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Cafeína

A cafeína (1,3,7-trimetilxantina), com a estrutura química C8H10N4O2, é um alcalóide estável e não ionizado pertencente à família das metilxantinas, cuja estrutura química se assemelha à das purinas. Quando pura, é um pó branco com sabor amargo.(1, 2)

Está presente em vários produtos de origem vegetal, como o café, cacau, chá, guaraná, noz-de-cola, erva-mate e numa grande variedade de alimentos derivados desses produtos (1, 3). Encontra-se ainda em vários refrigerantes(4), bebidas energéticas(5), suplementos alimentares como termogénicos(6) e pré-treinos(7) e também em alguns medicamentos.(8)

A cafeína poderá servir de “defesa química” de várias espécies vegetais contra patogénicos e predadores, pois atua como neurotóxico e repele ou mata fungos, insetos, larvas, lesmas e caracóis que atacam as suas folhas, frutos e flores.(9)

Metabolismo da cafeína

Após ingestão, é absorvida de forma rápida ao longo do trato gastrointestinal, com 99% de absorção após 45 min(2), Os níveis no plasma atingem um pico após 15-120 min, com uma grande variabilidade a dever-se à variação do tempo de esvaziamento gástrico e presença de nutrientes como a fibra.(2) 10 a 30% da cafeína total liga-se (de forma reversível) a várias proteínas plasmáticas.(2)

É hidrofílica e distribui-se livremente pela água intracelular dos tecidos(1, 2), mas também é suficientemente lipofílica para atravessar todas as membranas biológicas, incluindo as barreiras hematoencefálica, placentária, sangue-testicular, surgindo até no leite materno.(1, 2, 10)

99% da cafeína é metabolizada pelo fígado, que a desmetila, gerando três metabólitos principais: paraxantina (84%), teobromina (12%), e teofilina (4%) que depois sofrem mais desmetilações e são oxidadas a uratos, com apenas ± 3% da cafeína a ser recuperada na urina.(11)

O citocromo CYP1A2 é responsável pela metabolização de 95% da cafeína e outras enzimas envolvidas são o CYP3A4, a xantine oxidase e a N-acetiltransferase 2.(1) Os metabólitos da cafeína são depois filtrados pelos rins e expulsos do organismo pela urina.(10)

A eliminação da cafeína pode variar imenso; em bebés com <6 meses demora 24 horas; em adultos normais 3-5 horas; em fumadores 2-3 horas; em grávidas 7-8 horas.(10)

O uso de contracetivo oral e a terapia de substituição hormonal com estrogénio inibem o metabolismo da cafeína(2) que também varia imenso entre indivíduos normais devido a diferenças na atividade enzimática do CYP1A2.(12)

Efeitos da cafeína no organismo

No Sistema Nervoso Central a cafeína é um neuroestimulante que atua sobretudo como antagonista dos recetores de adenosina, principalmente num grupo particular de projeções de neurónios localizados no estriado.(1, 13) Também pode ser um antagonista dos recetores de benzodiazepinas e de histamina.(13) Ao bloquear os efeitos inibidores da adenosina, também promove a libertação de norepinefrina, dopamina e serotonina no cérebro e aumenta os níveis de catecolaminas em circulação.(14)

No sistema vascular tem efeitos vasoconstritores e verificou-se que uma dose de 250 mg de cafeína, em repouso, reduziu em 22 a 30% o fluxo sanguíneo no cérebro.(15, 16)

No coração tem efeito estimulador que se acompanha de aumento do fluxo sanguíneo neste órgão, sobretudo devido à inibição da fosfodieterase.(2)

Nos pulmões provoca o relaxamento dos músculos lisos e a dilatação dos brônquios, proporcionando efeitos antiasmáticos.(2)

Nos rins atua como antagonista dos recetores de adenosina A1 promovendo um maior fluxo sanguíneo, maior secreção de renina, diurese e natriurese.(1, 2)

Efeito da cafeína na performance

A cafeína proporciona efeitos ergogénicos dependentes da dose, com efeitos positivos na performance cognitiva, mesmo com doses baixas, a partir de 12.5 mg.(17)

Os seus efeitos benéficos no exercício de endurance estão provados, embora os seus mecanismos ergogénicos exatos permaneçam por esclarecer por completo(18) aparentam estar estreitamente associados à sua capacidade para atuar como antagonista do receptor de adenosina, induzindo vários efeitos no sistema nervoso central e periférico, incluindo redução da perceção da dor e do esforço, melhoria do recrutamento motor e do acoplamento excitação-contração.(19)

Os seus efeitos ergogénicos são mais evidentes com doses de 5 a 13 mg por kg de peso corporal, embora doses mais baixas, inferiores a 3 mg por kg de peso corporal (<200mg) também possam ter efeitos positivos em algumas situações e desportos específicos.(20)

Parece especialmente benéfica em desportos de endurance, tal como o ciclismo,(18, 21) mas a sua utilidade no exercício anaeróbico também é possível, embora menos evidente.(22)

Dose resposta e limiares de segurança

De acordo com o parecer emitido pela EFSA(1), baseado em vários estudos científicos, os valores de ingestão de cafeína são considerados seguros:

  • Em crianças, quando o consumo habitual de cafeína não ultrapassa os 3 mg/kg de peso corporal, por dia.
  • Em adultos, quando uma toma única de cafeína não ultrapasse os 200 mg, correspondentes a 3 mg/kg de peso corporal para um adulto de 70 Kg e quando o consumo habitual de cafeína, proveniente de todas as fontes, ao longo do dia não ultrapasse os 400 mg/dia, correspondentes a 5,7 mg/Kg de peso corporal para um adulto de 70 Kg.
  • Em grávidas, quando o consumo habitual de cafeína, proveniente de todas as fontes, ao longo do dia não ultrapasse os 200 mg/dia.
  • Em mulheres lactantes, quando uma toma única de cafeína não ultrapasse os 200 mg e quando o consumo habitual de cafeína, proveniente de todas as fontes, ao longo do dia não ultrapasse os 200 mg/dia.

Vários estudos determinaram que o desenvolvimento do NOAEL (no observed adverse effect level), quantidade máxima para a qual não se verifica efeito tóxico, em ratos é de aproximadamente 30 mg/kd/dia(23). Pollard et al afirma que não se encontra estabelecido o ADI (ingestão diária admissível) para a ingestão de cafeína em crianças e adolescentes(24). Já Turnbull et al afirma que a segurança da cafeína é melhor descrita de forma narrativa e não tanto em valores limite, em forma de números, tal como o ADI(25).

De referir que os efeitos fisiológicos derivados da exposição à cafeína podem variar muito de indivíduo para indivíduo. Em alguns estudos ocorrem efeitos com doses inferiores a 100 mg em indivíduos sensíveis e, por outro lado, há indivíduos capazes de tolerar doses muito mais elevadas, entre os 600-800 mg/dia ou mais, sem sofrer efeitos indesejáveis.(25)

Efeitos adversos

Através da realização de vários estudos estimou-se que a dose letal de cafeína se situa entre os 10-14g (150-200 mg/kg de peso corporal).(20)

Em mulheres grávidas, a cafeína é absorvida de forma rápida e atravessa facilmente a placenta, sendo que nem esta nem o feto têm capacidade para a metabolizar. Assim, este último fica exposto à cafeína durante períodos prolongados de tempo. Para além disso, pensa-se que a cafeína eleva os níveis de catecolaminas em circulação, o que pode induzir vasoconstrição uteroplacentária e hipóxia fetal. Por sua vez, o aumento dos níveis intracelulares de monofosfato cíclico de adenosina poderá interferir no desenvolvimento normal das células. Deste modo, a EFSA considera que o risco é clinicamente relevante a partir de uma dose diária de 200 mg de cafeína, que provocará retardamento do crescimento do feto e baixo peso à nascença, e a partir de ≥ 300 mg por dia, com possível ocorrência de aborto tardio ou nado-morto. (1)

Em adultos, o consumo de cafeína (em doses testadas de 80-300 mg) eleva, de forma aguda, a pressão arterial, independentemente da idade, sexo, estado hormonal e consumo habitual de cafeína. No entanto, este efeito de aumento da pressão arterial é mais notório em hipertensos e em indivíduos que, geralmente, se abstêm de ingerir cafeína.(1)

Em indivíduos saudáveis, não consumidores habituais de cafeína, doses únicas de 200-250 mg de cafeína reduzem a complacência arterial, aumentam a atividade da renina no plasma, elevam as concentrações de catecolaminas, a pressão de pulso, a pressão arterial média, a pressão arterial sistólica em 3-14 mmHg e a diastólica em 4-13 mmHg (efeito 1.5x mais pronunciado em hipertensos), podendo ainda induzir arritmia cardíaca (sobretudo atrial) (1).

Em bebés prematuros, a ingestão de uma dose única de 3 mg/kg/peso corporal ou superior, pode provocar taquicardia (>200 bpm) e inquietação. Estes resultados podem também ser extrapolados para recém-nascidos e bebés amamentados.(1)

Relativamente ao exercício físico, o painel da EFSA considera que a ingestão de 200 mg de cafeína 1 a 2 horas antes do exercício não induz reduções relevantes do fluxo sanguíneo coronário em indivíduos saudáveis sujeitos a condições ambientais normais.(1)

Para além disto, estudos apontam que em algumas crianças, adolescentes e adultos, doses únicas de ± 1.4 mg/kg (100 mg de cafeína para um adulto com 70 kg), quando ingeridas próximas da hora de deitar, podem aumentar a latência do sono e reduzir a sua duração. A ingestão de doses elevadas (≥ 400–500 mg) numa única toma ou dentro de períodos curtos de tempo, pode aumentar a ansiedade, tanto em pacientes que sofrem de ansiedade como também em adultos saudáveis.(1)

➤ Mostrar/Ocultar Referências!
  1. Efsa Panel on Dietetic Products N, Allergies. Scientific Opinion on the safety of caffeine. EFSA Journal. 2015; 13(5):4102-n/a.
  2. Institute of Medicine Committee on Military Nutrition R. In: Caffeine for the Sustainment of Mental Task Performance: Formulations for Military Operations. Washington (DC): National Academies Press (US)
  3. Po E, Xu Z, Celi P. The Effect of Yerba Mate (Ilex paraguarensis) Supplementation on the Productive Performance of Dorper Ewes and Their Progeny. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2012; 25(7):945-49.
  4. Chou KH, Bell LN. Caffeine content of prepackaged national-brand and private-label carbonated beverages. Journal of food science. 2007; 72(6):C337-42.
  5. McCusker RR, Goldberger BA, Cone EJ. Caffeine content of energy drinks, carbonated sodas, and other beverages. Journal of analytical toxicology. 2006; 30(2):112-4.
  6. Hoffman JR, Kang J, Ratamess NA, Rashti SL, Tranchina CP, Faigenbaum AD. Thermogenic effect of an acute ingestion of a weight loss supplement. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2009; 6:1-1.
  7. Smith AE, Fukuda DH, Kendall KL, Stout JR. The effects of a pre-workout supplement containing caffeine, creatine, and amino acids during three weeks of high-intensity exercise on aerobic and anaerobic performance. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2010; 7:10-10.
  8. Donejko M, Przylipiak A, Rysiak E, Głuszuk K, Surażyński A. Influence of caffeine and hyaluronic acid on collagen biosynthesis in human skin fibroblasts. Drug Design, Development and Therapy. 2014; 8:1923-28.
  9. Ashihara H, Sano H, Crozier A. Caffeine and related purine alkaloids: Biosynthesis, catabolism, function and genetic engineering. Phytochemistry. 2008; 69(4):841-56.
  10. Wolde T. Effects of caffeine on health and nutrition: A Review. Food Science and Quality Management. 2014; Vol.30
  11. Heckman MA, Weil J, De Mejia EG. Caffeine (1, 3, 7-trimethylxanthine) in Foods: A Comprehensive Review on Consumption, Functionality, Safety, and Regulatory Matters. Journal of food science. 2010; 75(3):R77-R87.
  12. Peck JD, Leviton A, Cowan LD. A review of the epidemiologic evidence concerning the reproductive health effects of caffeine consumption: a 2000-2009 update. Food and chemical toxicology : an international journal published for the British Industrial Biological Research Association. 2010; 48(10):2549-76.
  13. Nehlig A, Daval JL, Debry G. Caffeine and the central nervous system: mechanisms of action, biochemical, metabolic and psychostimulant effects. Brain research Brain research reviews. 1992; 17(2):139-70.
  14. Nawrot P, Jordan S, Eastwood J, Rotstein J, Hugenholtz A, Feeley M. Effects of caffeine on human health. Food additives and contaminants. 2003; 20(1):1-30.
  15. Addicott MA, Yang LL, Peiffer AM, Burnett LR, Burdette JH, Chen MY, et al. The Effect of Daily Caffeine Use on Cerebral Blood Flow: How Much Caffeine Can We Tolerate? Human brain mapping. 2009; 30(10):3102-14.
  16. Addicott MA, Peiffer AM, Laurienti PJ. The Effects of Dietary Caffeine Use and Abstention on Blood Oxygen Level-Dependent Activation and Cerebral Blood Flow. Journal of Caffeine Research. 2012; 2(1):15-22.
  17. Smit HJ, Rogers PJ. Effects of low doses of caffeine on cognitive performance, mood and thirst in low and higher caffeine consumers. Psychopharmacology. 2000; 152(2):167-73.
  18. Black CD, Waddell DE, Gonglach AR. Caffeine's Ergogenic Effects on Cycling: Neuromuscular and Perceptual Factors. Medicine and science in sports and exercise. 2015; 47(6):1145-58.
  19. Hodgson AB, Randell RK, Jeukendrup AE. The Metabolic and Performance Effects of Caffeine Compared to Coffee during Endurance Exercise. PLoS ONE. 2013; 8(4):e59561.
  20. Spriet LL. Exercise and sport performance with low doses of caffeine. Sports medicine (Auckland, NZ). 2014; 44 Suppl 2:S175-84.
  21. Sokmen B, Armstrong LE, Kraemer WJ, Casa DJ, Dias JC, Judelson DA, et al. Caffeine use in sports: considerations for the athlete. Journal of strength and conditioning research. 2008; 22(3):978-86.
  22. Davis JK, Green JM. Caffeine and anaerobic performance: ergogenic value and mechanisms of action. Sports medicine (Auckland, NZ). 2009; 39(10):813-32.
  23. Brent RL, Christian MS, Diener RM. Evaluation of the Reproductive and Developmental Risks of Caffeine. Birth Defects Research Part B, Developmental and Reproductive Toxicology. 2011; 92(2):152-87.
  24. Pollard CM, McStay CL, Meng X. Public Concern about the Sale of High-Caffeine Drinks to Children 12 Years or Younger: An Australian Regulatory Perspective. BioMed Research International. 2015; 2015:707149.
  25. Turnbull D, Rodricks JV, Mariano GF. Neurobehavioral hazard identification and characterization for caffeine. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016; 74:81-92.

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