Pharmacodynamie et mécanisme d'action
La caféine a un très large spectre d'effets, dont tous ne sont toutefois pas utilisés en médecine. La caféine stimule le système nerveux central (SNC), augmente la vigilance et peut donc parfois provoquer de l'agitation et de l'excitation. Elle détend les muscles lisses, stimule la contraction du muscle cardiaque et, dans une moindre mesure, améliore les performances sportives. La caféine favorise la sécrétion d'acide gastrique et augmente la motilité gastro-intestinale. Elle a également un léger effet diurétique.
Le mécanisme d'action exact de la caféine est extrêmement complexe, car elle agit sur plusieurs systèmes du corps.
Effets généraux au niveau cellulaire
La caféine exerce ses effets sur les cellules par le biais de plusieurs mécanismes, dont tous ne sont pas entièrement élucidés. Un mécanisme essentiel, qui explique en partie l'effet stimulant de la caféine, est l'inhibition compétitive des récepteurs de l'adénosine. L'adénosine est un messager dans les cellules nerveuses et un produit de dégradation du métabolisme énergétique des cellules. Si l'on dépense beaucoup d'énergie, la concentration d'adénosine dans les cellules augmente, celle-ci se lie alors à son récepteur et signale à la cellule de consommer un peu moins d'énergie. Cela entraîne généralement de la fatigue et nous permet de dormir suffisamment. Pendant le sommeil, l'adénosine peut être décomposée et l'approvisionnement en énergie des cellules peut être rétabli. Grâce à sa structure proche de celle de l'adénosine, la caféine a la capacité d'occuper le même récepteur sans l'activer. Il en résulte une suppression de la fatigue.
Un autre mécanisme important est l'inhibition d'une phosphodiestérase spécifique qui catalyse la dégradation de l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc). L'AMPc est un messager important (second messager) qui participe à de nombreux processus cellulaires. Il active notamment l'enzyme protéine kinase A, qui joue un rôle important dans la libération de glucose par le foie et dans la fourniture d'énergie aux cellules musculaires. En outre, l'AMPc provoque la mise à disposition de graisses de stockage par l'activation de certaines lipases. La caféine inhibe la phosphodiestérase, ce qui augmente le taux d'AMPc dans les cellules et renforce les effets précités du neurotransmetteur.
Respiration
Le mécanisme d'action exact de la caféine dans le traitement de l'apnée chez les prématurés n'est pas connu, mais plusieurs mécanismes sont envisagés. L'explication la plus probable est qu'en bloquant les récepteurs de l'adénosine, l'impulsion respiratoire est augmentée par une réaction de la moelle épinière au dioxyde de carbone et que la caféine provoque en même temps une contractilité accrue du diaphragme.
Système nerveux central
La caféine présente un antagonisme des 4 sous-types de récepteurs de l'adénosine dans le système nerveux central. Les effets de la caféine sur la vigilance et la lutte contre la somnolence sont spécifiquement liés à l'antagonisme du récepteur A2a.
Système rénal
La caféine a un effet diurétique en raison de son action stimulante sur le flux sanguin rénal, de l'augmentation de la filtration glomérulaire et de l'augmentation de l'excrétion de sodium.
Système cardiovasculaire
L'antagonisme des récepteurs de l'adénosine au niveau du récepteur A1 par la caféine stimule les effets d'augmentation de la force de contraction (inotrope) dans le cœur. Le blocage des récepteurs de l'adénosine favorise la libération de catécholamines, ce qui entraîne des effets stimulants dans le cœur et dans le reste du corps. Dans les vaisseaux sanguins, la caféine exerce un antagonisme direct avec les récepteurs de l'adénosine et provoque une vasodilatation. Elle stimule les cellules endothéliales de la paroi des vaisseaux sanguins pour libérer de l'oxyde nitrique, ce qui renforce la relaxation des vaisseaux sanguins. Cependant, la libération de catécholamine s'oppose à ce phénomène et exerce des effets inotropes et chronotropes sur le cœur, ce qui conduit finalement à une vasoconstriction. Les effets vasoconstricteurs de la caféine ont un effet positif sur les migraines et d'autres types de maux de tête, qui sont normalement causés par une vasodilatation dans le cerveau.
Pharmacocinétique
La caféine est rapidement absorbée après administration orale ou parentérale et atteint sa concentration plasmatique maximale dans un délai de 30 minutes à 2 heures. Après administration orale, les effets se manifestent en 45 minutes environ. La nourriture peut retarder l'absorption de la caféine. La biodisponibilité absolue atteint presque 100 % chez les adultes. La caféine a la capacité de franchir rapidement la barrière hémato-encéphalique, ce qui lui permet de déployer son effet éveillant. Elle est soluble dans l'eau et les graisses et se répartit dans tout le corps. La liaison de la substance aux protéines est d'environ 10 à 36 %. Le métabolisme de la caféine a lieu principalement dans le foie via l'enzyme cytochrome CYP1A2. Parmi les produits issus du métabolisme de la caféine figurent la paraxanthine, la théobromine et la théophylline. Ces métabolites sont principalement éliminés dans l'urine. Chez un adulte de taille moyenne, la demi-vie est d'environ 5 heures, mais elle peut varier de plus de 50 % chez les fumeurs.
Interactions
Des interactions peuvent se produire avec les substances suivantes :
- Quinolone par ex. ciprofloxacine
- Théophylline
- Duloxétine
- Préparations à base d'éphédra ou de guarana
- Rasagiline
- Tizanidine
