolites est à son tour métabolisé puis excrété dans les urines.

Mode d'action

Comme l'alcool et la nicotine (La nicotine (de Jean Nicot) est un alcaloïde présent dans les feuilles de tabac...), la caféine traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) facilement la barrière hémato-encéphalique qui sépare la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) sanguine du cerveau du reste du corps. Une fois dans le cerveau, elle agit principalement comme antagoniste des récepteurs à adénosine, c'est-à-dire en les bloquant. En effet la molécule de caféine, qui a une structure similaire à l'adénosine, peut se fixer aux récepteurs à adénosine se trouvant à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) des cellules sans les activer. La caféine agit donc comme un inhibiteur compétitif.

L'adénosine est présente dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) du corps, elle y joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) en effet un rôle dans le métabolisme énergétique de l'ATP, mais elle a des fonctions spéciales au niveau du cerveau. Les concentrations d'adénosine dans le cerveau sont augmentées par différents types de stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général...) métaboliques (dont l'anoxie et l'ischémie) et permettent de protéger le cerveau en supprimant l'activité neuronale et en augmentant la circulation sanguine. Ainsi la caféine, en neutralisant l'adénosine, a globalement un effet désinhibiteur sur l'activité cérébrale. Cependant, le mécanisme précis par lequel ces effets se traduisent en une augmentation de la vigilance et de l'éveil est méconnu.

L'antagonisme de l'adénosine par la caféine provoque l'augmentation de l'activité nerveuse avec la libération d'adrénaline (L’adrénaline est une hormone appartenant à la famille des catécholamines....) et augmentation des niveaux de dopamine (La dopamine est un neurotransmetteur appartenant aux catécholamines et donc issue de l'acide...). L'adrénaline est une hormone (Une hormone est un messager chimique véhiculé par le système circulatoire qui agit...) qui cause plusieurs effets tels que l'augmentation du rythme cardiaque (Le rythme cardiaque est - au sens médical du terme - le mécanisme...) (chronotrope positif), de la contractilité du cœur (inotrope positif), de la pression artérielle (La pression artérielle correspond à la pression du sang dans les artères. On parle...), de l'apport de sang aux muscles, la diminution de l'apport de sang aux autres organes (excepté le cerveau) et la libération de glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est...) par le foie, par néoglucogenèse par exemple. Quant à la dopamine, c'est un neurotransmetteur (Les neurotransmetteurs, ou neuromédiateurs, sont des composés chimiques...). La modulation de sa concentration a des répercussions importantes : par exemple les effets des amphétamines sont dues à l'augmentation de l'activité de la dopamine.

Certains des effets secondaires de la caféine sont probablement causés par des mécanismes non liés à l'adénosine. La caféine est connue pour être un inhibiteur compétitif de l'enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant...) AMPc-Phosphodiestérase (AMPc-PDE) qui convertit l'AMP cyclique (AMPc) des cellules en sa forme non cyclique inactive, entraînant ainsi une accumulation d'AMPc dans les cellules. L'AMP cyclique participe à l'activation (Activation peut faire référence à :) de la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) kinase A (PKA) qui débute la phosphorylation d'enzymes spécifiques utilisées dans la synthèse du glucose. En bloquant son élimination, la caféine intensifie et prolonge les effets de l'adrénaline et de médicaments adrénaline-like tels que l'amphétamine (Les amphétamines sont des substances psychotropes, de structure dérivé des...), la méthamphétamine (La méthamphétamine est une drogue synthétique psycho-stimulante qui provoque une...) ou le méthylphénidate (Le méthylphénidate ou MPH, est un médicament psychotrope de la classe des...). Une augmentation des concentrations d'AMPc dans les cellules de l'épithélium stomacal entraîne une augmentation de l'activation de la protéine kinase A (PKA) qui à son tour augmente l'activation de l'ATPase H+/K+, ce qui provoque finalement une augmentation de la sécrétion d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions...) gastrique des cellules.

Les métabolites de la caféine contribuent aussi aux effets de la caféine. La paraxanthine est responsable de l'augmentation de la lipolyse qui libère du glycérol et des acides gras dans le sang pour être utilisés comme source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) par les muscles. La théobromine est un vasodilatateur qui augmente le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) et de nutriments dans le cerveau et les muscles. La théophylline relâche les muscles lisses et affecte principalement le rythme et le bon fonctionnement cardiaque.

Principaux effets de la caféine

De façon générale, la caféine est un stimulant (Un stimulant est une substance qui augmente l'activité du système nerveux sympathique...) et un psychostimulant. Sur le système cardiovasculaire, la caféine entraîne une accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) du rythme cardiaque et une vasoconstriction. Elle présente également des effets au niveau du système respiratoire et gastro-intestinal. De plus, elle agit au niveau des muscles squelettiques, du flux sanguin rénal, de la glycogénolyse et de la lipolyse.

Il y a amélioration des performances physiques et augmentation de la diurèse. La caféine peut provoquer une certaine amélioration de l'humeur, du niveau d'éveil et des performances intellectuelles. En contrepartie, l'arrêt de la consommation habituelle ou un simple oubli de prise cause souvent des symptômes de sevrage : fatigue, maux de tête, voire état dépressif. Du fait de ces symptômes de sevrage, il semble que les effets réels de psychostimulation de la caféine aient été parfois surévalués par la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...). Ceci viendrait du fait que dans certaines études, l'état psychique dégradé lors de l'arrêt de la consommation de caféine (sevrage et manque) a été considéré comme l'état d'une personne ne consommant pas habituellement de café. L'amélioration par la disparition des effets de sevrage consécutive à un apport a alors pu être interprétée comme étant un effet bénéfique de la caféine.

Cas d'une prise modérée

La quantité à partir de laquelle la caféine produit des effets varie selon les individus en fonction leur corpulence et de leur degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) de tolérance à la caféine. Les premiers effets se font sentir moins d'une heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) après l'ingestion et les effets d'une faible dose disparaissent au bout de trois ou quatre heures. La consommation de caféine n'élimine pas le besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) de dormir, elle ne fait que diminuer temporairement la sensation d'être fatigué.

La caféine a un effet ergogène puissant, augmentant la capacité de travail mental et physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...). Une étude réalisée en 1979 a montré que des sujets qui avaient consommé de la caféine parcouraient à vélo, pendant une durée de deux heures, une distance supérieure de 7 % par rapport aux sujets témoins. Certaines études ont produit des résultats bien plus spectaculaires : une étude sur des coureurs entraînés a montré que pour une dose de 9 mg de caféine par kilo de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) corporel, une augmentation de 44 % de l'endurance (L'endurance est la capacité de maintenir dans le temps un certain niveau d'intensité...) en course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) à pied, de même qu'une augmentation de 51 % de l'endurance à vélo. D'autres études ont rapporté des effets similaires. Une étude a ainsi montré que chez des cyclistes s'exerçant sur des circuits nécessitant un travail intense, une concentration de 5,5 mg de caféine par kilo de poids corporel augmente la durée de l'effort de 29 %.

La caféine relâche le sphincter anal interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) et de ce fait doit être évitée par les personnes souffrant d'incontinence fécale. Elle possède également une action diurétique (Un diurétique est une substance qui entraine une augmentation de la sécrétion...).

La caféine peut augmenter l'efficacité de certains médicaments. La caféine améliore ainsi l'efficacité des médicaments soulageant les maux de têtes de 40 % et aide l'organisme à absorber ces substances plus rapidement, diminuant plus vite la douleur (La douleur est la sensation ressentie par un organisme dont le système nerveux détecte un...). De ce fait de nombreux médicaments contre les maux de têtes vendus sans ordonnance contiennent de la caféine. Elle est également utilisée avec l'ergotamine dans le traitement des migraines et des algies vasculaires de la face, de même que pour surmonter les somnolences dues aux antihistaminiques.

Alors que relativement sans danger pour l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...), la caféine est considérablement plus toxique pour d'autres animaux tels que les chiens, les chevaux et les perroquets du fait de leur capacité bien plus limitée à métaboliser ce composé. Chez les araignées notamment, la caféine a un effet beaucoup plus significatif que d'autres composés actifs.

Accoutumance (L'accoutumance ou tolérance est un processus d'adaptation de l'organisme à un stimulus...), dépendance et sevrage

Comme la caféine est principalement un antagoniste des récepteurs du neurotransmetteur adénosine dans le système nerveux central, l'organisme des personnes qui consomment régulièrement de la caféine s'adapte à la présence continuelle de cette substance en augmentant substantiellement le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de récepteurs de l'adénosine du système nerveux central. Cette augmentation du nombre de récepteurs à adénosine rend l'organisme bien plus sensible à l'adénosine, avec deux conséquences principales. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) d'abord, pour une même dose, les effets stimulants de la caféine sont significativement réduits, c'est le phénomène d'accoutumance. Ensuite, comme ces réponses adaptatives à la caféine rendent les individus bien plus sensibles à l'adénosine, une réduction de la prise de caféine va augmenter les effets physiologiques de l'adénosine, entraînant des symptômes de sevrages importuns.

D'autres recherches contestent l'idée que la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se...) des récepteurs à adénosine est responsable de l'accoutumance aux effets stimulants de la caféine, notant entre autres que cette tolérance est insurmontable pour des doses plus élevées de caféine (cela devrait être surmontable si l'accoutumance était due à une augmentation des récepteurs) et que l'augmentation du nombre de récepteurs à adénosine est modeste et n'explique pas la forte accoutumance à la caféine qui se produit.

L'accoutumance à la caféine se développe très rapidement, spécialement parmi les consommateurs de cafés serrés et de boissons énergisantes. L'accoutumance complète aux effets de la caféine apparaît après la consommation de 400 mg de caféine trois fois par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) pendant sept jours. L'accoutumance complète aux effets subjectifs de la caféine se produit après la consommation de 300 mg de caféine trois fois par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) pendant 18 jours et probablement plus tôt. Dans une autre expérience, L'accoutumance complète à la caféine a été observée chez des sujets consommant des doses de 750-1 200 mg par jour, tandis qu'une accoutumance incomplète a été observée chez ceux qui consomment des doses de caféine dans la moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...).

La consommation continue de caféine finit par faire apparaître une dépendance liée à l'excès de récepteurs à l'adénosine et au manque de récepteurs à la dopamine. Elle a atteint plusieurs écrivains célèbres comme Honoré de Balzac.

Comme l'adénosine sert en partie à réguler la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) sanguine en provoquant la vasodilatation, les effets accrus de l'adénosine dus au sevrage à la caféine entraîne la dilatation (La dilatation est l'expansion du volume d'un corps occasionné par son réchauffement,...) des vaisseaux sanguins de la tête, y occasionnant un excès de sang et pouvant générer des céphalées et des nausées. La diminution de la pression artérielle peut générer d'autres symptômes comme la bradycardie. Une activité catécholaminergique réduite peut causer des sensations de fatigue et de somnolence. Une diminution de la concentration en sérotonine (La sérotonine, encore appelée 5-hydroxy-tryptamine (5-HT), est une molécule issue du...) quand la consommation de caféine s'arrête peut engendrer anxiété (L'anxiété est pour la psychiatrie phénoménologique biologique et...), irritabilité, incapacité à se concentrer et diminution de la motivation (La motivation est, dans un organisme vivant, la composante ou le processus qui règle son...) pour commencer ou terminer des tâches quotidiennes ; dans les cas extrêmes, elle peut entraîner une légère dépression. Le manque de récepteurs à la dopamine peut générer une sorte d'état dépressif et une nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces...) diminution des performances cérébrales ; c'est pourquoi on recommande toujours un sevrage progressif étalé sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...). Cependant, contrairement à d'autres stimulants du système nerveux central, la caféine n'agit pas directement sur le noyau accumbens, responsable de la dépendance psychologique.

Les symptômes de sevrage - pouvant inclure céphalée, irritabilité, incapacité à se concentrer, somnolence, insomnie (L'insomnie est un terme créé au XVIe siècle sur la base du latin insomnia (du...) et douleurs à l'estomac, au haut du corps et aux articulations - peuvent apparaître entre 12 et 24 heures après l'arrêt de la prise de caféine, le pic étant atteint vers 48 heures. Ils durent généralement de un à cinq jours, le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) nécessaire pour que les récepteurs à adénosine du cerveau reviennent à des niveaux « normaux ». Des analgésiques tels que l'aspirine peuvent soulager ces symptômes, tout comme une faible dose de caféine. Le plus efficace étant la combinaison (Une combinaison peut être :) d'un analgésique et d'une petite quantité de caféine.

Surconsommation

La consommation de caféine en grande quantité pendant une durée prolongée peut conduire à une intoxication (Une intoxication est un ensemble de troubles du fonctionnement de l'organisme dus à...) connue sous le nom de caféisme. Le caféisme combine généralement une dépendance à la caféine avec un grand nombre d'états physiques et mentaux désagréables dont l'anxiété, l'irritabilité, les tremblements, la fasciculation (hyperréflexie), l'insomnie, les céphalées, l'alcalose respiratoire et les palpitations cardiaques. De plus, la caféine augmentant la production d'acide gastrique, une forte consommation prolongée peut conduire à des ulcères gastro-duodénaux, des œsophagites érosives et des reflux gastro-œsophagiens.

Il y a quatre troubles psychiatriques induits par la caféine reconnus par le Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4^e édition : intoxication à la caféine, trouble de l'anxiété induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de...) par la caféine, trouble du sommeil (Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la...) induit par la caféine et troubles liés à la caféine non spécifiés.

Intoxication

La caféine est classée dans la catégorie des substances moyennement toxiques. La Food and Drug Administration (La Food and Drug Administration (abréviation : FDA) est l'administration américaine...) la liste parmi les « substances alimentaires à buts multiples généralement reconnues comme sans danger ».

L'intoxication aiguë à la caféine intervient habituellement pour des doses supérieures à 300 milligrammes, qui varient en fonction du poids corporel et du niveau de tolérance à la caféine. Elle peut entraîner un état de surstimulation du système nerveux central appelé intoxication à la caféine. Les symptômes d'une intoxication à la caféine sont différents de ceux observés pour les overdoses d'autres stimulants. Ils peuvent inclure anxiété, excitation, insomnie, flushing cutané (rougeur de la face), diurèse, troubles gastro-intestinaux, contraction involontaire, flot de pensées et de paroles incohérentes, irritabilité, arythmie cardiaque, tachycardie et agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs...) psychomotrice. Dans le cas d'overdoses plus importantes, manie (La manie (du grec ancien μανία / maníā « folie,...), dépression, erreurs de jugement, désorientation, désinhibition, délire (En psychopathologie, en neurologie et en psychiatrie, le délire est une perturbation globale,...), hallucination, psychose (Le terme psychose, introduit au XIXe siècle, désignait la folie et...) et rhabdomyolyse (destruction de cellules musculaires) peuvent se produire. Il est recommandé de ne pas dépasser une consommation quotidienne de caféine (toutes sources) de 600 mg/jour, ce qui équivaut à environ six tasses de café ou deux à trois litres de thé par jour. Pour les femmes enceintes, il est recommandé de limiter la consommation quotidienne à un maximum de 300 mg.

Dans le cas d'overdoses extrêmes, la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) peut survenir. La dose létale 50 (DL) chez le rat (Le mot « rat » désigne en français, dans le langage vernaculaire...) est de 192 mg par kg. La DL de la caféine chez l'humain, qui dépend du poids et de la sensibilité individuelle, est estimée à environ 150 à 200 mg par kg de poids corporel, soit pour un adulte normal approximativement quatre-vingt à cent tasses de café, prises en un temps limité qui va dépendre de la demi-vie. Atteindre une telle dose létale avec un café ordinaire est extrêmement difficile, cependant des cas de mort par surdose (Une surdose (en anglais, overdose) est la prise, accidentelle ou non, d'un produit quelconque en...) de caféine en comprimé ont été rapportés, ainsi que des symptômes graves d'overdoses nécessitant une hospitalisation se produisant dès deux grammes de caféine. Une exception à cela pourrait être la prise d'un médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant...) tel que la fluvoxamine (La fluvoxamine est un médicament antidépresseur qui traite le trouble...) qui bloque les enzymes du foie intervenant dans le métabolisme de la caféine. Il s'ensuit une augmentation drastique d'un facteur cinq des concentrations sanguines de caféine et de ses effets. Dans ce cas, il n'est pas contre-indiqué, mais fortement conseillé de réduire de façon importante la consommation de boissons caféinées, puisque boire une tasse de café aura les mêmes effets qu'en boire cinq en condition normale. La mort intervient généralement suite à une fibrillation ventriculaire provoquée par les effets de la caféine sur le système cardiovasculaire.

Une intoxication sévère à la caféine ne nécessite généralement qu'un traitement de soutien, mais si le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant...) a des concentrations sériques de caféine très élevées, alors une dialyse péritonéale (La dialyse péritonéale est un type de dialyse qui a pour objectif d'éliminer les...), une hémodialyse ou une hémofiltration peut être nécessaire.

Troubles de l'anxiété et du sommeil

Les deux troubles rarement diagnostiqués, induits par une consommation de caféine excessive pendant une durée prolongée et qui sont reconnus par l'Association américaine de psychiatrie (La psychiatrie est une spécialité médicale traitant de la maladie mentale ou des...) (APA), sont le trouble de l'anxiété induit par la caféine et le trouble du sommeil induit par la caféine.

Le trouble du sommeil induit par la caféine se produit chez une personne qui ingère régulièrement de grandes quantités de caféine, suffisamment importantes pour induire de sévères perturbations de son sommeil et justifier des soins cliniques.

Chez certains individus, une grande quantité de caféine peut induire une anxiété sévère nécessitant des soins cliniques. Ce trouble de l'anxiété induit par la caféine peut prendre des formes variées telles que de l'anxiété généralisée (Le trouble de l'anxiété généralisée, aussi nommé névrose...), des crises de panique, des troubles obsessionnels compulsifs ou même des phobies. Comme ces états peuvent être similaires à des troubles mentaux organiques tels que le trouble bipolaire (Le trouble bipolaire est une catégorie des troubles de l'humeur, anciennement nommé PMD...) ou même la schizophrénie (Le terme de schizophrénie regroupe de manière générique un ensemble...), un grand nombre de professionnels de la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) pensent que des personnes intoxiquées à la caféine sont couramment mal diagnostiquées et traitées avec des médicaments, alors qu'il suffit pour les psychoses induites par la caféine d'arrêter de consommer de la caféine. Une étude du British Journal of Addiction a conclu que le caféisme, bien que rarement diagnostiqué, pourrait toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal,...) une personne sur dix dans la population.

Cœur et maladies cardiovasculaires

La caféine se fixe sur des récepteurs à la surface des cellules musculaires du cœur, ce qui entraîne une augmentation de la concentration en AMPc à l'intérieur de ces cellules (par blocage de l'enzyme qui dégrade l'AMPc), mimant ainsi les effets de l'adrénaline (qui se fixe à des récepteurs sur la cellule qui activent la production d'AMPc). L'AMPc agit comme messager secondaire et active un grand nombre de protéines kinases A (PKA). Cela a pour effet général d'augmenter la glycolyse (La glycolyse (γλῠκὖς glykýs...) et la quantité d'ATP disponible pour la contraction et le relâchement musculaire. D'après une étude épidémiologique, la consommation de caféine sous forme de café est corrélée significativement avec un moindre risque de maladies cardiovasculaires chez les personnes âgées de 65 ou plus. Cependant, cette relation n'a été vérifiée que chez les personnes qui ne souffraient pas de sévère hypertension. De plus, rien de tel n'a été trouvé chez les personnes âgées de moins de 65 ans ou celles âgées de 65 ans ou plus pour ce qui est de la mortalité par maladies vasculaires cérébrales.

Mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) et apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus...)

Un grand nombre d'études ont montré que la caféine pourrait avoir des effets nootropiques, provoquant certains changements dans la mémorisation (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) et l'apprentissage. Cependant, les résultats des tests se sont révélés contradictoires et peu concluants.

Des chercheurs ont découvert que la consommation à long terme de faibles doses de caféine ralentit l'apprentissage dépendant de l'hippocampe (une partie du cerveau associé au processus de mémorisation) et diminue la mémoire à long terme chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...). La consommation de caféine durant quatre semaines diminuait significativement la neurogenèse hippocampale comparée aux témoins au cours de l'expérience. La conclusion était que la consommation à long terme de caféine pourrait inhiber l'apprentissage dépendant de l'hippocampe et la mémoire partielle par l'inhibition de la neurogenèse hippocampale.

Dans une autre étude, de la caféine était ajoutée in vitro à des neurones de rats. Les épines dendritiques (une partie des neurones formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) des connections entre les neurones) de l'hippocampe ont grandi de 33 % et de nouvelles épines se sont formées. Toutefois, après un heure ou deux, ces cellules ont retrouvé leur forme originale.

Une autre étude encore a montré que des sujets ayant reçu 100 mg de caféine avaient une activité accrue dans le lobe frontal (Un frontal est un équipement informatique.), une région du cerveau où se situe une partie du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) impliqué dans la mémorisation, et le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou...) cingulaire antérieur, une partie du cerveau qui contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) l'attention. Les sujets sous caféine ont également mieux effectué les exercices de mémorisation.

Cependant, une étude différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) a montré que la caféine pourrait diminuer la mémoire à court terme et augmenter l'occurrence du phénomène dit du « mot sur le bout de la langue (en) ». L'étude a amené les chercheurs à suggérer que la caféine pourrait aider la mémoire à court terme quand l'information à se rappeler est liée au train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de...) de pensées, mais également à formuler l'hypothèse que la caféine gênerait la mémoire à court terme quand le train de pensées est sans lien de parenté. En résumé, la consommation de caféine augmenterait les performances mentales d'une pensée focalisée, tandis qu'elle pourrait diminuer les capacités de réflexion d'un vaste champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de pensées.

Chez les femmes enceintes

Malgré un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) largement répandu et l'idée communément admise selon laquelle la caféine est une substance sans danger, une étude de 2008 suggère que les femmes enceintes qui consomment 200 mg ou plus de caféine par jour - l'équivalent de deux tasses de café ou plus - ont un risque de fausses couches environ deux fois plus élevé que les femmes qui n'en consomment pas. Cependant, une autre étude n'a pas révélé de lien entre la consommation de caféine et le risque de fausse couche (La fausse couche est l'interruption naturelle ou accidentelle de la grossesse, c'est-à-dire un...). Au Royaume-Uni, la Food Standards Agency (FSA) a recommandé aux femmes enceintes de limiter leur consommation de caféine à moins de 200 mg de par jour. La FSA fait remarquer que le protocole expérimental utilisé dans ces études ne permet pas de déterminer si les différences observées sont dues à la caféine elle-même ou aux modes de vie (La vie est le nom donné :) associés à une forte consommation de caféine, mais a estimé que le conseil était bon. Concernant un possible effet de la consommation de caféine durant la grossesse (La grossesse est le processus physiologique au cours duquel la progéniture vivante d'une femme...) sur le poids du nouveau-né (Un nouveau-né est un enfant à partir de sa première heure de vie et jusqu'à 28...), les études sont contradictoires. Certaines estiment que la consommation de caféine pourrait être corrélée à un poids de naissance plus faible, tandis que d'autres ne retrouvent pas ce résultat.

Chez les enfants prématurés

Une étude réalisée sur 2 000 prématurés amène à penser que la caféine aurait un rôle positif sur leurs fonctions respiratoires.

Le citrate de caféine a des effets bénéfiques dans le traitement des troubles de la respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet...) des enfants prématurés tels que l'apnée (L'apnée désigne l'arrêt de la ventilation (du grec pnein, respirer, et le...) du prématuré et la dysplasie broncho-pulmonaire. Le seul risque à court terme d'un traitement au citrate de caféine est la diminution temporaire de la prise de poids (La prise de poids est une modification de la masse corporelle, qui se traduit par une augmentation...) au cours de la thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une...). Des études sur le long terme (18 à 21 mois) ont montré des avantages durables pour le traitement à la caféine des enfants prématurés.

Chez les enfants

Plusieurs études scientifiques ont réfuté la croyance selon laquelle la consommation de caféine entraîne un retard de croissance chez les enfants. Les enfants peuvent ressentir les mêmes effets induits par la caféine que les adultes. La plupart des boissons énergisantes (contenant de grandes quantités de caféine) ont été interdites dans de nombreuses écoles de par le monde (Le mot monde peut désigner :).

Maladie de Parkinson (La maladie de Parkinson est une maladie neurologique chronique affectant le système nerveux...)

Plusieurs études réalisées à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...) ont montré que la prise de caféine est associée à une réduction du risque de développer la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...) de Parkinson chez l'homme, tandis que les études chez la femme ne sont pas concluantes. Le mécanisme par lequel la caféine est inversement corrélée à cette maladie demeure un mystère. Chez les modèles animaux, les chercheurs ont montré - sans pouvoir l'expliquer - que la caféine peut prévenir la perte de cellules nerveuses dopaminergiques que l'on observe dans la maladie de Parkinson.