Cafeína

Código ATCD11AX26, N06BC01
Número CAS58-08-2
Número PUB2519
ID da DrugbankDB00201
Fórmula empíricaC8H10N4O2
Massa molar (g·mol−1)194,19
Estado físicosólido
Densidade (g·cm−3)1,23
Ponto de fusão (°C)236
Valor PKS14

Noções básicas

A cafeína é uma substância que ocorre naturalmente em muitos estimulantes como o café e o chá e como um aditivo em produtos como bebidas energéticas ou medicamentos. A cafeína tem um efeito de vigília e de concentração e é a substância psicoactiva mais consumida em todo o mundo.

Aplicações e indicações

A cafeína é utilizada em medicina para vários fins.

  • Sob a forma de comprimidos e como mono-preparação pode ser utilizado para suprimir os sintomas de fadiga durante um curto período de tempo. Nesta forma, está disponível sem receita médica como um produto "de venda livre".
  • A cafeína em combinação com certos analgésicos, tais como paracetamol ou ácido acetilsalicílico, pode aumentar o efeito analgésico por um factor de cerca de 1,5.
  • A cafeína sob a forma de citrato de cafeína salgada pode ser utilizada como uma solução de infusão para tratar a paragem respiratória em recém-nascidos. Além disso, é utilizado nesta forma para prevenir a displasia broncopulmonar, que ocorre principalmente em bebés prematuros.

História

Na sua forma natural como ingrediente de folhas de chá e grãos de café, a cafeína foi tomada há vários milhares de anos pelo seu efeito estimulante e excitante. Diz-se que as folhas de chá preto foram utilizadas para preparar bebidas estimulantes na China já em 3000 AC. Outras plantas, tais como o grão de café ou a noz de cola, foram também processadas e consumidas em várias culturas pelos seus efeitos.

A cafeína na sua forma pura foi isolada pela primeira vez dos grãos de café em 1820 pelo farmacêutico alemão Friedlieb Ferdinand Runge. Cerca de 15 anos mais tarde, foi determinada a fórmula da soma da substância. A completa elucidação da estrutura química e a síntese completa foi alcançada pelo químico alemão Emil Fischer no final do século XIX.

Originalmente, presumiu-se que a cafeína encontrada no chá preto, antigamente chamado teein, era uma substância completamente diferente, uma vez que os efeitos do café e do chá diferem ligeiramente. Isto deve-se ao facto de a cafeína no chá preto estar ligada a certas substâncias (polifenóis), o que atrasa um pouco a libertação e o efeito dura muito mais tempo do que depois de beber café.

Foi utilizada pela primeira vez em medicina no início do século XX, quando se descobriu que a cafeína tem um efeito broncodilatador suave, razão pela qual foi utilizada no tratamento da asma.

Farmacologia

Farmacodinâmica e mecanismo de acção

A cafeína tem um espectro muito amplo de efeitos, mas nem todos eles são utilizados medicinalmente. A cafeína estimula o sistema nervoso central (SNC), aumenta o estado de alerta e pode, por vezes, causar inquietação e agitação. Relaxa o músculo liso, estimula a contracção do músculo cardíaco e, em pequena medida, melhora o desempenho atlético. A cafeína promove a secreção de ácido gástrico e aumenta a motilidade gastrointestinal. Tem também um efeito diurético suave.

O mecanismo de acção exacto da cafeína é extremamente complexo, uma vez que afecta vários sistemas corporais.

Efeitos gerais a nível celular

A cafeína exerce os seus efeitos sobre as células através de vários mecanismos, nem todos eles são totalmente compreendidos. Um mecanismo importante que explica parcialmente os efeitos estimulantes da cafeína é a inibição competitiva dos receptores de adenosina. A adenosina é uma substância mensageira nas células nervosas e um produto de decomposição do metabolismo energético das células. Se for gasta muita energia, a concentração de adenosina nas células aumenta, o que depois se liga ao seu receptor e sinaliza a célula para utilizar um pouco menos de energia. Isto geralmente leva ao cansaço e assegura-nos que dormimos o suficiente. Durante o sono, a adenosina pode ser decomposta e o fornecimento de energia das células pode ser restaurado. Devido à sua semelhança estrutural com a adenosina, a cafeína tem a capacidade de ocupar o mesmo receptor sem a activar. Isto resulta na supressão da fadiga.

Outro mecanismo importante é a inibição de uma fosfodiesterase específica que catalisa a decomposição de adenosina monofosfato cíclico (cAMP). O cAMP é um segundo mensageiro importante envolvido em muitos processos celulares. Activa a enzima proteína quinase A, que desempenha um papel importante na libertação de glicose do fígado e no fornecimento de energia às células musculares. Além disso, o cAMP provoca um fornecimento de gordura de armazenamento ao activar certas lipases. A cafeína inibe a fosfodiesterase, o que aumenta o nível de AMPc nas células e melhora os efeitos acima mencionados do neurotransmissor.

Respiração

O mecanismo exacto da acção da cafeína no tratamento da apneia associada aos bebés prematuros não é conhecido, mas há vários mecanismos que estão a ser considerados. A explicação mais provável é que ao bloquear os receptores de adenosina, o impulso respiratório é aumentado por uma resposta da medula cerebral ao dióxido de carbono, e a cafeína causa simultaneamente um aumento da contratilidade do diafragma.

Sistema nervoso central

A cafeína mostra o antagonismo de todos os 4 subtipos de receptores de adenosina no sistema nervoso central. Os efeitos da cafeína na atenção e no combate à sonolência estão especificamente associados ao antagonismo do receptor A2a.

Sistema Renal

A cafeína tem um efeito diurético devido ao seu efeito estimulante no fluxo sanguíneo renal, aumentando a filtração glomerular e aumentando a excreção de sódio.

Sistema Cardiovascular

O antagonismo do receptor de adenosina no receptor A1 pela cafeína estimula os efeitos contraceptivos (inotrópicos) no coração. O bloqueio dos receptores de adenosina promove a libertação de catecolaminas, levando a efeitos estimulantes no coração e no resto do corpo. Nos vasos sanguíneos, a cafeína exerce um antagonismo directo com os receptores de adenosina e provoca vasodilatação. Estimula as células endoteliais na parede dos vasos sanguíneos para libertar óxido nítrico, o que aumenta o relaxamento dos vasos sanguíneos. No entanto, a libertação de catecolamina contraria esta situação e exerce efeitos inotrópicos e cronotrópicos no coração, levando em última análise à vasoconstrição. Os efeitos vasoconstritores da cafeína são benéficos para a enxaqueca e outros tipos de dores de cabeça, que são geralmente causadas por vasodilatação no cérebro.

Farmacocinética

A cafeína é rapidamente absorvida após administração oral ou parenteral e atinge a concentração máxima de plasma dentro de 30 minutos a 2 horas. Após administração oral, o efeito ocorre em cerca de 45 minutos. Os alimentos podem atrasar a absorção da cafeína. A biodisponibilidade absoluta atinge quase 100% em adultos. A cafeína tem a capacidade de atravessar rapidamente a barreira hemato-encefálica, razão pela qual pode desenvolver o seu efeito de vigília. É solúvel em água e gordura e está distribuído por todo o corpo. A ligação proteica da substância é de cerca de 10-36 %. O metabolismo da cafeína tem lugar principalmente no fígado através da enzima citocromo CYP1A2. Os produtos do metabolismo da cafeína incluem paraxantina, teobromina e teofilina. Estes metabolitos são principalmente excretados na urina. Num adulto de tamanho médio, a meia-vida é de cerca de 5 horas, mas pode variar em mais de 50% nos fumadores.

Interacções

As interacções podem ocorrer com as seguintes substâncias:

  • Quinolonas e.g. ciprofloxacina
  • Teofilina
  • Duloxetina
  • Preparações de erva efedra ou guaraná
  • Rasagilina
  • Tizanidina

Toxicidade

Contra-indicações

Os pacientes com arritmias cardíacas devem evitar doses particularmente elevadas de cafeína. Os doentes com úlceras gastrointestinais não devem tomar cafeína. A administração a crianças também não é recomendada.

Efeitos secundários

  • Problemas gastrintestinais
  • Azia
  • Nervosismo
  • Inquietude
  • Irritabilidade
  • Tensão arterial elevada
  • ritmo cardíaco irregular
  • náusea
  • Descoloração de Zanh

Dependência

O consumo regular pode levar a sintomas de dependência e tolerância. Com uma interrupção abrupta, podem ocorrer sintomas de abstinência, tais como dor de cabeça de abstinência de cafeína e irritabilidade.

Gravidez e aleitamento materno

A Organização Mundial de Saúde recomenda que as mulheres grávidas não devem exceder 200-300 mg de cafeína por dia. Estudos recentes sugerem que mesmo esta dose pode ser demasiado elevada para algumas mulheres. Recomenda-se, portanto, uma dose mais baixa ou a abstenção de cafeína.

Fontes

  • Qian J, Chen Q, Ward SM, Duan E, Zhang Y. Impacts of Caffeine during Pregnancy. Trends Endocrinol Metab. 2020 Mar;31(3):218-227. doi: 10.1016/j.tem.2019.11.004. Epub 2019 Dec 6. PMID: 31818639; PMCID: PMC7035149.
  • Pharmawiki.ch
  • Drugbank.com
  • PubChem.gov
Markus Falkenstätter, BSc

Markus Falkenstätter, BSc

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