Introdução

Café e chá estão entre as bebidas mais populares em todo o mundo e contêm quantidades substanciais de cafeína, tornando a cafeína o agente psicoativo mais consumido. Uma variedade de plantas contém cafeína em suas sementes, frutos e folhas. Além do café e do chá, essas plantas incluem grãos de cacau (um ingrediente do chocolate), folhas de erva-mate e frutos de guaraná (usados ​​em várias bebidas e suplementos).

A cafeína também pode ser sintetizada e adicionada a alimentos e bebidas, incluindo refrigerantes, bebidas energéticas e comprimidos comercializados para reduzir a fadiga. Além disso, a cafeína é amplamente utilizada como tratamento para a apneia da prematuridade em bebês e a cafeína e os analgésicos são usados ​​juntos em medicamentos para a dor.

O café e o chá são consumidos há centenas de anos e tornaram-se uma parte importante das tradições culturais e da vida social. Além disso, as pessoas usam bebidas com cafeína para aumentar a vigília e a produtividade no trabalho.

Para uma porção típica, o conteúdo de cafeína é mais alto em café, bebidas energéticas e comprimidos de cafeína; intermediário no chá; e o mais baixo em refrigerantes..

Nos Estados Unidos, 85% dos adultos consomem cafeína diariamente, e o consumo médio de cafeína é de 135 mg por dia, o que equivale a cerca de 1,5 xícaras de café padrão (com uma xícara padrão definida como 235 ml). O café é a fonte predominante de cafeína ingerida por adultos, enquanto refrigerantes e chá são as fontes mais importantes de cafeína ingerida por adolescentes.

Há muito existe a preocupação de que o café e a cafeína possam aumentar os riscos de câncer e doenças cardiovasculares, mas, mais recentemente, também surgiram evidências de benefícios à saúde.

Uma questão importante na pesquisa com cafeína e café é que o café contém centenas de outros fitoquímicos biologicamente ativos, incluindo polifenóis como ácido clorogênico e ligninas, o alcaloide trigonelina, as melanoidinas formadas durante a torrefação e pequenas quantidades de magnésio, potássio e vitamina B ₃ (niacina).

Esses compostos do café podem reduzir o estresse oxidativo, melhorar o microbioma intestinal e modular o metabolismo da glicose e da gordura. Em contraste, o diterpeno cafestol, que está presente no café não filtrado, aumenta os níveis de colesterol sérico. Portanto, os resultados da pesquisa para o café e outras fontes dietéticas de cafeína devem ser interpretados com cautela, pois os efeitos podem não ser devidos à cafeína em si.

Metabolismo, efeitos fisiológicos e efeitos tóxicos

> Absorção e metabolismo

Quimicamente, a cafeína é uma metilxantina (1,3,7-trimetilxantina). A absorção da cafeína é quase completa em 45 minutos após a ingestão, com níveis máximos de cafeína no sangue entre 15 minutos e 2 horas. A cafeína se espalha por todo o corpo e atravessa a barreira hematoencefálica.

No fígado, a cafeína é metabolizada pelas enzimas do citocromo P-450 (CYP), em particular pelo CYP1A2. Os metabólitos da cafeína incluem paraxantina e, em pequenas quantidades, teofilina e teobromina, que são então metabolizados em ácido úrico e finalmente excretados na urina.

A meia-vida da cafeína em adultos é normalmente de 2,5 a 4,5 horas, mas está sujeita a grandes variações de pessoa para pessoa. Os recém-nascidos têm uma capacidade limitada de metabolizar a cafeína e a meia-vida é de aproximadamente 80 horas. Após 5 a 6 meses de idade, a capacidade de metabolizar a cafeína por quilograma de peso corporal não muda muito com a idade.

Fumar acelera muito o metabolismo da cafeína, reduzindo a meia-vida em até 50%, enquanto o uso de anticoncepcionais orais dobra a meia-vida da cafeína. A gravidez reduz muito o metabolismo da cafeína, especialmente no terceiro trimestre, quando a meia-vida da cafeína pode ser de até 15 horas.

A atividade das enzimas que metabolizam a cafeína é herdada em parte. Por exemplo, uma variante no gene que codifica CYP1A2 está associada a níveis mais elevados de cafeína no plasma e a uma proporção mais baixa de paraxantina para cafeína (refletindo um metabolismo mais lento da cafeína), bem como menor ingestão de cafeína.

Pessoas com metabolismo mais lento de cafeína tendem a compensar com menor consumo de cafeína do que pessoas sem essa predisposição genética. Além disso, algumas classes de medicamentos (incluindo várias quinolonas, medicamentos cardiovasculares, broncodilatadores e antidepressivos) podem atrasar a eliminação da cafeína e aumentar sua meia-vida, geralmente porque são metabolizados pelas mesmas enzimas hepáticas. Da mesma forma, a cafeína pode afetar a ação de vários medicamentos, e os médicos devem considerar as potenciais interações droga-cafeína ao prescrever o último.

> Efeitos benéficos no desempenho cognitivo e na dor

A adenosina no cérebro inibe a excitação e aumenta a sonolência.

A estrutura molecular da cafeína é semelhante à da adenosina, o que permite que a cafeína se ligue aos receptores de adenosina, bloqueando a adenosina e inibindo seus efeitos.

Em doses moderadas (40 a 300 mg), a cafeína pode antagonizar os efeitos da adenosina e reduzir a fadiga, aumentar o estado de alerta e reduzir o tempo de reação. Esses efeitos da cafeína também foram observados em pessoas que não consomem cafeína regularmente e após breves períodos de abstinência em usuários regulares.

A ingestão de cafeína também pode melhorar o estado de alerta durante tarefas de longa duração que fornecem estimulação limitada, como trabalhar em uma linha de montagem, dirigir por longas distâncias e voar em aviões. Embora esses benefícios mentais sejam mais pronunciados durante a privação de sono, a cafeína não pode compensar o declínio no desempenho após a privação de sono de longo prazo. A cafeína pode contribuir para o alívio da dor quando adicionada a analgésicos comumente usados.

> Efeitos no sono, ansiedade e hidratação e sintomas de abstinência

Como esperado por seus efeitos sobre a fadiga, consumir cafeína no final do dia pode aumentar a latência do sono e reduzir a qualidade do sono.

Além disso, a cafeína pode induzir ansiedade, particularmente em altas doses (> 200 mg por ocasião ou> 400 mg por dia) e em indivíduos sensíveis, incluindo aqueles com ansiedade ou transtornos bipolares. As diferenças interpessoais nos efeitos da cafeína sobre o sono e a ansiedade são grandes.

Essas diferenças podem refletir a variação na taxa de metabolismo da cafeína e as variantes no gene do receptor de adenosina. Os consumidores e médicos de cafeína devem estar cientes desses possíveis efeitos colaterais da cafeína, e as pessoas que bebem bebidas com cafeína devem ser aconselhadas a reduzir ou evitar a ingestão de cafeína no final do dia, se ocorrerem efeitos.

A alta ingestão de cafeína pode estimular a produção de urina, mas nenhum efeito prejudicial sobre o estado de hidratação foi encontrado com a ingestão de doses moderadas de cafeína em longo prazo (≤400 mg por dia).

Interromper a cafeína após o consumo regular pode causar sintomas de abstinência, incluindo dores de cabeça, fadiga, diminuição do estado de alerta e depressão, bem como sintomas semelhantes aos da gripe em alguns casos. Esses sintomas geralmente atingem o pico 1 a 2 dias após a interrupção da ingestão de cafeína, durando 2 a 9 dias no total, e podem ser reduzidos diminuindo gradualmente a dose de cafeína.

> Efeitos tóxicos

Os efeitos colaterais da cafeína em níveis muito elevados de ingestão incluem ansiedade, inquietação, nervosismo, disforia, insônia, excitação, agitação psicomotora e um fluxo errante de pensamento e fala.

Estima-se que os efeitos tóxicos ocorram com a ingestão de 1,2 g ou mais, e acredita-se que uma dose de 10 a 14 g seja fatal.

Uma revisão recente dos níveis de cafeína no sangue em overdoses fatais mostrou que o nível médio de cafeína no sangue pós-morte foi de 180 mg por litro, correspondendo a uma ingestão estimada de 8,8 g de cafeína.

O envenenamento por cafeína devido ao consumo de fontes tradicionais de cafeína, como café e chá, é raro porque uma grande quantidade (75-100 xícaras de café padrão) teria que ser consumida em um curto espaço de tempo para que a dose fosse fatal. As mortes relacionadas à cafeína geralmente são causadas por doses muito altas de cafeína em comprimidos ou suplementos, principalmente em atletas ou pacientes com transtornos psiquiátricos.  

Em relatos de casos, o alto consumo de bebidas energéticas e injeções , especialmente quando misturadas com álcool , também foi relacionado a eventos adversos cardiovasculares, psicológicos e neurológicos, incluindo eventos fatais.

A cafeína na forma de bebidas energéticas e injeções pode ter efeitos adversos mais adversos do que outras bebidas cafeinadas por vários motivos: alto consumo episódico dessas formas de cafeína, o que não permite o desenvolvimento de tolerância à cafeína; popularidade entre crianças e adolescentes, que podem ser mais vulneráveis ​​aos efeitos da cafeína; falta de conhecimento por parte dos consumidores sobre o teor de cafeína; possíveis efeitos sinérgicos com outros componentes de bebidas energéticas; e combinação com consumo de álcool ou esforço vigoroso.

O alto consumo de bebidas energéticas (aproximadamente 1 litro, contendo 320 mg de cafeína) produziu efeitos cardiovasculares adversos de curto prazo (aumento da pressão arterial, intervalo QTc prolongado e palpitações). Por esse motivo, as pessoas que consomem bebidas energéticas devem ser orientadas a verificar o teor de cafeína e evitar o alto consumo (> 200 mg de cafeína por ocasião) ou o consumo em combinação com álcool.

Café, cafeína e o risco de doenças crônicas

> Considerações metodológicas

Os estudos sobre a ingestão de cafeína e os resultados para a saúde podem ter várias limitações potenciais.

1. Em primeiro lugar, as observações dos efeitos agudos da cafeína podem não refletir os efeitos de longo prazo porque pode haver tolerância aos efeitos da cafeína.
    
2. Em segundo lugar, os estudos epidemiológicos sobre a ingestão de cafeína e o risco de doenças crônicas são potencialmente confundidos pelo fumo ou outros fatores de estilo de vida desfavoráveis, e os primeiros estudos que não explicaram adequadamente esse viés levaram a resultados. enganoso.
    
3. Terceiro, o erro de medição pode afetar a avaliação do consumo de cafeína. No entanto, os autorrelatos da frequência do consumo de café são geralmente muito precisos e reproduzíveis. Variação no tamanho da xícara, concentração de café, tipo de grão de café e quantidades de açúcar e leite ou creme adicionado ao café geralmente não são capturadas em estudos epidemiológicos do consumo de café, resultando em uma classificação incorreta da exposição. No entanto, em muitas populações, a variação no tamanho do copo e na concentração da preparação é provavelmente modesta em comparação com a grande variação na frequência de consumo.
    
4. Finalmente, em estudos prospectivos sobre a ingestão de cafeína, o café e o chá têm sido as fontes predominantes de cafeína. Não está claro se os resultados vistos com essas bebidas cafeinadas também se aplicam a outras fontes de cafeína.

> Pressão arterial, lipídios no sangue e doenças cardiovasculares

Em pessoas que não consumiram cafeína anteriormente, a ingestão de cafeína aumenta os níveis de epinefrina e a pressão arterial em curto prazo. A tolerância ao efeito se desenvolve em uma semana, mas pode ser incompleta em algumas pessoas. Na verdade, meta-análises de ensaios mais longos indicam que a ingestão de cafeína sozinha (ou seja, cafeína pura, não na forma de café ou outras bebidas) produz um aumento modesto na pressão arterial sistólica e diastólica.

A concentração do composto que aumenta o colesterol, cafestol, é alta no café não filtrado, como café expresso francês e turco fervido ou café escandinavo, intermediário no expresso e insignificante no café instantâneo e filtrado por gotejamento.

Em estudos randomizados, o alto consumo de café não filtrado (mediana, 6 xícaras por dia) aumentou os níveis de colesterol de lipoproteína de baixa densidade em 17,8 mg por decilitro (0,46 mmol por litro), em comparação com o café filtrado, prevendo um risco estimado 11% maior de eventos cardiovasculares maiores.

Em contraste, o café filtrado não aumentou os níveis de colesterol sérico. Portanto, limitar o consumo de café não filtrado e o consumo moderado de café expresso pode ajudar a controlar os níveis de colesterol sérico.

Estudos experimentais em humanos e estudos de coorte não mostram uma associação entre a ingestão de cafeína e a fibrilação atrial.

Muitos estudos prospectivos examinaram o consumo de café e cafeína em relação aos riscos de doença cardíaca coronária e derrame. Os resultados indicam de forma consistente que o consumo de até 6 xícaras padrão de café com cafeína filtrado por dia, em comparação com o não consumo de café, não está associado a um risco aumentado desses desfechos cardiovasculares na população em geral ou entre pessoas com histórico de hipertensão, diabetes ou doenças cardiovasculares.

Na verdade, o consumo de café foi associado a um menor risco de doenças cardiovasculares, com menor risco no grupo de 3-5 xícaras por dia. Uma associação inversa foi observada entre o consumo de café e doença arterial coronariana, acidente vascular cerebral e morte por causas cardiovasculares.

> Controle de peso, resistência à insulina e diabetes tipo 2

Estudos metabólicos sugerem que a cafeína pode melhorar o equilíbrio energético reduzindo o apetite e aumentando a taxa metabólica basal e a termogênese induzida por alimentos, possivelmente através da estimulação do sistema nervoso simpático e desacoplamento pela proteína 1 no tecido adiposo marrom (UCP1).

A ingestão repetida de cafeína ao longo do dia (6 doses de 100 mg de cafeína) levou a um aumento de 5% no gasto de energia em 24 horas. Aumentos na ingestão de cafeína foram associados a um ganho de peso ligeiramente menor a longo prazo em estudos de coorte. Evidências limitadas de estudos randomizados também apóiam um efeito benéfico modesto da ingestão de cafeína no peso corporal. No entanto, bebidas com cafeína que são ricas em calorias, como refrigerantes e bebidas energéticas, e café ou chá com açúcar adicionado, podem levar a um ganho de peso excessivo.

A ingestão de cafeína reduz a sensibilidade à insulina de curto prazo, conforme avaliado com clamp euglicêmico (por exemplo, uma redução de 15% após uma dose de 3 mg por quilograma de peso corporal). Isso pode refletir um efeito inibitório da cafeína no armazenamento de glicose como glicogênio no músculo e pode ser em parte o resultado do aumento da liberação de epinefrina.

No entanto, beber café (4 a 5 xícaras por dia) por até 6 meses não afeta a resistência à insulina.

Além disso, o consumo de café com cafeína e descafeinado reduz a resistência à insulina hepática induzida por superalimentação de frutose.

Além disso, o consumo regular de café tem sido consistentemente associado a um risco reduzido de diabetes tipo 2 , com associações semelhantes para café com cafeína e descafeinado.

Tomados em conjunto, esses resultados sugerem que se desenvolve uma tolerância ao efeito adverso da cafeína na sensibilidade à insulina ou que o efeito adverso é compensado pelos efeitos benéficos de longo prazo de outros componentes do café no metabolismo da glicose, possivelmente no fígado.

> Câncer e doenças hepáticas

Os resultados de muitos estudos de coorte prospectivos fornecem fortes evidências de que o consumo de café e cafeína não está associado a uma maior incidência de câncer ou a uma maior taxa de mortalidade por câncer.

O consumo de café está associado a um risco ligeiramente menor de melanoma, câncer de pele não melanoma, câncer de mama e câncer de próstata. Associações inversas mais fortes foram observadas entre o consumo de café e o risco de câncer endometrial e carcinoma hepatocelular.

Para o câncer endometrial, as associações são semelhantes com o café com cafeína e descafeinado, enquanto para o carcinoma hepatocelular, a associação parece ser mais forte com o café com cafeína.

O café também tem sido consistentemente associado a outros aspectos da saúde do fígado, incluindo níveis mais baixos das enzimas que refletem danos ao fígado e um risco menor de fibrose e cirrose hepática. A cafeína pode prevenir a fibrose hepática por meio do antagonismo do receptor de adenosina, pois a adenosina promove a remodelação do tecido, incluindo a produção de colágeno e fibrinogênese.

De acordo com esta observação, os metabólitos da cafeína reduzem a deposição de colágeno nas células do fígado, a cafeína inibe a hepatocarcinogênese em modelos animais e um ensaio randomizado mostrou que o consumo de café com cafeína reduz os níveis de colágeno no fígado em Pacientes com hepatite C. Além disso, os polifenóis do café podem fornecer proteção contra a esteatose hepática e a fibrogênese, melhorando a homeostase da gordura e reduzindo o estresse oxidativo.

> Litíase

O consumo de café tem sido associado a um menor risco de cálculos biliares e câncer de vesícula biliar, com uma associação mais forte para café com cafeína do que café descafeinado, sugerindo que a cafeína pode desempenhar um papel protetor.

Beber café pode prevenir a formação de cálculos biliares no colesterol, inibindo a absorção de líquido pela vesícula biliar, aumentando a secreção de colecistocinina e estimulando a contração da vesícula biliar. Em coortes americanas, o consumo de café com cafeína e descafeinado foi associado a um risco reduzido de pedras nos rins.

> Doenças neurológicas

Estudos de coorte prospectivos nos Estados Unidos, Europa e Ásia mostraram uma forte associação inversa entre a ingestão de cafeína e o risco de doença de Parkinson. Além disso, a cafeína previne a doença de Parkinson em modelos animais, possivelmente inibindo os efeitos neurotóxicos dopaminérgicos nigroestriatais e a neurodegeneração através do antagonismo do receptor A _2A da adenosina.

O consumo de café e cafeína também foi associado a menores riscos de depressão e suicídio, embora esses achados possam não ser válidos para pessoas com ingestão muito elevada (≥ 8 xícaras por dia). O consumo de café não foi associado ao risco de demência ou doença de Alzheimer.

> Mortalidade por qualquer causa

O consumo de 2 a 5 xícaras de café padrão por dia tem sido associado à redução da mortalidade em estudos de coorte em todo o mundo e em pessoas de ascendência europeia, afro-americana e asiática. Com o consumo de mais de 5 xícaras de café por dia, o risco de morte foi menor ou semelhante ao risco sem consumo de café em grandes estudos de coorte, após o ajuste para confusão por tabagismo.

O consumo de café e café descafeinado foram igualmente associados a um menor risco de morte por qualquer causa. De acordo com essa observação, a associação inversa entre o consumo de café e a mortalidade por todas as causas não diferiu conforme o metabolismo da cafeína fosse rápido ou lento.

Efeitos da ingestão de cafeína durante a gravidez

Em estudos prospectivos, a maior ingestão de cafeína foi associada a um menor peso ao nascer e ao aumento do risco de perda da gravidez. A cafeína passa facilmente para a placenta, e o metabolismo lento da cafeína na mãe e no feto pode levar a altos níveis de cafeína circulante.

A cafeína pode induzir vasoconstrição placentária ou hipóxia, aumentando os níveis de catecolaminas no sangue da mãe e do feto. Associações com baixo peso ao nascer foram observadas tanto para café quanto para chá (em uma população predominantemente que bebe chá) e mostraram uma relação dose-resposta, sem um limite claro. Em contraste, a associação entre cafeína e perda de gravidez não foi significativa em níveis mais baixos de ingestão e pode ter sido afetada pelo viés de publicação.

Além disso, beber café antes da gravidez, um indicador da ingestão de cafeína durante a gravidez que não é confundido com náusea, foi associado a um risco aumentado de aborto espontâneo. Embora as evidências dos efeitos adversos da cafeína na saúde fetal não sejam conclusivas, a prudência sugere limitar o consumo de cafeína durante a gravidez a um máximo de 200 mg por dia.