« Caféine » : différence entre les versions

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<!-- Propriétés chimiques -->
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|éditeur=Academic Press
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|titre volume=Critical Compilation of Pka Values for Pharmaceutical Substances
|auteurs=Harry G. Brittain et Richard J. Prankerd
|langue=anglais
|année=2007
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| DL50 = 192mg/kg rat [[Ingestion|oral]]<ref name="ld50">{{Harv|Peters|1967|réf=Peters}}</ref> <br />127mg/kg souris [[Ingestion|oral]] <br />62mg/kg souris [[Injection intraveineuse|i.v.]] <br />242mg/kg souris [[sous-cutané|s.c.]] <br />168mg/kg souris [[intrapéritonéal|i.p.]]<ref name="ChemIDplus">{{ChemID|58-08-2|Caffeine}}, consulté le 22 juin 2009</ref>
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| langue=en
| prénom1=Josef M.
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| titre=Factors Affecting Caffeine Toxicity: A Review of the Literature
| périodique =The Journal of Clinical Pharmacology and the Journal of New Drugs
| année=1967
| volume=7
| numéro=3
| pages=131–141
| format=pdf
| url texte=http://jcp.sagepub.com/cgi/reprint/7/3/131
| consulté le=24 juin 2009
}}</ref> <br />127mg/kg souris [[Ingestion|oral]] <br />62mg/kg souris [[Injection intraveineuse|i.v.]] <br />242mg/kg souris [[sous-cutané|s.c.]] <br />168mg/kg souris [[intrapéritonéal|i.p.]]<ref name="ChemIDplus">{{ChemID|58-08-2|Caffeine}}, consulté le 22 juin 2009</ref>
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La '''Caféine''' est une [[méthylxanthine]] [[alcaloïde]] présente dans de nombreux aliments qui agit comme [[stimulant]] [[psychotrope]] et comme léger [[diurétique]]<ref>{{article
La '''Caféine''' est une [[méthylxanthine]] [[alcaloïde]] présente dans de nombreux aliments qui agit comme [[stimulant]] [[psychotrope]] et comme léger [[diurétique]]<ref>{{Harv|Maughan|Griffin|2003|réf=Maughan}}</ref>.
La caféine a été découverte en 1819 par le chimiste allemand [[Friedrich Ferdinand Runge]]. Il la nomma "kaffein" en tant que composante du [[café]], qui en français devint caféine<ref>{{Harv|Dictionary.com|réf=Dictionary.com}}</ref>. La caféine est aussi une composante des complexes chimiques insolubles que sont la '''[[guaranine]]''', la '''[[matéine]]''' et la '''[[théine]]''' découverts recpectivement dans la graine de [[guaraná]], le [[maté]] et le [[thé]] ; toutes ces substances contiennent d'autres [[alcaloïde]]s tels que la [[théophylline]] et la [[théobromine]], des stimulants cardiaques, et souvent d'autres composés comme des [[polyphénol]]s qui peuvent former des complexes insolubles avec la caféine<ref name="Balentine">{{Harv|Balentine|Harbowy|Graham|1998|réf=Balentine}}</ref>.

La caféine se retrouve en quantités variables dans les [[graine]]s, les [[feuille]]s et les [[fruit]]s de différentes plantes, où elle agit comme pesticide naturel, paralysant ou tuant les insectes qui s'en nourrissent. Elle est le plus couramment consommée dans des infusions extraites de la graine du [[Coffea arabica|caféier]] et des feuilles du [[Camellia sinensis|théier]], de même que dans plusieurs aliments et boissons contenant des produits dérivés de la [[noix de Kola]]. Parmi les autres sources on trouve les feuilles de [[maté]] et les graines de [[guaraná]].

Chez l'homme, la caféine agit comme [[stimulant]] du [[système nerveux central]] et du [[Circulation sanguine|système cardio-vasculaire]], diminuant la [[somnolence]] et augmentant l'attention temporairement. Des boissons contenant de la caféine telles que le [[café]], le [[thé]], les [[soda]]s et les [[Boisson énergisante|boissons énergisantes]] sont très populaires. La caféine est la substance [[psychoactive]] la plus consommée au monde, mais à la différence d'autres substances psychoactives elle est légale. En Amérique du Nord, 90% des adultes consomment de la caféine quotidiennement<ref name="demon drink">{{Harv|Lovett|2005|réf=Lovett}}</ref>. La [[Food and Drug Administration]] liste la caféine parmi les "substances alimentaires à buts multiples [[GRAS|généralement reconnues comme sans danger]]"<ref name="GRAS">{{Harv|U.S. Office of the Federal Register|2003|réf=U.S. Office of the Federal Register}}</ref>.

== Provenance ==
[[Fichier:Roasted coffee beans.jpg|180px|left|thumb|Grains de café toréfiés, la principale source de caféine à l'échelle mondiale]]
On trouve de la caféine dans différentes espèces de plantes où elle jouerait le rôle de [[pesticide]] naturel, en particuliers dans les [[plantule]]s dont le feuillage est en cours de développement et qui n'ont pas encore mis en place de mécanisme de protection<ref>{{Harv|Frischknecht|Urmer-Dufek|Baumann|1986|réf=Frischknecht}}</ref> ; la caféine entraîne la [[paralysie]] voire la mort de certains insectes qui se nourrissent de la plante<ref>{{Harv|Nathanson|1984|réf=Nathanson}}</ref>. De hautes teneurs en caféine étant mesurées dans les sols de plantules de caféier, la caféine agirait également comme inhibiteur de la germination et de la croissance des plantules de caféier voisins, augmentant ainsi les chances de survie du jeune plantule<ref>{{Harv|Baumann|Gabriel|1984|réf=Baumann}}</ref>.

Les produits naturels contenant de la caféine les plus utilisés sont le [[café]], le [[thé]] et dans une moindre mesure le [[cacao]]<ref>{{Harv|Matissek|1997|réf=Matissek}}</ref>. Le [[maté]] et le [[guaraná]] sont d'autres sources de caféine, moins utilisées<ref name="mateine">{{Harv|Erowid|2005|réf=Erowid1}}</ref>, qu'on utilise parfois dans des préparations à base de thé ou des boissons énergisantes. Deux des synonymes de la caféine, la [[matéine]] et la [[guaranine]] sont d'ailleurs dérivés du nom de ces plantes<ref>{{Harv|National Center for Biotechnology Information|réf=NCBI1}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|National Center for Biotechnology Information|réf=NCBI2}}</ref>. Certains passionnés du maté prétendent que la matéine est un [[stéréoisomère]] de la caféine et qu'il s'agirait ainsi de deux substances différentes<ref name="mateine"/>. Ceci est cependant erroné car la caféine est une molécule [[chiralité|achirale]] et de ce fait ne peut avoir ni [[énantiomère]]s ni stéréoisomères. Les disparités constatées expérimentalement entre les différentes sources naturelles de caféine pourraient être dues au fait que la caféine extraite de ces plantes contient également des mélanges très variables d'autres [[xanthine]]s [[alcaloïde]]s, dont la [[théophylline]] et la [[théobromine]], des stimulants cardiaques, et d'autres substances telles que des [[polyphénol]]s qui forment des complexes insolubles avec la caféine<ref name="Balentine"/>.

A l'échelle mondiale, la première source de caféine est le "grain" de café (en fait la graine du [[caféier]]) à partir duquel le [[café]] est infusé. La teneur en caféine dans le café varie fortement et dépend du type de [[grain de café]] et de la méthode de préparation utilisée<ref name="ICO">{{Harv|International Coffee Organization|réf=International Coffee Organization}}</ref> ; même les graines issues d'un pied donné peuvent présenter des différences de concentrations. La quantité contenue dans une portion de café va d'environ 40&nbsp;milligrammes pour un [[espresso]] (30&nbsp;millilitres) de la variété ''[[arabica]]'', à environ 100&nbsp;mg pour une tasse (120&nbsp;ml) de café filtré. Le café très [[torréfaction|torréfié]] présente généralement moins de caféine que celui qui l'est moins car le processus de torréfaction diminue la teneur en caféine de la graine<ref name="caffaq_roast">{{Harv|Daniel|2008|réf=Daniel}}</ref>{{,}}<ref name="jeremiahspick">{{Harv|Jeremiah’s Pick Coffee Co|réf=Jeremiah’s Pick Coffee Co}}</ref>. Le café [[Coffea arabica|''arabica'']] contient normalement moins de caféine que le [[Coffea canephora|''robusta'']]<ref name="ICO"/>. Le café contient aussi des traces de [[théophylline]] mais pas de [[théobromine]].

Le [[thé]] est une autre source de caféine. La différence d'effet entre thé et café s'explique essentiellement par le fait que le thé contient une grande quantité de [[tanin]]s, qui ralentit l'assimilation de la caféine. C'est pourquoi son effet est plus doux et plus progressif, bien qu'il s'agisse de la même substance. Bien que le thé contienne plus de caféine que le café à poids égal, une portion typique en contient beaucoup moins car le thé est normalement bien plus faiblement infusé. A côté de l'intensité de l'infusion, le type de thé, les conditions de croissance, les procédés de transformation et d'autres variables influent également sur la teneur en caféine. Le thé contient de faible quantité de [[théobromine]] et une teneur en [[théophylline]] légèrement supérieure au café. La préparation et beaucoup d'autres facteurs ont un impact important sur la teneur en caféine, mais la couleur s'avère en être un mauvais indicateur<ref>{{Harv|Nobleharbor.com|1996|réf=Nobleharbor.com}}</ref>. Ainsi des thés tels que le pale thé vert japonais [[gyokuro]], contiennent bien plus de caféine que d'autres thés plus foncés tels que le [[lapsang souchong]] qui en contient très peu.

La caféine est aussi un ingrédient commun des [[soda]]s tels que le [[cola]], à l'origine préparé à partir de [[noix de kola]]. Les sodas contiennent généralement entre 10 et 50&nbsp;mg de caféine par portion. En comparaison, une [[boisson énergisante]] comme le [[Red Bull]] dépasse les 80&nbsp;mg de caféine par portion. La caféine contenue dans ces boissons provient des ingrédients utilisés ou est un additif dérivant du processus de [[décaféination]] ou de synthèse chimique. Le [[guaraná]], un ingrédient typique des boissons énergisantes, contient une grande quantité de caféine et de faibles teneurs en [[théobromine]] et [[théophylline]]<ref>{{Harv|Haskell|Kennedy|Wesnes|Milne|2007|réf=Haskell}}</ref>.

Le [[chocolat]], dérivé du [[cacao]], contient une faible quantité de caféine. Le léger effet stimulant du chocolat est semble-t-il du autant à la combinaison de [[théobromine]] et de [[théophylline]] que la caféine<ref>{{Harv|Smit|Gaffan|Rogers|2004|réf=Smit}}</ref>. Cependant le chocolat contient trop peu de ces composés pour entraîner un effet comparable au café à portion égale. Une barre de chocolat au lait de 28&nbsp;g a ainsi à peu près autant de caféine qu'une tasse de café décaféiné.
{| class="wikitable sortable" style="margin-left:auto;margin-right:auto" align="right" cellspacing="0" cellpadding="3"
|+ Teneur en caféine de produits végétaux couramment consommés
!Produit végétal !! % de caféine du poids sec
|-
|Graine d'[[arabica]] (''[[Coffea arabica]]'')||align="center"| 1,1<ref name="camh">{{Harv|CAMH|2006|réf=CAMH}}</ref>
|-
|Graine de [[robusta]] (''[[Coffea canephora]]'')||align="center"| 2,2<ref name="camh"/>
|-
|Fève de [[cacao]] (''[[Theobroma cacao]]'')||align="center"| 0,1 à 0,4<ref>{{Harv|Food-Info.net|réf=Food-Info.net}}</ref>
|-
|Graine de [[Guaraná]] (''[[Paullinia cupana]]'')||align="center"| 2 à 4,5<ref>{{Harv|Bempong|Houghton|Steadman|1993|réf=Bempong}}</ref>
|-
|[[Noix de Kola]] (''[[Cola acuminata]]'')||align="center"| 1 à 3,5<ref>{{Harv|Brunet|réf=Brunet}}</ref>
|-
|Feuille de [[thé]] (''[[Camellia sinensis]]'')||align="center"| 2,5 à 5<ref>{{Harv|Admirable Tea|réf=Admirable Tea}}</ref>
|-
|Feuille de [[maté]] (''[[Ilex paraguariensis]]'')||align="center"| 0,3 à 1,7<ref>{{Harv|PasseportSanté.net|réf=PasseportSanté.net}}</ref>
|}
Ces dernières années, plusieurs fabricants ont commencé à mettre de la caféine dans des produits de bain tels que le [[shampooing]] ou le [[savon]], prétendant que la caféine peut être absorbée au travers de la peau<ref>{{Harv|ThinkGeek|réf=ThinkGeek}}</ref>. Cependant l'efficacité de tels produits n'a pas été démontrée et il est peu vraisemblable qu'ils aient un effet stimulant sur le [[système nerveux central]] car la caféine est difficilement absorbée à travers la peau<ref>{{Harv|Erowid|réf=Erowid2}}</ref>.

Des fabricants commercialisent des comprimés de caféine, prétendant qu'utiliser de la caféine de qualité pharmaceutique améliore la vigilance. Ceci a été démenti par une étude qui montre que la caféine, qu'elle soit en comprimé ou non, diminue la fatigue et augmente l'attention aussi efficacement<ref name="effects">{{Harv|Bolton|Null|1981|réf=Bolton}}</ref>. Ces comprimés sont généralement utilisés par des étudiants préparant leurs examens ou par des personnes travaillant ou conduisant pendant de longues heures<ref>{{Harv|Pullicino|2008|réf=Pullicino}}</ref>.

==Histoire==
[[Fichier:CoffeePalestineStereo.jpg|thumb|right|220px|Un café en Palestine, vers 1900]]
Les hommes consomment de la caféine depuis l'[[Âge de la pierre]]<ref>{{Harv|Escohotado|Symington|1999|réf=Escohotado}}</ref>. Les premiers peuples ont découvert que mâcher les graines, l'écorce ou les racines de certaines plantes avaient pour effets de diminuer la fatigue, stimuler la vigilance et améliorer l'humeur. C'est seulement bien plus tard qu'il fut découvert que l'effet de la caféine était augmenté en faisant tremper ces plantes dans l'eau chaude. Beaucoup de cultures ont des légendes qui attribuent la découverte de telles plantes à des gens vivant il y a des milliers d'années.

D'après une légende chinoise populaire , l'[[empereur de Chine]] [[Shennong]], réputé pour avoir régné il y a environ 3000 av. J-C, a accidentellement découvert que quand des feuilles étaient plongées dans de l'eau bouillante, une boisson caféinée, parfumée et restorante en résultait<ref>{{Harv|Chow|Kramer|1990|réf=Chow}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Evans|1992|réf=Evans}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Lu|1997|réf=Lu}}</ref>. La première référence au café dans la littérature apparaîtrait dans les écrits du médecin [[persans|perse]] [[al-Razi]], datés du 9ème siècle. A cette époque, les grains de café n'étaient disponibles que dans leur région d'origine, l'[[Éthiopie]]. Une légende populaire attribue sa découverte à un gardien de chèvre nommé [[Kaldi]], qui observa que ses chèvres devenaient euphoriques et restaient éveillées la nuit après avoir brouté des caféiers. Essayant à son tour les baies que les chèvres avaient consommées, il ressentit la même vitalité. En 1587, [[Malaye Jaziri]] retrace dans un ouvrage l'histoire et les controverses sur le café, intitulé "Undat al safwa fi hill al-qahwa". Jaziri y relate qu'un [[Cheïkh]], Jamal-al-Din al-Dhabhani, [[mufti]] d'[[Aden]], fut le premier à adopter l'usage du café en 1454, et qu'au 15ème siècle, les [[soufisme|Soufis]] du [[Yémen]] utilisaient couramment du café pour rester éveillés pendant les prières.

Vers la fin du 16ème siècle, l'utilisation du café était rapportée par un [[Europe|européen]] habitant l'[[Égypte]] et à cette époque son usage se généralisa au [[Moyen-Orient]]. L'apparition du café comme boisson en Europe, où il fut d'abord connu comme "vin arabe" date du 17ème siècle. Durant cette période des [[Café (établissement)|cafés]] ont été créés, les premiers étant ouverts à [[Constantinople]] et [[Venise]]. En [[Grande-Bretagne]], les premiers cafés ont été ouverts à [[Londres]] en 1652, sur la St Michael's Alley. Ils sont rapidement devenus populaires dans l'ensemble de l'[[Europe de l'Ouest]] et jouèrent un rôle important dans les relations sociales du 17ème et du 18ème siècle<ref>{{Harv|Encyclopædia Britannica|1911|réf=Encyclopædia Britannica}}</ref>.

La [[noix de Kola]] tout comme le grain de café et la feuille de thé, semble avoir des origines anciennes. Elle est mastiquée dans de nombreuses cultures d'[[Afrique de l'Ouest]], individuellement ou lors de rassemblements sociaux, pour redonner de la vitalité et pour soulager la faim. En 1911, la kola a été l'objet d'une des premières menaces de santé publique documentée quand le gouvernement des [[États-Unis]] saisit 40 [[baril]]s et 20 [[Fût (bière)|fûts]] de sirop de [[Coca-Cola]] à [[Chattanooga]], dans le [[Tennessee]], sur le motif que la caféine de cette boisson était "dangereuse pour la santé"<ref>{{Harv|Benjamin|Rogers|Rosenbaum|1991|réf=Benjamin}}</ref>. Le 13 mars 1911, le gouvernement intenta un procès à Coca-Cola (The United States v. Forty Barrels and Twenty Kegs of Coca-Cola) afin d'obliger la compagnie à enlever la caféine de ses formules, usant d'arguments tels que l'excès de Coca-Cola dans une école de filles avait entraîné des "caprices nocturnes, violations de règles et même immoralités." Bien que le juge rendit un verdict en faveur de Coca-Cola, deux lois furent introduites à la [[Chambre des représentants des États-Unis|chambre des représentants]] en 1912 pour amender la [[Pure Food and Drug Act]], en ajoutant la caféine à la liste des substances "nuisibles" et "addictives" qui doivent être mentionnées sur l'étiquette d'un produit.

Les premières preuves de l'utilisation de [[cacao]] sont des résidus trouvés dans un pot [[Civilisation maya|maya]] daté de 600 av. J-C. Dans le Nouveau Monde, le chocolat était consommé dans une boisson amère et épicée appelée ''[[xocoatl]]'', souvent assaisonnée avec de la [[vanille]], du [[piment]] et du [[roucou]]. Le xocoatl était reconnu pour combattre la fatigue, une croyance qui est probablement due à sa teneur en [[théobromine]] et caféine. Le chocolat était une denrée de luxe importante dans l'ensemble de la [[Mésoamérique]] [[Civilisation précolombienne|précolombienne]] et les fèves de cacao étaient souvent utilisées comme devise.
Le Xocoatl a été introduit en [[Europe]] par les [[Espagnols]] et devient une boisson populaire vers 1700. Ils ont aussi introduit le [[cacaoyer]] aux [[Indes occidentales]] et aux [[Philippines]].

Les feuilles et les tiges du [[Ilex vomitoria|Yaupon Holly]] (''Ilex vomitoria'') étaient utilisées par les [[amérindiens]] pour infuser un [[thé]] appelé asi ou [[boisson noire]], dont il a été démontré par des archéologues qu'il en était déjà fait usage au cours de l'[[Antiquité]]. Le principe actif de cette boisson est la caféine, elle fut souvent utilisée par les colons comme substitut au thé ou au café sous l'appellation de [[cassine]] ou cassina.

==Découverte et synthèse==
[[Image:Caffeine USP.jpg|thumb|250px|right|Caféine [[Anhydre]] (sèche)]]
En 1819, le chimiste allemand [[Friedrich Ferdinand Runge]] a isolé pour la première fois de la caféine relativement pure. Il le fit à la demande de [[Johann Wolfgang von Goethe]]<ref name="weinberg">{{Harv|Weinberg|Bealer|2001|réf=Weinberg}}</ref>. Elle est décrite en [[1821]] par Pierre Joseph Pelletier et [[Pierre Jean Robiquet]]. En 1827, [[Oudry]] a isolé la [[théine]] du thé dont [[Gerardus Johannes Mulder|Mulder]] et [[Jobat]] ont montré, en 1838, qu'il s'agit de la même substance que la caféine<ref name="weinberg"/>. La structure de la caféine a été élucidée vers la fin du 19ème siècle par [[Hermann Emil Fischer]] qui a été également le premier à en réussir la [[synthèse totale]]<ref>{{Harv|Théel|1902|réf=Théel}}</ref>. Fischer sera d'ailleurs récompensé par le [[prix Nobel]] en 1902 en partie pour ce travail.
Le caractère [[Hydrocarbure aromatique|aromatique]] de la caféine est dû au fait que les atomes d'azote y sont essentiellement plans (dans l'orbitale d'[[hybridation]] sp<sup>2</sup>). La caféine n'est généralement pas [[synthèse chimique|synthétisée]] car elle est déjà disponible en grande quantité en tant que sous-produit de la décaféination<ref>{{Harv|Tilling|réf=Tilling}}</ref>. On peut cependant la synthétiser à partir de la [[diméthylurée]] et de l'[[acide malonique]]<ref>{{Harv|Wilson|Temple|2004|réf=Wilson}}</ref>.

== Propriétés chimiques ==
La caféine — C<sub>8</sub>H<sub>10</sub>N<sub>4</sub>O<sub>2</sub>,
ou 1,3,7-tri[[méthyle|méthyl]][[xanthine]] ou encore 1,3,7-trimethyl-1H-[[purine]]-2,6-dione —
est une molécule de la famille des [[méthylxanthine]]s, qui comprend également la [[théophylline]] et la [[théobromine]]. Dans sa forme pure, elle consiste en une poudre blanche d'un goût extrêmement amer. La caféine est modérément soluble dans l'eau et les solvants organiques. A haute [[température]], la [[solubilité]] de la caféine dans l'eau augmente. La caféine, stable dans les milieux relativement acide et basique, est une [[base faible]] et peut réagir avec des [[acide]]s pour donner des sels. Cependant dans une solution aqueuse normale, elle n'est pas ionisée. Lorsque la caféine est dissoute, des [[dimère]]s peuvent apparaître ainsi que des polymères. La caféine est une substance absorbant dans l'[[UV]] avec un maximum à une longueur d'onde de 274&nbsp;nm.

== Consommation ==
[[Fichier:Evolution conso cafe US.png|350px|thumb|<!--légende?-->]]
La consommation mondiale de caféine a été estimée à 120 000&nbsp;tonnes par an<ref name="abc.net">{{Harv|Burchfield|1997|réf=Burchfield}}</ref>, ce qui en fait la substance psychoactive la plus répandue et la plus consommée au monde<ref>{{Harv|University of Florida|2006|réf=University of Florida}}</ref>. Ce chiffre équivaut à une boisson caféinée par jour pour chaque personne.
Les pays où l'on consomme le plus de caféine par habitant sont indiqués dans l'histogramme ci-dessous. Pour comparaison, les valeurs de caféine issue du [[thé]] sont indiquées. Une troisième source de caféine non incluse dans ce graphique vient des boissons gazeuses, en constante augmentation. L'évolution de la consommation de ces trois sources de caféine aux États-Unis est présentée dans le graphique ci-contre. Il semble étonnant de voir la place qu'occupe le Brésil dans le classement des pays consommateurs. Cela tient probablement au fait que la consommation locale doit échapper aux chiffres officiels sur lesquels ce graphique est construit.
{{clr}}
[[Fichier:Cafeine consommation.png|500px|thumb|center|'''Quantité de caféine absorbée''' par jour et par habitant par boisson de café (brun) ou de [[thé]] (vert) ainsi que la somme des deux (blanc) pour l'année 1995, d'après les données de la [[Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture|FAO]]. L'apport de caféine des boissons gazeuses n'est pas représenté. L'apport de caféine du cacao ne dépasse pas 15 mg/jour/hab. pour le Danemark, premier consommateur, et est négligé ici. L'Argentine et le Paraguay sont les deux principaux consommateurs de [[maté]], soit un apport en caféine de 100 et 50 mg/jour/habitant (respectivement), non représenté ici.]]

==Pharmacologie==
La caféine est un stimulant du [[système nerveux central]] et du [[métabolisme]]<ref>{{Harv|Nehlig|Daval|Debry|1992|réf=Nehlig}}</ref>, et 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 stimule le système nerveux central au niveau du cerveau, il en résulte une vigilance accrue, un flot de pensées plus claires et rapides, une augmentation de la concentration et une coordination générale du corps améliorée<ref name="effects"/>. Une fois dans le corps, elle a une chimie complexe et agit au travers des différents mécanismes décrits ci-dessous.

=== Pharmacocinétique ===
[[Fichier:Caffeine mol2.png|thumbnail|right|Molécule de caféine]]

La caféine est très rapidement et intégralement absorbée par le [[tube digestif]], et parvient au cerveau dès la 5{{e}} minute suivant l’ingestion. Chez 75% des volontaires, une dose de 175mg de caféine est absorbé de l'estomac après un quart d’heure. <ref>{{Harv|Arnaud|1987|réf=Arnaud}}</ref>
Le pic plasmatique est atteint au bout d’une heure.

La caféine diffuse rapidement dans le milieu extra-vasculaire. Elle n’est que faiblement liée aux protéines circulantes du plasma (environ 15%). Elle passe la [[barrière hémato-encéphalique]] grâce à sa ressemblance à l’adénosine. Sa concentration dans le liquide céphalo-rachidien est égale à celle du plasma.

Le passage dans le lait maternel est également important, la concentration vaut 50% de la [[concentration plasmatique]] de la mère.
Chez l’adulte, la caféine est presque complètement métabolisée au niveau hépatique par [[Réaction d'oxydo-réduction|oxydation]], [[déméthylation]] et [[acétylation]].

La caféine ne peut être détectée dans l’[[organisme]] après plus de 24h après la dernière prise de caféine, que ce soit par [[analyse globulaire du sang]] ou par examen chimique de l’[[urine]].

=== Métabolisme et demi-vie ===
[[Fichier:Caffeine metabolites.svg|thumb|right|350px|La caféine est métabolisée dans le foie en trois métabolites primaires : [[paraxanthine]] (84%), [[théobromine]] (12%) et [[théophylline]] (4%)]]
La caféine du café ou d'autres boissons est absorbée au niveau de l'[[estomac]] et de l'[[intestin grêle]], puis redistribuée via la circulation sanguine dans tous les tissus du corps<ref>{{Harv|Liguori|Hughes|Grass|1997|réf=Liguori}}</ref>. Elle est éliminée selon une [[cinétique du premier ordre]]<ref>{{Harv|Newton|Broughton|Lind|Morrison|1981|réf=Newton}}</ref>. La caféine peut aussi être absorbée [[rectum|rectalement]], c'est le cas des suppositoires à base d'[[ergotamine tartrate]] et de caféine (pour le soulagement des [[migraine]]s)<ref>{{Harv|Graham|1954|réf=Graham2}}</ref> ou de [[chlorobutanol]] et de caféine (pour le traitement de l'[[hyperémèse]])<ref>{{Harv|Brødbaek|Damkier|2007|réf=Brødbaek}}</ref>.

La [[demi-vie]] de la caféine - la durée nécessaire au corps pour éliminer la moitié de la quantité initiale de caféine - varie fortement parmi les individus en fonction de facteurs tels que l'âge, le fait d'être enceinte, la présence d'autres médicaments concurrents ou le niveau d'[[enzyme]]s dans le foie nécessaires au métabolisme de la caféine. Chez des adultes en bonne santé, 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<ref>{{Harv|Meyer|Canzler|Giers|Walther|1991|réf=Meyer}}</ref> et chez les femmes enceintes la demi-vie est d'environ 9-11 heures<ref>{{Harv|Ortweiler|Simon|Splinter|Peiker|1985|réf=Ortweiler}}</ref>. La caféine peut s'accumuler chez les individus atteints d'une [[maladie du foie]] sévère, la demi-vie pouvant aller jusqu'à 96 heures<ref name="effects"/>. Chez les nourrissons et les jeunes enfants, la demi-vie peut être plus longue que chez les adultes ; chez les nouveaux nés elle peut aller jusqu'à 30 heures. D'autres facteurs tels que le fait de fumer peut diminuer la demi-vie de la caféine<ref>{{Harv|Springhouse|2007|réf=Springhouse}}</ref>.

La caféine est métabolisée dans le foie par le système enzymatique [[cytochrome P450]] (spécialement, l'[[isoenzyme]] [[CYP1A2|1A2]]) en trois [[xanthine|diméthylxanthines]]<ref>{{Harv|The Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge Base|réf=The Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge Base}}</ref>, chacun de ces métabolites a ses propres effets sur le corps :
* La [[paraxanthine]] (84%) : augmente la [[lipolyse]], entraînant des concentrations élevées de [[glycérol]] et d'[[acides gras]] dans le [[plasma sanguin]].
* La [[théobromine]] (12%) : dilate les [[vaisseau sanguin|vaisseaux sanguins]] et augmente le volume d'[[urine]]. La théobromine est aussi le principal alcaloïde du [[cacao]] et donc du [[chocolat]].
* La [[théophylline]] (4%) : relaxe les [[muscle lisse|muscles lisses]] des [[bronche]]s et est utilisée pour traiter l'[[asthme]]. La dose thérapeutique de la théophylline est cependant plusieurs fois plus élevée que 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 ===
[[Fichier:Caffeine and adenosine-fr.svg|thumb|left|350px|La caféine agit principalement comme [[antagoniste des récepteurs]] des récepteurs à [[adénosine]] dans le cerveau. On voit ici, côte-à-côte, la caféine et l'adénosine.]]

Comme l'[[alcool]] et la [[nicotine]], la caféine traverse facilement la [[barrière hémato-encéphalique]] qui sépare la circulation sanguine du cerveau du reste du corps. Une fois dans le cerveau, elle agit principalement comme [[antagoniste des récepteurs]] à [[adénosine]]<ref>{{Harv|Fisone|Borgkvist|Usiello|2004|réf=Fisone}}</ref>, c'est à dire les bloquant. En effet la molécule de caféine, qui a une structure similaire à l'[[adénosine]], peut se fixer aux récepteurs à adénosine, qui se trouvent à la surface des cellules, sans les activer. La caféine agit donc comme un [[Inhibiteur (biochimie)#Inhibiteur compétitif|inhibiteur compétitif]].

L'adénosine est présente dans l'ensemble du corps, elle y joue en effet un rôle dans le métabolisme énergétique de l'[[Adénosine triphosphate|ATP]], mais elle a des fonctions spéciales au niveau du cerveau. Il y a un grand nombre de preuves que les concentrations d'adénosine dans le cerveau sont augmentées par différents types de stress métaboliques (dont l'[[anoxie]] et l'[[ischémie]]) et permettent de protéger le cerveau en supprimant l'activité neuronale et en augmentant la circulation sanguine<ref name="Latini">{{Harv|Latini|Pedata|2001|réf=Latini}}</ref>. Ainsi la caféine en neutralisant l'adénosine, a globallement 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.

Les mécanismes de sécrétion de l'adénosine dans le cerveau sont complexes<ref name="Latini" />. Il y a des preuves que l'adénosine fonctionne dans certains cas comme un neurotransmetteur libéré au niveau des [[synapse]]s, mais l'augmentations d'adénosine liée à un stress semble être due principalement au métabolisme extracellulaire de l'ATP. Il est peu probable que l'adénosine soit le neurotransmetteur primaire pour tous les neurones ; elle est plutôt libérée avec d'autres neurotransmetteurs par un certain nombre de neurones. A la différence de la plupart des neurotransmetteurs, l'adénosine ne semble pas être stockée dans des vésicules qui sont libérées par un stimulus électrique, mais l'hypothèse d'un tel mécanisme n'est pas totalement éliminée.

Plusieurs catégories de récepteurs à adénosine présentant différentes répartitions anatomiques ont été décrits. Les récepteurs A<sub>1</sub> sont largement distribués et agissent en inhibant la prise de calcium. Les récepteurs A<sub>2A</sub> sont fortement concentrés dans les [[ganglions de la base]], une région qui joue un rôle crucial dans le contrôle du comportement, mais peuvent également être trouvés dans d'autres parties du cerveau à de plus faibles densités. Il est prouvé que les récepteurs A<sub>2A</sub> interagissent avec le [[système dopaminergique]], qui est impliqué dans la récompense et l'éveil. (Des récepteurs A<sub>2A</sub> peuvent aussi être trouvés dans les parois artérielles et les membranes des cellules sanguines.)

A coté de ses effets neuroprotecteurs, l'adénosine semble être plus spécifiquement impliquée dans le contrôle du [[cycle veille-sommeil]]. L'accumulation d'adénosine pendant l'état de veille pourrait être la cause primaire de l'envie de dormir. Son action passerait à la fois par l'inhibition de neurones promoteurs de l'éveil via les récepteurs A<sub>1</sub> et l'activation des neurones promoteurs du sommeil via des effets indirects sur les récepteurs A<sub>2A</sub><ref>{{Harv|Basheer|Strecker|Thakkar|McCarley|2004|réf=Basheer}}</ref>. Des études plus récentes ont fourni des preuves supplémentaires de l'importance des récepteurs A<sub>2A</sub> mais pas des récepteurs A<sub>1</sub><ref>{{Harv|Huang|Qu|Eguchi|Chen|2005|réf=Huang}}</ref>.

L'antagonisme de l'adénosine par la caféine provoque l'augmentation de l'[[Système nerveux|activité nerveuse]] avec la libération d'[[adrénaline]] et augmentation des niveaux de [[dopamine]]. L'adrénaline est une hormone qui cause plusieurs effets tels que l'augmentation du rythme cardiaque ([[chronotrope]] positif), de la contractilité du cœur ([[Inotropisme|inotrope]] positif), de la [[pression artérielle]], de l'apport de [[sang]] aux [[muscle]]s, la diminution de l'apport de [[sang]] aux autres [[organe]]s (excepté le [[cerveau]]) et la libération de [[glucose]] par le [[foie]], par [[néoglucogenèse]] par exemple. Quant à la [[dopamine]], c'est un [[neurotransmetteur]]. La modulation de sa concentration a des répercutions importantes : par exemple les effets des [[amphétamines]], sont dûes 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 [[Phosphodiestérase|AMPc-Phosphodiestérase]] (AMPc-PDE) qui convertit l'[[Adénosine monophosphate cyclique|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 de la [[protéine 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]], la [[méthamphétamine]] ou le [[méthylphénidate]]. Une augmentation des concentrations d'AMPc dans les [[cellule pariétale|cellules pariétales]] 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 gastrique]] par la cellule.

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 utilisé comme source d'énergie par les muscles. La [[théobromine]] est un [[vasodilatateur]] qui augmente le flux d'oxygène et de nutriments dans le cerveau et les muscles. La [[théophylline]] relâche les [[muscle lisse|muscles lisses]] et affecte principalement le rythme et le bon fonctionnement cardiaque<ref>{{Harv|Dews|1984|réf=Dews}}</ref>.

=== Principaux effets de la caféine ===

De façon générale, la caféine est un [[stimulant]] et un [[psychostimulant]].

'''Stimulation physique''': sur le [[système cardiovasculaire]], la caféine entraîne une accélération du [[rythme cardiaque]] et une [[vasoconstriction]]. Elle présente également des effets au niveau du [[système respiratoire]] et [[Système gastro-intestinal|gastro-intestinal]].
De plus, elle agit au niveau des [[muscles squelettiques]], du [[Circulation sanguine|flux sanguin]] [[rein|rénal]], de la [[glycogénolyse]] et de la [[lipolyse]].
Il y a amélioration des performances physiques et augmentation de la [[diurèse]].

'''Psychostimulation et symptômes de sevrage''': la caféine peut provoquer une certaine amélioration de l'[[humeur]] et du niveau d'éveil ainsi que 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. Ceci viendrait du fait que dans certaines recherches, l'état psychique dégradé en situation d'arrêt de 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 faisant partie des effets bénéfiques de la caféine<ref>{{Harv|James|Keane|2007|réf=James}}</ref>.

==== Cas d'une prise modérée ====
[[Fichier:Main side effects of Caffeine.png|thumb|280px|right|Les principaux effets secondaires de la caféine.<ref name=Medline/>]]

La quantité minimale à partir de laquelle la caféine produit des effets varie selon les individus en fonction de la corpulence et du degré de tolérance à la caféine. Les premiers effets se font sentir moins d'une heure après l'ingestion et les effets d'une faible dose disparaissent au bout de trois ou quatre heures<ref name="effects"/>. La consommation de caféine n'élimine pas le besoin de dormir, elle ne fait que diminuer temporairement la sensation d'être fatigué.

La caféine a un effet [[ergogénique]] puissant, augmentant la capacité de travail mental et physique. Une étude réalisée en 1979 a montré que des sujets qui avaient consommé de la caféine parcourraient à vélo, pendant une durée de deux heures, une distance supérieure de 7% par rapport aux sujets témoins<ref>{{Harv|Ivy|Costill|Fink|Lower|1979|réf=Ivy}}</ref>. Certaines études ont produit des résultats bien plus spectaculaires ; une étude sur des coureurs entraînés a montré, pour une dose de 9&nbsp;mg de caféine par kg de poids corporel, une augmentation de 44% de l'endurance en course à pied, de même qu'une augmentation de 51% de l'endurance à vélo<ref>{{Harv|Graham|Spriet|1991|réf=Graham3}}</ref>. 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&nbsp;mg de caféine par kg de poids corporel augmente la durée de l'effort de 29%<ref>{{Harv|Trice|Haymes|1995|réf=Trice}}</ref>.

La caféine relâche le [[sphincter du muscle anal interne]] et de ce fait doit être évité par les personnes soufrant d'[[incontinence fécale]]<ref>{{Harv|National Institutes of Health|2007|réf=National Institutes of Health}}</ref>.

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<ref>{{Harv|WebMD|réf=WebMD}}</ref>. 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 [[migraine]]s et des [[Algie vasculaire de la face|algies vasculaires de la face]] de même que pour surmonter les somnolences dues aux [[antihistaminique]]s.

Alors que relativement sans danger pour l'homme, 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 faible à métaboliser ce composé. Chez les [[araignée]]s notamment, la caféine a un effet bien plus significatif que d'autres médicaments<ref>{{Harv|Noever|Cronise|Relwani|2007|réf=Noever}}</ref>.
[[Fichier:Caffeinated spiderwebs.jpg|170px|left|thumb|La caféine a un effet significatif sur certaines [[araignée]]s qui se traduit dans la construction de leur [[toile d'araignée |toile]].]]

==== Accoutumance, addiction et sevrage ====
Comme la caféine est principalement un [[antagoniste des récepteurs]] au [[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 de [[récepteurs à 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<ref name="PMID 3003150">{{Harv|Green|Stiles|1986|réf=Green}}</ref>. Tout 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<ref name="PMID 3003150"/>.

D'autres recherches contestent l'idée que la régulation des récepteurs à adénosine est responsable de l'accoutumance aux effets stimulants de la caféine, notant entre autre que cette tolérance est insurmontable pour des doses plus élevé 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 par la forte accoutumance à la caféine qui se produit<ref name="pmid1846425">{{Harv|Holtzman|Mante|Minneman|1991|réf=Holtzman}}</ref>.

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 se développe après la consommation de 400&nbsp;mg de caféine 3 fois par jour pendant 7 jours. L'accoutumance complète aux effets subjectifs de la caféine se produit après la consommation de 300&nbsp;mg de caféine 3 fois par jour pendant 18 jours et probablement plus tôt<ref>{{Harv|Griffiths|Mumford|2000|réf=Griffiths}}</ref>. Dans une autre expérience, L'accoutumance complète à la caféine a été observée chez des sujets consommant des doses de 750-1200&nbsp;mg par jour, tandis qu'une accoutumance incomplète a été observée chez ceux qui consomment des doses de caféine dans la moyenne<ref>{{Harv|Johns Hopkins Bayview Medical center|réf=Johns Hopkins Bayview Medical center}}</ref>.

La consommation continue de caféine finit par faire apparaître une [[addiction]] liée à l'excès de récepteurs à l'[[adénosine]] et au manque de récepteurs à la [[dopamine]].

Comme l'adénosine, sert en partie à réguler la [[pression sanguine]] en provoquant la [[vasodilatation]], les effets accrus de l'adénosine dus au sevrage à la caféine entraîne la dilatation des [[vaisseau sanguin|vaisseaux sanguins]] de la tête, occasionnant un excès de sang dans la tête et pouvant générer des [[céphalée]]s et des [[nausées]]. La diminution de la [[pression artérielle]] et peut générer d'autres symptômes comme la [[bradycardie]]. Une activité [[Catécholamine|catécholaminergique]] réduite peut causer des sensations de [[Fatigue (physiologie)|fatigue]] et de somnolence. Une diminution de la concentration en [[sérotonine]] quand la consommation de caféine s'arrête peut engendrer anxiété, irritabilité, incapacité à se concentrer et diminution de la motivation pour démarrer ou terminer des tâches quotidiennes ; dans les cas extrêmes, elle peut entraîner une légère [[Dépression (psychiatrie)|dépression ]]<ref>{{Harv|Healthandgoodness.com|réf=Healthandgoodness.com}}</ref>. Le manque de récepteurs à la [[dopamine]] peut générer une sorte d'[[état dépressif]] et une nette diminution des performances cérébrales ; c'est pourquoi on recommande toujours un sevrage progressif étalé sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Cependant, contrairement à d'autres stimulants du système nerveux central, la caféine n'agit pas directement sur le [[noyau accumbens]], responsable de l'[[addiction]] psychologique.

Les symptômes de sevrage - pouvant inclure céphalée, irritabilité, incapacité à se concentrer, somnolence, insomnie et douleur à l'estomac, au haut du corps et aux articulations<ref>{{Harv|Juliano|Griffiths|2004|réf=Juliano}}</ref> - 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, ce qui représente le temps nécessaire pour que les récepteurs à adénosine du cerveau reviennent à des niveaux "normaux". Des [[analgésique]]s tels que l'[[acide acétylsalicylique|aspirine]] peuvent soulager ces symptômes, tout comme une faible dose de caféine<ref>{{Harv|Sawynok|1995|réf=Sawynok}}</ref>. Le plus efficace étant la combinaison d'un analgésique et d'une petite quantité de caféine.

==== Surconsommation ====
La consommation de caféine en grande quantité et sur une durée prolongée, la caféine peut conduire à une intoxication connue sous le nom de ''[[caféisme]]''<ref>{{Harv|Mackay|Rollins|1989|réf=Mackay}}</ref>{{,}}<ref name="BJoA">{{Harv|James|Stirling|1983|réf=James}}</ref>. Le caféisme combine généralement une [[dépendance]] à la caféine avec un grands nombres d'états physiques et mentaux désagréables dont l'[[Anxiété]], l'[[irritabilité]], les [[tremblement]]s, la [[fasciculation]] ([[hyperréflexie]]), l'[[insomnie]], les [[céphalée]]s, l'[[alcalose respiratoire]] et les [[Palpitation|palpitations cardiaques]]<ref name="COAM">{{Harv|Leson|McGuigan|Bryson|1988|réf=Leson}}</ref>{{,}}<ref name="EofMD">{{Harv|Rebecca|réf=Rebecca}}</ref>. De plus, la caféine augmentant la production d'[[acide gastrique]], une forte consommation prolongée peut conduire à des [[Ulcère gastro-duodénal|ulcères gastro-duodénaux]], des [[œsophagite]]s érosives et des [[reflux gastro-œsophagien]]s<ref>{{Harv|Cedars-Sinai|réf=Cedars-Sinai}}</ref>.

Il y a quatre troubles [[Psychiatrie|psychiatriques]] induits par la caféine reconnus par le ''[[DSM-IV|Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4ème édition]]'' : intoxication à la caféine, trouble de l'anxiété induit par la caféine, trouble du sommeil induit par la caféine et troubles liés à la caféine non spécifiés.

===== Intoxication =====
[[File:Main symptoms of Caffeine overdose.png|thumb|right|260px|Principaux symptômes de l'intoxication à la caféine<ref name="Medline"/>]]

Une intoxication aigüe à la caféine, habituellement au-delà de 300 milligrammes, mais variable en fonction du poids corporel et du niveau de tolérance à la caféine, peut entraîner un état de surstimulation du système nerveux central appelé ''intoxication à la caféine''<ref name="DSM-IV">{{Harv|American Psychiatric Association|2000|réf=American Psychiatric Association}}</ref>. Les symptômes d'une intoxication à la caféine sont différents de ceux observés pour les overdoses d'autres [[stimulant]]s. Ils peuvent inclure [[anxiété]], excitation, [[insomnie]], rougeur de la face, [[diurèse]], troubles [[Système digestif|gastro-intestinaux]], [[Fasciculation|contraction involontaire]], flot de pensées et de paroles incohérentes, irritabilité, [[Troubles de la conduction cardiaque|arythmie cardiaque]], [[tachycardie]] et [[agitation psychomotrice]]<ref name="EofMD"/>. Dans le cas d'overdoses plus importantes, [[manie]], [[dépression]], erreurs de jugement, désorientation, [[désinhibition]], [[délire]], [[hallucination]], [[psychose]] et [[rhabdomyolyse]] (destruction de cellules musculaires) peuvent apparaître<ref>{{Harv|MedlinePlus|2006|réf=MedlinePlus}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Kamijo|Soma|Asari|Ohwada|1999|réf=Kamijo}}</ref>.

Dans le cas d'overdoses extrêmes, la mort peut survenir. La dose létale 50 ([[Dose létale 50|LD<sub>50</sub>]]) est de 192&nbsp;mg par kg chez le rat<ref name="ld50">{{Harv|Peters|1967|réf=Peters}}</ref>. La LD<sub>50</sub> de la caféine chez l'humain, qui dépend du poids et de la sensibilité individuelle, est estimée à environ 150 à 200&nbsp;mg par kg de poids corporel, soit pour un adulte normal approximativement 80 à 100 tasses de café, prises en un temps limité qui va dépendre de la [[Période biologique|demie-vie]]. Bien qu'atteindre une telle dose létale avec un café ordinaire soit extrêmement difficile, des cas de mort par overdose de caféine en comprimé ont été rapportés, ainsi que des symptômes graves d'overdoses nécessitant une hospitalisation se produisant dès 2 grammes de caféine. Une exception à cela pourrait être la prise d'un médicament tel que la [[fluvoxamine]] 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<ref>{{Harv|Kerrigan|Lindsey|2005|réf=Kerrigan}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Holmgren|Nordén-Pettersson|Ahlner|2004|réf=Holmgren}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Walsh|Wasserman|Mestad|Lanman|1987|réf=Walsh}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Mrvos|Reilly|Dean|Krenzelok|1989|réf=Mrvos}}</ref>. La mort intervient généralement suite à une [[fibrillation ventriculaire]] provoquée par les effets de la caféine sur le [[système cardiovasculaire]].

Le traitement d'une intoxication sévère à la caféine est généralement de soutien, mais si le patient a des concentrations [[sérum|sériques]] de caféine très élevées, alors une [[dialyse péritonéale]], une [[hémodialyse]] ou une [[hémofiltration]] peut être nécessaire.

===== Troubles de l'anxiété et du sommeil =====
Les deux toubles, rarement diagnostiqués, induits par une consommation de caféine excessive sur une durée prolongée et qui sont reconnus par l'[[Association américaine de psychiatrie]] (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<ref name="DSM-IV"/>.

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]], des [[Crise de panique|crises de panique]], des [[Trouble obsessionnel compulsif|troubles obsessionnels compulsifs]] ou même des [[phobie]]s<ref name="DSM-IV"/>. Comme ces états peuvent être similaires à des troubles mentaux organiques tels que le [[trouble bipolaire]] ou même la [[schizophrénie]], un grand nombre de professionnels de la médecine pensent que des personnes intoxiquées à la caféine sont couramment mal diagnostiquées et traitées avec des médicaments, alors que le traitement pour les [[psychose]]s induites par la caféine est simplement d'arrêter de consommer de la caféine<ref>{{Harv|Shannon|Haddad|Winchester|1998|réf=Shannon}}</ref>. Une étude du ''British Journal of Addiction'' a conclu que le caféisme, bien que rarement diagnostiqué, pourrait toucher une personne sur dix dans la population<ref name="BJoA"/>.

==== 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 [[Adénosine monophosphate cyclique|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 [[second messager]] et active un grand nombre de [[protéine kinase A|protéines kinases A]] (PKA). Cela a pour effet général d'augmenter la [[glycolyse]] et la quantité d'[[Adénosine triphosphate|ATP]] disponible pour la contraction et le relâchement musculaire. D'après une [[étude épidémiologique]], la caféine sous forme de café, diminue significativement le risque de [[Maladie cardio-vasculaire|maladies cardiovasculaires]] chez les personnes âgées de 65 ou plus. Cependant, cet effet protecteur n'a été trouvé que chez les personnes qui ne souffraient pas de sévère [[Hypertension artérielle|hypertension]]. De plus, aucun effet protecteur significatif 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 [[maladie vasculaire cérébrale|maladies vasculaires cérébrales]]<ref>{{Harv|Greenberg|Dunbar|Schnoll|Kokolis|2007|réf=Greenberg}}</ref>.

==== Mémoire et Apprentissage ====
Un grand nombre d'études ont montré que la caféine pourrait avoir des effets [[nootropique]]s, provoquant certains changements dans la mémorisation 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. La consommation de caféine durant 4 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 hippocampe et la mémoire partielle par l'inhibition de la neurogenèse hippocampale<ref>{{Harv|Han|Park|Baek|et al.|2007|réf=Han}}</ref>.

Dans une autre étude, de la caféine était ajoutée ''[[in vitro]]'' à des neurones de rats. Les [[épine dentritique|épines dentritiques]] (une partie des neurones formant 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 retrouvées leur forme originale<ref>{{Harv|BBC News|1999|réf=BBC News}}</ref>.

Une autre étude encore, a montré que des sujets ayant reçus 100 mg de caféine, avaient une activité accrue dans le [[lobe frontal]], une région du cerveau dans laquelle une partie du réseau impliqué dans la mémorisation se situe, et le [[cortex cingulaire antérieur]], une partie du cerveau qui contrôle l'attention. Les sujets sous caféine ont également mieux effectué les exercices de mémorisation<ref>{{Harv|Softpedia|2005|réf=Softpedia}}</ref>.

Cependant, une étude différente a montré que la caféine pourrait diminuer la [[mémoire à court terme]] et augmenter l'occurence du phénomène du « mot sur le bout de la langue » (en anglais {{Lien| tip of the tongue | lang=en}} phenomenon). 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 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<ref name="TOT-Lesk_Womble">{{Harv|Lesk|Womble|2004|réf=Lesk}}</ref>. En résumé, la consommation de caféine augmenterait les performance mentales d'une pensée focalisée, tandis qu'elle pourrait diminuer les capacités de réflexion sur un plus grand champ de pensées.

==== Chez les femmes enceintes ====
Malgré un usage 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&nbsp;mg ou plus de caféine par jour - l'équivalent de deux tasses de café ou plus - ont un risque de [[fausse couche|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<ref>{{Harv|Rubin|2008|réf=Rubin}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Kaiser Permanente|réf=Kaiser Permanente}}</ref>. Au [[Royaume-Uni]], la [[Food Standards Agency]] (FSA) a recommandé aux femmes enceintes de limiter leur consommation de caféine à moins de 200&nbsp;mg de par jour<ref>{{Harv|Food Standards Agency|2008|réf=Food Standards Agency}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Dellorto|2008|réf=Dellorto}}</ref>. La FSA fait remarquer que le protocole expériemental utilisé dans ces études ne permet pas de déterminer si les différences observées sont dues à la caféine elle-même ou à des différences de mode de vie associés à une forte consommation de caféine, mais a estimé que le conseil était prudent.
Les études sont contradictoires concernant un possible effet de la consommation de caféine durant la grossesse sur le poids du nouveau né. Certaines estiment que la consommation de caféine pourrait être corrélée avec un poids de naissance plus faible<ref>{{Harv|CARE Study Group|2008|réf=CARE Study Group}}</ref>, tandis que d'autres ne retrouvent pas ce résultat<ref>{{Harv|Bech|Obel|Henriksen|Olsen|2007|réf=Bech}}</ref>.

==== Chez les enfants prématurés ====
Une étude sur 2 000 prématurés amène à penser que la caféine aurait un rôle positif sur leurs fonctions respiratoires<ref>{{Harv|Khamsi|2006|réf=Khamsi}}</ref>.

Le [[citrate de caféine]] a des effets bénéfiques dans le traitement des troubles de la respiration des [[Enfant prématuré|enfants prématurés]] tels que l'[[apnée du prématuré]] et la [[dysplasie broncho-pulmonaire]]<ref name=Medline>{{Harv|MedlinePlus|2000|réf=MedlinePlus2}}</ref>. Le seul risque à court terme d'un traitement au citrate de caféine est la diminution temporaire de la prise de poids au cours de la thérapie<ref>{{Harv|Schmidt|Roberts|Davis|Doyle|2006|réf=Schmidt2}}</ref> et des études sur le long terme (18 à 21 mois) ont montré des avantages durables pour le traitement à la caféine des enfants prématurés<ref>{{Harv|Schmidt|Roberts|Davis|Doyle|2007|réf=Schmidt3}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Schmidt|2005|réf=Schmidt4}}</ref>.

==== Chez les enfants ====
Plusieurs études scientifiques ont réfuté la croyance selon laquelle la concommation de caféine entraîne un retard de croissance chez les enfants<ref>{{Harv|MSNBC|2006|réf=MSNBC}}</ref>. 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<ref>{{Harv|Dowshen|2005|réf=Dowshen}}</ref>.

==== Maladie de Parkinson ====
Plusieurs études réalisées à grande échelle ont montré que la prise de caféine est associée à une réduction du risque de développer la [[maladie de Parkinson]] chez l'homme, tandis que les études chez la femme ne sont pas concluantes<ref>{{Harv|Wong|2001|réf=Wong}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Ross|Abbott|Petrovitch|et al.|2000|réf=Ross}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Faculty.washington.edu|2000|réf=Faculty.washington.edu}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|About.com|réf=About.com}}</ref>. Le méchanisme par lequel la caféine est inversement corrélée à cette maladie demeure un mystère. Chez les modèles animaux, les chercheurs ont montré que la caféine peut prévenir la perte de cellules nerveuses [[dopamine|dopaminergiques]] que l'on observe dans la maladie de Parkinson, mais ils ne savent toujours pas comment cela se produit<ref>{{Harv|Zeigler|2003|réf=Zeigler}}</ref>.

=== Toxicité ===

Une prise trop importante de caféine peut conduire à une intoxication. Ces symptômes sont l'insomnie, la nervosité, l'excitation, flushing cutané (un visage tout rouge), l'augmentation de la [[diurèse]], et des troubles gastrointestinaux. Chez certaines personnes, ils peuvent apparaître après une prise aussi faible que 250 mg par jour. Plus d'un gramme par jour peut générer des contractions musculaires involontaires, des pensées et propos décousus, de l'arythmie cardiaque ainsi qu'une agitation psychomotrice. Les symptômes de l'intoxication à la caféine sont similaires à ceux de la [[panique]] et d'une [[anxiété]] généralisée. La [[Dose létale 50|LD<sub>50</sub>]] de la caféine par ingestion chez le rat est de 192 mg/kg. Bien que cette valeur ne puisse être directement extrapolée à l'humain, on peut faire l'hypothèse que l'ingestion d'environ 10 g de caféine chez l'homme adulte, soit environ 100 tasses de café, serait létale dans 50 % des cas. La caféine est par conséquent classée dans la catégorie des substances moyennement toxiques.
Il est recommandé de ne pas dépasser une consommation quotidienne de caféine (toutes sources) de 600mg/jour, ce qui équivaut à 2 à 3 litres de thé par jour. Pour les femmes enceintes, il est recommandé de limiter la consommation quotidienne à un maximum de 300mg/jour<ref>[http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp113.htm Le thé contient-il de la caféine?] Food-Info.net consulté le 17/03/09</ref>.

== Quantité de caféine dans différents aliments ==
{| class="wikitable sortable" style="margin-left:auto;margin-right:auto;" align="center" cellspacing="0" cellpadding="3"
|+ Plusieurs aliments sont connus pour leur richesse en caféine<ref>[http://www.hc-sc.gc.ca/iyh-vsv/food-aliment/caffeine_f.html article caféine sur le site de « Votre santé et vous »], publication de Santé Canada et de l'Agence de santé publique du Canada. D'autres chiffres sont donnés [http://www-fbm.medinet.fr.eu.org/faq.php/3/_/ALIM/CAFEINE ici].</ref>
!Aliment !! Teneur moyenne en mg de caféine
|-
|100 ml [[café]] espresso ||align="center"| 170
|-
|100 ml café filtre ||align="center"| 145
|-
|100 g [[chocolat]] noir ||align="center"| 72
|-
|100 ml [[chocolat chaud]] ||align="center"| 25<ref name="camh"/>
|-
|100 ml café instantané ||align="center"| 56
|-
|100 ml boisson énergisante (type [[Red Bull]] ) ||align="center"| 32
|-
|100 ml [[thé]]<ref>[http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp113.htm Thés noirs et verts contiennent de la caféine, dans des proportions quasiment équivalentes]</ref> ||align="center"| 20 à 30<ref>[http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp113.htm Le thé contient-il de la caféine?] Food-Info.net consulté le 17/03/09</ref>
|-
|100 ml cola ||align="center"| 9.6
|-
|100 ml café décaféiné ||align="center"| 2
|}

'''
{{Référence nécessaire/Bloc|Une tasse normale de [[café]] filtre contient de 80 à 130 mg de caféine (peut aller jusqu'à 160mg pour le robusta). Une dose de 30 à 40 g d'[[espresso]], quant à elle, en contient environ 100, atteignant les 130 mg ; 100 mL de thé contient jusqu'à 45mg de caféine ; 100 mL de boisson lactée au chocolat contient jusqu'à 10 mg ; 100 mL d'une boisson au cola jusqu'à 12 mg; des boissons énergisantes homologuées en France peuvent contenir jusqu'à 32 mg par 100 mL de caféine. Des pilules [[stimulant]]es peuvent en contenir jusqu'à 200 mg chacune.}}

==Décaféination==
Un [[café]] dit « décaféiné » ne l’est en fait pas totalement ; pour la plupart des marques, cinq à dix tasses de café « décaféiné » procurent une dose de caféine équivalente à celle de deux tasses de café caféiné, selon une étude nord-américaine qui a testé les cafés de neuf marques par [[chromatographie]] en phase gazeuse : hormis une marque, toutes contenaient de 8,6 mg à 13,9 mg de caféine. Selon le Dr Mark S. Gold, professeur de [[psychiatrie]] à l'[[université de Floride]], cette quantité est suffisante pour provoquer une dépendance physique au café chez certains consommateurs<ref>{{Harv|Informationhospitaliere.com|2006|réf=Informationhospitaliere.com}}</ref>{{,}}<ref>{{Harv|Trunk|2006|réf=Trunk}}</ref>.

L'extraction de caféine est un procédé industriel important qui peut être réalisé selon trois procédés :
* une extraction par un [[solvant organique]] ;
* une extraction par [[fluide supercritique|supercritique]] (du [[dioxyde de carbone]]) ;
* une extraction à l'eau.

La première méthode, qui a été utilisée pendant des années, tend à être remplacée par la deuxième pour des raisons de santé (traces résiduelles de solvants), d'impact sur l'environnement, de coût et de saveur. La dernière est la moins efficace et peut dénaturer le goût. Ces trois procédés sont décrits ci-dessous :

===Extraction par des solvants organiques===
C'est le procédé classique qui repose sur la [[solubilité]] différentielle ([[coefficient de partage]]) de la caféine. La caféine du café est dissoute dans le solvant organique, généralement un solvant chloré ([[benzène]], [[chloroforme]], [[trichloréthylène]] et [[dichlorométhane]]), qui est ensuite éliminé par distillation.
Des solvants organiques tels que l'[[acétate d'éthyle]] présentent bien moins de risques pour la santé et l'environnement que les solvants aromatiques et chlorés utilisés par le passé. Une autre méthode consiste à utiliser les huiles triglycéridiques obtenues lors de la [[café#Mouture|mouture]] du café.

===Extraction au dioxyde de carbone supercritique===
Le dioxyde de carbone fluide supercritique est un excellent solvant [[apolaire]] pour la caféine et de surcroît, il est plus sain que les solvants organiques qui sont autrement utilisés. Le processus d'extraction est simple : le CO<sub>2</sub> est forcé à passer au travers des grains de café à des températures supérieures à 31.1&nbsp;°C et des pressions supérieures à 73&nbsp;[[Atmosphère (unité)|atm]]. Sous ces conditions, le CO<sub>2</sub> est dans un [[phase (matière)|état]] supercritique, a les propriétés d'un gaz, ce qui lui permet de pénétrer profondément dans les grains de café, mais a également celles d'un liquide qui dissout 97-99% de la caféine. Le CO<sub>2</sub> chargé de caféine passe ensuite au travers d'un jet d'eau sous haute pression pour en retirer la caféine. La caféine peut enfin être isolée par [[adsorption]] sur [[charbon activé]], par [[distillation]], [[recristallisation]] ou [[osmose inverse]]<ref name="Décaféination">{{Harv|Senese|2005|réf=Senese}}</ref>.

===Extraction à l'eau===
Les grains de café sont mis à tremper dans l'eau. Cette eau, qui ne contient pas seulement de la caféine mais également beaucoup d'autres composés qui participent au goût du café, est ensuite passée à travers du charbon activé, qui retient la caféine. L'eau peut ensuite être remise avec les grains puis évaporée, ce qui laisse un café décaféiné doté d'un bon arôme<ref name="Décaféination"/>.

Les fabriquants récupèrent la caféine et la revendent pour son utilisation dans des sodas ou des comprimés de caféine vendus sans ordonnance.

== Religion ==
Certains adeptes de l'[[Église de Jésus-Christ des saints des derniers jours]]<ref>{{Harv|Priesthood Bulletin|1972|réf=Priesthood Bulletin|p=4}}</ref> ([[Mormons]]), de l'[[Église adventiste du septième jour]], de l'[[Église de Dieu restaurée]] et de la [[Science chrétienne]]<ref>{{Harv|The E.W. Scripps Co.|2008|réf=The E.W. Scripps Co.}}</ref> ne consomment pas de caféine, arguant que leur Dieu est opposé à un usage non médical de substances psychoactives.
Les hindous [[vaishnava|vaishavistes]] s'abstiennent généralement de consommer de la caféine alléguant qu'elle trouble l'esprit et d'hyperstimule les sens. Pour être initié par un guru, on ne doit ainsi pas avoir consommé de caféine (de même que de l'alcool, de la nicotine et d'autres drogues) pendant au moins une année.

== Notes ==
{{Références|colonnes = 2}}

== Références ==

=== Ouvrages ===
*{{ouvrage
|éditeur=Academic Press
|titre=Profiles of Drug Substances, Excipients and Related Methodology
|volume=33
|titre volume=Critical Compilation of Pka Values for Pharmaceutical Substances
|auteurs=Harry G. Brittain et Richard J. Prankerd
|langue=anglais
|année=2007
|pages=726
|isbn=012260833X
|présentation en ligne=http://books.google.fr/books?id=D3vBu5Tx4XwC&source=gbs_navlinks_s
|id=Brittain
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=CRC Press
| titre=Caffeine
| prénom=D. A.
| nom=Balentine
| auteurs=M. E. Harbowy, H. N. Graham
| directeur=Gene A. Spiller
| langue=anglais
| année=1998
| pages=374
| isbn=9780849326479
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=Rgs_rVOceZwC&dq=Tea:+the+Plant+and+its+Manufacture;+Chemistry+and+Consumption+of+the+Beverage&source=gbs_navlinks_s
| numéro=3
| chap=Tea: the Plant and its Manufacture; Chemistry and Consumption of the Beverage
| id =Balentine
}}
*{{Ouvrage
| éditeur= Park Street Press
| titre=A Brief History of Drugs: From the Stone Age to the Stoned Age
| prénom1 =Antonio
| nom1 =Escohotado
| prénom2 =Ken
| nom2 =Symington
| langue=anglais
| année=1999
| mois=mai
| pages=168
| isbn=0-89281-826-3
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=g0L-HAAACAAJ&dq=A+Brief+History+of+Drugs:+From+the+Stone+Age+to+the+Stoned+Age
| id =Escohotado
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=China Books
| titre=All the tea in China
| prénom1 =Kit Boey
| nom1 =Chow
| prénom2 =Ione
| nom2 =Kramer
| langue=anglais
| année=1990
| pages=187
| isbn=0835121941
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=NT8J5qDjABIC&dq=All+the+Tea+in+China&source=gbs_navlinks_s
| partie=19-20
| id =Chow
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=Greenwood Press
| titre=Tea in China: The History of China's National Drink
| prénom1 =John C.
| nom1 =Evans
| langue=anglais
| année=1992
| pages=169
| isbn=0313280495
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=x-EVAAAACAAJ&dq=Tea+in+China:+The+History+of+China's+National+Drink
| id =Evans
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=Ecco Press
| titre=The Classic of Tea: Origins & Rituals
| prénom1 =Yu
| nom1 =Lu
| langue=anglais
| année=1997
| pages=177
| isbn=0880014164
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=IcwIAAAACAAJ&dq=The+Classic+of+Tea:+Origins+%26+Rituals
| id =Lu
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=[[Encyclopædia Britannica]]
| titre=Coffee
| langue=anglais
| année=1911
| id =Encyclopædia Britannica
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=Humana Press
| titre=Beverages in Nutrition and Health
| prénom1=Ted
| nom1=Wilson
| prénom2=Norman J.
| nom2=Temple
| langue=anglais
| année=2004
| pages=427
| isbn=1588291731
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=c9kBaiM-K_sC&dq=Beverages+in+Nutrition+and+Health&source=gbs_navlinks_s
| id =Wilson
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=Routledge
| titre=The world of caffeine: the science and culture of the world's most popular drug
| prénom1=Bennett Alan
| nom1=Weinberg
| prénom2=Bonnie K.
| nom2=Bealer
| langue=anglais
| année=2001
| pages=394
| isbn=0415927226
| présentation en ligne=http://books.google.fr/books?id=YdpL2YCGLVYC&dq=The+World+of+Caffeine&source=gbs_navlinks_s
| id =Weinberg
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=Lippincott Williams & Wilkins
| titre=Physician's Drug Handbook
| auteur=Springhouse
| langue=anglais
| année=2007
| pages=1325
| isbn=1-58255-396-3
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=UU0sAAAACAAJ&dq=Physician's+Drug+Handbook
| id =Springhouse
}}
*{{Ouvrage
| éditeur=Springer-Valerag
| titre=Caffeine: Perspectives from Recent Research
| prénom1=P. B.
| nom1=Dews
| langue=anglais
| année=1984
| pages=260
| isbn=978-0387135328
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=fQIXAAAACAAJ&dq=Caffeine:+Perspectives+from+Recent+Research
| id =Dews
}}
*{{ouvrage
| langue=en
| nom1=[[Association américaine de psychiatrie|American Psychiatric Association]]
| titre=Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders
| numéro d'édition=4
| éditeur =[[Association américaine de psychiatrie|American Psychiatric Association]]
| année=2000
| pages totales=943
| isbn=0890420254
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=W-BGAAAAMAAJ&q=Diagnostic+and+Statistical+Manual+of+Mental+Disorders&dq=Diagnostic+and+Statistical+Manual+of+Mental+Disorders&pgis=1
| consulté le=29 juin 2009
| id =American Psychiatric Association
}}
*{{ouvrage
| langue=en
| prénom1=M. W.
| nom1=Shannon
| prénom2=L. M.
| nom2=Haddad
| prénom3=J. F.
| nom3=Winchester
| titre=Clinical Management of Poisoning and Drug Overdose
| numéro d'édition=3
| éditeur =Saunders
| lieu =Philadelphia
| année=1998
| pages totales=1257
| isbn=0-7216-6409-1
| présentation en ligne=http://books.google.fr/books?id=dQENAAAACAAJ&dq=Clinical+Management+of+Poisoning+and+Drug+Overdose&lr=
| consulté le=29 juin 2009
| id =Shannon
}}

=== Périodique ===
*{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=R.J.
| prénom1=R. J.
| nom1=Maughan
| nom1=Maughan
| prénom2=J.
| prénom2=J.
Ligne 133 : Ligne 557 :
| doi=10.1046/j.1365-277X.2003.00477.x
| doi=10.1046/j.1365-277X.2003.00477.x
| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id=Maughan
}}</ref>.
}}
La caféine a été découverte en 1819 par le chimiste allemand [[Friedrich Ferdinand Runge]]. Il la nomma "kaffein" en tant que composante du [[café]], qui en français devint caféine<ref>{{en}} {{Lien web
*{{article
| url=http://dictionary.reference.com/browse/caffeine
| langue=en
| titre=caffeine
| prénom1=Josef M.
| éditeur=Dictionary.com
| nom1=Peters
| en ligne le=
| titre=Factors Affecting Caffeine Toxicity: A Review of the Literature
| consulté le=22 juin 2009
| périodique =The Journal of Clinical Pharmacology and the Journal of New Drugs
}}</ref>. La caféine est aussi une composante des complexes chimiques insolubles que sont la '''[[guaranine]]''', la '''[[matéine]]''' et la '''[[théine]]''' découverts recpectivement dans la graine de [[guaraná]], le [[maté]] et le [[thé]] ; toutes ces substances contiennent d'autres [[alcaloïde]]s tels que la [[théophylline]] et la [[théobromine]], des stimulants cardiaques, et souvent d'autres composés comme des [[polyphénol]]s qui peuvent former des complexes insolubles avec la caféine<ref name="Balentine">{{Ouvrage
| année=1967
| éditeur=CRC Press
| volume=7
| titre=Caffeine
| prénom=D. A.
| nom=Balentine
| auteurs=M. E. Harbowy, H. N.Graham
| directeur=Gene A. Spiller
| langue=anglais
| année=1998
| pages=374
| isbn=9780849326479
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=Rgs_rVOceZwC&dq=Tea:+the+Plant+and+its+Manufacture;+Chemistry+and+Consumption+of+the+Beverage&source=gbs_navlinks_s
| numéro=3
| numéro=3
| pages=131–141
| chap=Tea: the Plant and its Manufacture; Chemistry and Consumption of the Beverage
| format=pdf
}}</ref>.
| url texte=http://jcp.sagepub.com/cgi/reprint/7/3/131

| consulté le=24 juin 2009
La caféine se retrouve en quantités variables dans les [[graine]]s, les [[feuille]]s et les [[fruit]]s de différentes plantes, où elle agit comme pesticide naturel, paralysant ou tuant les insectes qui s'en nourrissent. Elle est le plus couramment consommée dans des infusions extraites de la graine du [[Coffea arabica|caféier]] et des feuilles du [[Camellia sinensis|théier]], de même que dans plusieurs aliments et boissons contenant des produits dérivés de la [[noix de Kola]]. Parmi les autres sources on trouve les feuilles de [[maté]] et les graines de [[guaraná]].
| id =Peters

}}
Chez l'homme, la caféine agit comme [[stimulant]] du [[système nerveux central]] et du [[Circulation sanguine|système cardio-vasculaire]], diminuant la [[somnolence]] et augmentant l'attention temporairement. Des boissons contenant de la caféine telles que le [[café]], le [[thé]], les [[soda]]s et les [[Boisson énergisante|boissons énergisantes]] sont très populaires. La caféine est la substance [[psychoactive]] la plus consommée au monde, mais à la différence d'autres substances psychoactives elle est légale. En Amérique du Nord, 90% des adultes consomment de la caféine quotidiennement<ref name="demon drink">{{article
*{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=Richard
| prénom1=Richard
Ligne 170 : Ligne 586 :
| résumé=http://www.newscientist.com/article.ns?id=mg18725181.700
| résumé=http://www.newscientist.com/article.ns?id=mg18725181.700
| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id =Lovett
}}</ref>. La [[Food and Drug Administration]] liste la caféine parmi les "substances alimentaires à buts multiples [[GRAS|généralement reconnues comme sans danger]]"<ref name="GRAS">{{en}} {{Lien web
}}
| url=http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2003/aprqtr/21cfr182.1180.htm
*{{article
| titre=Sec. 182.1180 Caffeine.
| série=U.S. [[Code des règlements fédéraux|Code of Federal Regulations]]
| éditeur=U.S. [[Office of the Federal Register]]
| en ligne le=1 avril 2003
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>.

== Provenance ==
[[Fichier:Roasted coffee beans.jpg|180px|left|thumb|Grains de café toréfiés, la principale source de caféine à l'échelle mondiale]]
On trouve de la caféine dans différentes espèces de plantes où elle jouerait le rôle de [[pesticide]] naturel, en particuliers dans les [[plantule]]s dont le feuillage est en cours de développement et qui n'ont pas encore mis en place de mécanisme de protection<ref>{{article
| langue=en
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| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id =Frischknecht
}}</ref> ; la caféine entraîne la [[paralysie]] voire la mort de certains insectes qui se nourrissent de la plante<ref>{{article
}}
*{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=J. A.
| prénom1=J. A.
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| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id=6207592
| pmid=6207592
| id=Nathanson
}}</ref>. De hautes teneurs en caféine étant mesurées dans les sols de plantules de caféier, la caféine agirait également comme inhibiteur de la germination et de la croissance des plantules de caféier voisins, augmentant ainsi les chances de survie du jeune plantule<ref>{{article
}}
*{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=T. W.
| prénom1=T. W.
Ligne 233 : Ligne 644 :
| résumé=http://pcp.oxfordjournals.org/cgi/reprint/25/8/1431
| résumé=http://pcp.oxfordjournals.org/cgi/reprint/25/8/1431
| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id =Baumann
}}</ref>.
}}

*{{article
Les produits naturels contenant de la caféine les plus utilisés sont le [[café]], le [[thé]] et dans une moindre mesure le [[cacao]]<ref>{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=R.
| prénom1=R.
Ligne 249 : Ligne 660 :
| résumé=http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=2861730
| résumé=http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=2861730
| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id =Matissek
}}</ref>. Le [[maté]] et le [[guaraná]] sont d'autres sources de caféine, moins utilisées<ref name="mateine">{{en}} {{Lien web
}}
| url=http://www.erowid.org/plants/yerba_mate/yerba_mate_chemistry1.shtml
*{{article
| titre=Does Yerba Maté Contain Caffeine or Mateine? or, "Does Mateine Exist?"
| auteur=Erowid
| en ligne le=5 janvier 2005
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>, qu'on utilise parfois dans des préparations à base de thé ou des boissons énergisantes. Deux des synonymes de la caféine, la [[matéine]] et la [[guaranine]] sont d'ailleurs dérivés du nom de ces plantes<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pccompound&term=mateina
| titre=PubChem: mateina
| éditeur=[[National Center for Biotechnology Information|NCBI]]
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>{{,}}<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pccompound&term=guaranine
| titre=PubChem: guaranine
| éditeur=[[National Center for Biotechnology Information|NCBI]]
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Certains passionnés du maté prétendent que la matéine est un [[stéréoisomère]] de la caféine et qu'il s'agirait ainsi de deux substances différentes<ref name="mateine"/>. Ceci est cependant erroné car la caféine est une molécule [[chiralité|achirale]] et de ce fait ne peut avoir ni [[énantiomère]]s ni stéréoisomères. Les disparités constatées expérimentalement entre les différentes sources naturelles de caféine pourraient être dues au fait que la caféine extraite de ces plantes contient également des mélanges très variables d'autres [[xanthine]]s [[alcaloïde]]s, dont la [[théophylline]] et la [[théobromine]], des stimulants cardiaques, et d'autres substances telles que des [[polyphénol]]s qui forment des complexes insolubles avec la caféine<ref name="Balentine"/>.

A l'échelle mondiale, la première source de caféine est le "grain" de café (en fait la graine du [[caféier]]) à partir duquel le [[café]] est infusé. La teneur en caféine dans le café varie fortement et dépend du type de [[grain de café]] et de la méthode de préparation utilisée<ref name="ICO">{{en}} {{Lien web
| url=http://www.ico.org/caffeine.asp
| titre=Caffeine
| éditeur=International Coffee Organization
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref> ; même les graines issues d'un pied donné peuvent présenter des différences de concentrations. La quantité contenue dans une portion de café va d'environ 40&nbsp;milligrammes pour un [[espresso]] (30&nbsp;millilitres) de la variété ''[[arabica]]'', à environ 100&nbsp;mg pour une tasse (120&nbsp;ml) de café filtré. Le café très [[torréfaction|torréfié]] présente généralement moins de caféine que celui qui l'est moins car le processus de torréfaction diminue la teneur en caféine de la graine<ref name="caffaq_roast">{{en}} {{Lien web
| url=http://coffeefaq.com/site/node/15
| titre=Coffee and Caffeine FAQ: Does dark roast coffee have less caffeine than light roast?
| auteur=Daniel
| éditeur=coffeefaq.com
| en ligne le=7 octobre 2008
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>{{,}}<ref name="jeremiahspick">{{en}} {{Lien web
| url=http://www.jeremiahspick.com/caffeine-e-13.html
| titre=All About Coffee: Caffeine Level
| éditeur=Jeremiah’s Pick Coffee Co
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Le café [[Coffea arabica|''arabica'']] contient normalement moins de caféine que le [[Coffea canephora|''robusta'']]<ref name="ICO"/>. Le café contient aussi des traces de [[théophylline]] mais pas de [[théobromine]].

Le [[thé]] est une autre source de caféine. La différence d'effet entre thé et café s'explique essentiellement par le fait que le thé contient une grande quantité de [[tanin]]s, qui ralentit l'assimilation de la caféine. C'est pourquoi son effet est plus doux et plus progressif, bien qu'il s'agisse de la même substance. Bien que le thé contienne plus de caféine que le café à poids égal, une portion typique en contient beaucoup moins car le thé est normalement bien plus faiblement infusé. A côté de l'intensité de l'infusion, le type de thé, les conditions de croissance, les procédés de transformation et d'autres variables influent également sur la teneur en caféine. Le thé contient de faible quantité de [[théobromine]] et une teneur en [[théophylline]] légèrement supérieure au café. La préparation et beaucoup d'autres facteurs ont un impact important sur la teneur en caféine, mais la couleur s'avère en être un mauvais indicateur<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.nobleharbor.com/tea/caffiene.html
| titre=Caffeine in tea vs. steeping time
| en ligne le=septembre 1996
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Ainsi des thés tels que le pale thé vert japonais [[gyokuro]], contiennent bien plus de caféine que d'autres thés plus foncés tels que le [[lapsang souchong]] qui en contient très peu.

La caféine est aussi un ingrédient commun des [[soda]]s tels que le [[cola]], à l'origine préparé à partir de [[noix de kola]]. Les sodas contiennent généralement entre 10 et 50&nbsp;mg de caféine par portion. En comparaison, une [[boisson énergisante]] comme le [[Red Bull]] dépasse les 80&nbsp;mg de caféine par portion. La caféine contenue dans ces boissons provient des ingrédients utilisés ou est un additif dérivant du processus de [[décaféination]] ou de synthèse chimique. Le [[guaraná]], un ingrédient typique des boissons énergisantes, contient une grande quantité de caféine et de faibles teneurs en [[théobromine]] et [[théophylline]]<ref>{{article
| langue=en
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| prénom1=C. F.
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| consulté le=22 juin 2009
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| id=Haskell
}}</ref>.
}}

*{{article
Le [[chocolat]], dérivé du [[cacao]], contient une faible quantité de caféine. Le léger effet stimulant du chocolat est semble-t-il du autant à la combinaison de [[théobromine]] et de [[théophylline]] que la caféine<ref>{{article
| langue=en
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| doi=10.1007/s00213-004-1898-3
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| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
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}}</ref>. Cependant le chocolat contient trop peu de ces composés pour entraîner un effet comparable au café à portion égale. Une barre de chocolat au lait de 28&nbsp;g a ainsi à peu près autant de caféine qu'une tasse de café décaféiné.
}}
{| class="wikitable sortable" style="margin-left:auto;margin-right:auto" align="right" cellspacing="0" cellpadding="3"
*{{article
|+ Teneur en caféine de produits végétaux couramment consommés
!Produit végétal !! % de caféine du poids sec
|-
|Graine d'[[arabica]] (''[[Coffea arabica]]'')||align="center"| 1,1<ref name="camh"></ref>
|-
|Graine de [[robusta]] (''[[Coffea canephora]]'')||align="center"| 2,2<ref name="camh"></ref>
|-
|Fève de [[cacao]] (''[[Theobroma cacao]]'')||align="center"| 0,1 à 0,4<ref>{{Lien web
| url=http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp47.htm
| titre=Le cacao contient il de la caféine ?
| éditeur=Food-Info.net
| consulté le=25 juin 2009
}}</ref>
|-
|Graine de [[Guaraná]] (''[[Paullinia cupana]]'')||align="center"| 2 à 4,5<ref>{{article
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| consulté le=25 juin 2009
| consulté le=25 juin 2009
| id =Bempong
}}</ref>
}}
|-
*{{article
|[[Noix de Kola]] (''[[Cola acuminata]]'')||align="center"| 1 à 3,5<ref>{{Lien web
| url=http://www.brunet.ca/brunet/fr/produits_naturels_et_vitamines/produits_naturels/noix_de_kola.html
| titre=Noix de kola
| éditeur=Brunet
| consulté le=25 juin 2009
}}</ref>
|-
|Feuille de [[thé]] (''[[Camellia sinensis]]'')||align="center"| 2,5 à 5<ref>{{Lien web
| url=http://www.admirable-tea-boutique.com/theine_cafeine_the_detheine_decafeine.htm
| titre=Théine et Caféine
| éditeur=Admirable Tea
| consulté le=25 juin 2009
}}</ref>
|-
|Feuille de [[maté]] (''[[Ilex paraguariensis]]'')||align="center"| 0,3 à 1,7<ref>{{Lien web
| url=http://www.passeportsante.net/fr/Solutions/PlantesSupplements/Fiche.aspx?doc=yerba_mate_ps_sommaire
| titre=Yerba maté
| éditeur=PasseportSanté.net
| consulté le=25 juin 2009
}}</ref>
|}
Ces dernières années, plusieurs fabricants ont commencé à mettre de la caféine dans des produits de bain tels que le [[shampooing]] ou le [[savon]], prétendant que la caféine peut être absorbée au travers de la peau<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.thinkgeek.com/caffeine/accessories
| titre=Caffeine Accessories
| éditeur=ThinkGeek
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Cependant l'efficacité de tels produits n'a pas été démontrée et il est peu vraisemblable qu'ils aient un effet stimulant sur le [[système nerveux central]] car la caféine est difficilement absorbée à travers la peau<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.erowid.org/ask/ask.php?ID=3010
| titre=Does caffeinated soap really work?
| auteur=Erowid
| éditeur=Erowid
| en ligne le=
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>.

Des fabricants commercialisent des comprimés de caféine, prétendant qu'utiliser de la caféine de qualité pharmaceutique améliore la vigilance. Ceci a été démenti par une étude qui montre que la caféine, qu'elle soit en comprimé ou non, diminue la fatigue et augmente l'attention aussi efficacement<ref name="effects">{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=Sanford
| prénom1=Sanford
Ligne 423 : Ligne 743 :
| url texte=http://www.orthomolecular.org/library/jom/1981/pdf/1981-v10n03-p202.pdf
| url texte=http://www.orthomolecular.org/library/jom/1981/pdf/1981-v10n03-p202.pdf
| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id =Bolton
}}</ref>. Ces comprimés sont généralement utilisés par des étudiants préparant leurs examens ou par des personnes travaillant ou conduisant pendant de longues heures<ref>{{en}} {{Lien web
}}
| url=http://www.articlesbase.com/supplements-and-vitamins-articles/altasterol-caffeine-pro-and-mental-alertness-435631.html
*{{article
| titre=Altasterol Caffeine Pro + And Mental Alertness
| auteur=Pullicino I.
| éditeur=Articles base & Alta Care Laboratoires
| en ligne le=2 juin 2008
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>.

==Histoire==
[[Fichier:CoffeePalestineStereo.jpg|thumb|right|220px|Un café en Palestine, vers 1900]]
Les hommes consomment de la caféine depuis l'[[Âge de la pierre]]<ref>{{Ouvrage
| éditeur= Park Street Press
| titre=A Brief History of Drugs: From the Stone Age to the Stoned Age
| auteurs=Antonio Escohotado, Ken Symington
| langue=anglais
| année=1999
| mois=mai
| pages=168
| isbn=0-89281-826-3
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=g0L-HAAACAAJ&dq=A+Brief+History+of+Drugs:+From+the+Stone+Age+to+the+Stoned+Age
}}</ref>. Les premiers peuples ont découvert que mâcher les graines, l'écorce ou les racines de certaines plantes avaient pour effets de diminuer la fatigue, stimuler la vigilance et améliorer l'humeur. C'est seulement bien plus tard qu'il fut découvert que l'effet de la caféine était augmenté en faisant tremper ces plantes dans l'eau chaude. Beaucoup de cultures ont des légendes qui attribuent la découverte de telles plantes à des gens vivant il y a des milliers d'années.

D'après une légende chinoise populaire , l'[[empereur de Chine]] [[Shennong]], réputé pour avoir régné il y a environ 3000 av. J-C, a accidentellement découvert que quand des feuilles étaient plongées dans de l'eau bouillante, une boisson caféinée, parfumée et restorante en résultait<ref>{{Ouvrage
| éditeur=China Books
| titre=All the tea in China
| auteurs=Kit Boey Chow et Ione Kramer
| langue=anglais
| année=1990
| pages=187
| isbn=0835121941
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=NT8J5qDjABIC&dq=All+the+Tea+in+China&source=gbs_navlinks_s
| partie=19-20
}}</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage
| éditeur=Greenwood Press
| titre=Tea in China: The History of China's National Drink
| auteur=John C. Evans
| langue=anglais
| année=1992
| pages=169
| isbn=0313280495
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=x-EVAAAACAAJ&dq=Tea+in+China:+The+History+of+China's+National+Drink
}}</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage
| éditeur=Ecco Press
| titre=The Classic of Tea: Origins & Rituals
| auteur=Yu Lu
| langue=anglais
| année=1997
| pages=177
| isbn=0880014164
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=IcwIAAAACAAJ&dq=The+Classic+of+Tea:+Origins+%26+Rituals
}}</ref>. La première référence au café dans la littérature apparaîtrait dans les écrits du médecin [[persans|perse]] [[al-Razi]], datés du 9ème siècle. A cette époque, les grains de café n'étaient disponibles que dans leur région d'origine, l'[[Éthiopie]]. Une légende populaire attribue sa découverte à un gardien de chèvre nommé [[Kaldi]], qui observa que ses chèvres devenaient euphoriques et restaient éveillées la nuit après avoir brouté des caféiers. Essayant à son tour les baies que les chèvres avaient consommées, il ressentit la même vitalité. En 1587, [[Malaye Jaziri]] retrace dans un ouvrage l'histoire et les controverses sur le café, intitulé "Undat al safwa fi hill al-qahwa". Jaziri y relate qu'un [[Cheïkh]], Jamal-al-Din al-Dhabhani, [[mufti]] d'[[Aden]], fut le premier à adopter l'usage du café en 1454, et qu'au 15ème siècle, les [[soufisme|Soufis]] du [[Yémen]] utilisaient couramment du café pour rester éveillés pendant les prières.

Vers la fin du 16ème siècle, l'utilisation du café était rapportée par un [[Europe|européen]] habitant l'[[Égypte]] et à cette époque son usage se généralisa au [[Moyen-Orient]]. L'apparition du café comme boisson en Europe, où il fut d'abord connu comme "vin arabe" date du 17ème siècle. Durant cette période des [[Café (établissement)|cafés]] ont été créés, les premiers étant ouverts à [[Constantinople]] et [[Venise]]. En [[Grande-Bretagne]], les premiers cafés ont été ouverts à [[Londres]] en 1652, sur la St Michael's Alley. Ils sont rapidement devenus populaires dans l'ensemble de l'[[Europe de l'Ouest]] et jouèrent un rôle important dans les relations sociales du 17ème et du 18ème siècle<ref>{{Ouvrage
| éditeur=Encyclopædia Britannica
| titre=Coffee
| langue=anglais
| année=1911
}}</ref>.

La [[noix de Kola]] tout comme le grain de café et la feuille de thé, semble avoir des origines anciennes. Elle est mastiquée dans de nombreuses cultures d'[[Afrique de l'Ouest]], individuellement ou lors de rassemblements sociaux, pour redonner de la vitalité et pour soulager la faim. En 1911, la kola a été l'objet d'une des premières menaces de santé publique documentée quand le gouvernement des [[États-Unis]] saisit 40 [[baril]]s et 20 [[Fût (bière)|fûts]] de sirop de [[Coca-Cola]] à [[Chattanooga]], dans le [[Tennessee]], sur le motif que la caféine de cette boisson était "dangereuse pour la santé"<ref>{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=L. T.
| prénom1=L. T.
Ligne 503 : Ligne 765 :
| doi=10.1002/1520-6696(199101)27:1<42::AID-JHBS2300270105>3.0.CO;2-1
| doi=10.1002/1520-6696(199101)27:1<42::AID-JHBS2300270105>3.0.CO;2-1
| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
| id=2010614
| pmid=2010614
| id=Benjamin
}}</ref>. Le 13 mars 1911, le gouvernement intenta un procès à Coca-Cola (The United States v. Forty Barrels and Twenty Kegs of Coca-Cola) afin d'obliger la compagnie à enlever la caféine de ses formules, usant d'arguments tels que l'excès de Coca-Cola dans une école de filles avait entraîné des "caprices nocturnes, violations de règles et même immoralités." Bien que le juge rendit un verdict en faveur de Coca-Cola, deux lois furent introduites à la [[Chambre des représentants des États-Unis|chambre des représentants]] en 1912 pour amender la [[Pure Food and Drug Act]], en ajoutant la caféine à la liste des substances "nuisibles" et "addictives" qui doivent être mentionnées sur l'étiquette d'un produit.
}}

*{{article
Les premières preuves de l'utilisation de [[cacao]] sont des résidus trouvés dans un pot [[Civilisation maya|maya]] daté de 600 av. J-C. Dans le Nouveau Monde, le chocolat était consommé dans une boisson amère et épicée appelée ''[[xocoatl]]'', souvent assaisonnée avec de la [[vanille]], du [[piment]] et du [[roucou]]. Le xocoatl était reconnu pour combattre la fatigue, une croyance qui est probablement due à sa teneur en [[théobromine]] et caféine. Le chocolat était une denrée de luxe importante dans l'ensemble de la [[Mésoamérique]] [[Civilisation précolombienne|précolombienne]] et les fèves de cacao étaient souvent utilisées comme devise.
Le Xocoatl a été introduit en [[Europe]] par les [[Espagnols]] et devient une boisson populaire vers 1700. Ils ont aussi introduit le [[cacaoyer]] aux [[Indes occidentales]] et aux [[Philippines]].

Les feuilles et les tiges du [[Ilex vomitoria|Yaupon Holly]] (''Ilex vomitoria'') étaient utilisées par les [[amérindiens]] pour infuser un [[thé]] appelé asi ou [[boisson noire]], dont il a été démontré par des archéologues qu'il en était déjà fait usage au cours de l'[[Antiquité]]. Le principe actif de cette boisson est la caféine, elle fut souvent utilisée par les colons comme substitut au thé ou au café sous l'appellation de [[cassine]] ou cassina.

==Découverte et synthèse==
[[Image:Caffeine USP.jpg|thumb|250px|right|Caféine [[Anhydre]] (sèche)]]
En 1819, le chimiste allemand [[Friedrich Ferdinand Runge]] a isolé pour la première fois de la caféine relativement pure. Il le fit à la demande de [[Johann Wolfgang von Goethe]]<ref name="weinberg">{{Ouvrage
| éditeur=Routledge
| titre=The world of caffeine: the science and culture of the world's most popular drug
| auteurs=Bennett Alan Weinberg et Bonnie K. Bealer
| langue=anglais
| année=2001
| pages=394
| isbn=0415927226
| présentation en ligne=http://books.google.fr/books?id=YdpL2YCGLVYC&dq=The+World+of+Caffeine&source=gbs_navlinks_s
}}</ref>. Elle est décrite en [[1821]] par Pierre Joseph Pelletier et [[Pierre Jean Robiquet]]. En 1827, [[Oudry]] a isolé la [[théine]] du thé dont [[Gerardus Johannes Mulder|Mulder]] et [[Jobat]] ont montré, en 1838, qu'il s'agit de la même substance que la caféine<ref name="weinberg"/>. La structure de la caféine a été élucidée vers la fin du 19ème siècle par [[Hermann Emil Fischer]] qui a été également le premier à en réussir la [[synthèse totale]]<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1902/press.html
| titre=The Nobel Prize in Chemistry 1902
| auteur=Hj. Théel
| éditeur=The Nobel Foundation 1902
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Fischer sera d'ailleurs récompensé par le [[prix Nobel]] en 1902 en partie pour ce travail.
Le caractère [[Hydrocarbure aromatique|aromatique]] de la caféine est dû au fait que les atomes d'azote y sont essentiellement plans (dans l'orbitale d'[[hybridation]] sp<sup>2</sup>). La caféine n'est généralement pas [[synthèse chimique|synthétisée]] car elle est déjà disponible en grande quantité en tant que sous-produit de la décaféination<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2001/tilling/synthesis.htm
| titre=Crystalline Caffeine
| auteur=Simon Tilling
| éditeur=[[Bristol University]]
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. On peut cependant la synthétiser à partir de la [[diméthylurée]] et de l'[[acide malonique]]<ref>{{Ouvrage
| éditeur=Humana Press
| titre=Beverages in Nutrition and Health
| auteurs=Ted Wilson et Norman J. Temple
| langue=anglais
| année=2004
| pages=427
| isbn=1588291731
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=c9kBaiM-K_sC&dq=Beverages+in+Nutrition+and+Health&source=gbs_navlinks_s
}}</ref>.

== Propriétés chimiques ==


La caféine — C<sub>8</sub>H<sub>10</sub>N<sub>4</sub>O<sub>2</sub>,
ou 1,3,7-tri[[méthyle|méthyl]][[xanthine]] ou encore 1,3,7-trimethyl-1H-[[purine]]-2,6-dione —
est une molécule de la famille des [[méthylxanthine]]s, qui comprend également la [[théophylline]] et la [[théobromine]]. Dans sa forme pure, elle consiste en une poudre blanche d'un goût extrêmement amer. La caféine est modérément soluble dans l'eau et les solvants organiques. A haute [[température]], la [[solubilité]] de la caféine dans l'eau augmente. La caféine, stable dans les milieux relativement acide et basique, est une [[base faible]] et peut réagir avec des [[acide]]s pour donner des sels. Cependant dans une solution aqueuse normale, elle n'est pas ionisé. Lorsque la caféine est dissous, des [[dimère]]s ont été observés ainsi que des polymères. La caféine est une substance absorbant dans l'[[UV]] avec un maximum à une longueur d'onde de 274nm.

== Consommation ==
[[Fichier:Evolution conso cafe US.png|350px|thumb|<!--légende?-->]]
La consommation mondiale de caféine a été estimée à 120 000&nbsp;tonnes par an<ref name="abc.net">{{en}} {{Lien web
| url=http://www.abc.net.au/quantum/poison/caffeine/caffeine.htm
| titre=What's your poison: caffeine
| auteur=Geoffrey Burchfield
| année=1997
| éditeur=Australian Broadcasting Corporation
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>, ce qui en fait la substance psychoactive la plus répandue et la plus consommée au monde<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.sciencedaily.com/releases/2006/10/061012185602.htm
| titre=Decaffeinated Coffee Is Not Caffeine-free, Experts Say
| auteur=University of Florida
| éditeur=ScienceDaily
| en ligne le=15 octobre 2006
| consulté le=26 juin 2009
}}</ref>. Ce chiffre équivaut à une boisson caféinée par jour pour chaque personne.
Les pays où l'on consomme le plus de caféine par habitant sont indiqués dans l'histogramme ci-dessous. Pour comparaison, les valeurs de caféine issue du [[thé]] sont indiquées. Une troisième source de caféine non incluse dans ce graphique vient des boissons gazeuses, en constante augmentation. L'évolution de la consommation de ces trois sources de caféine aux États-Unis est présentée dans le graphique ci-contre. Il semble étonnant de voir la place qu'occupe le Brésil dans le classement des pays consommateurs. Cela tient probablement au fait que la consommation locale doit échapper aux chiffres officiels sur lesquels ce graphique est construit.
{{clr}}
[[Fichier:Cafeine consommation.png|500px|thumb|center|'''Quantité de caféine absorbée''' par jour et par habitant par boisson de café (brun) ou de [[thé]] (vert) ainsi que la somme des deux (blanc) pour l'année 1995, d'après les données de la [[Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture|FAO]]. L'apport de caféine des boissons gazeuses n'est pas représenté. L'apport de caféine du cacao ne dépasse pas 15 mg/jour/hab. pour le Danemark, premier consommateur, et est négligé ici. L'Argentine et le Paraguay sont les deux principaux consommateurs de [[maté]], soit un apport en caféine de 100 et 50 mg/jour/habitant (respectivement), non représenté ici.]]

==Pharmacologie==
La caféine est un stimulant du [[système nerveux central]] et du [[métabolisme]]<ref>{{article
| langue=en
| langue=en
| prénom1=A.
| prénom1=A.
Ligne 593 : Ligne 786 :
| doi=10.1016/0165-0173(92)90012-B
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| consulté le=22 juin 2009
| consulté le=22 juin 2009
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| pmid=1356551
| id=Nehlig
}}</ref>, et 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 stimule le système nerveux central au niveau du cerveau, il en résulte une vigilance accrue, un flot de pensées plus claires et rapides, une augmentation de la concentration et une coordination générale du corps améliorée<ref name="effects"/>. Une fois dans le corps, elle a une chimie complexe et agit au travers des différents mécanismes décrits ci-dessous.
}}

*{{article
=== Pharmacocinétique ===
[[Fichier:Caffeine mol2.png|thumbnail|right|Molécule de caféine]]

La caféine est très rapidement et intégralement absorbée par le [[tube digestif]], et parvient au cerveau dès la 5{{e}} minute suivant l’ingestion. Chez 75% des volontaires, une dose de 175mg de caféine est absorbé de l'estomac après un quart d’heure. <ref>
{{article
| langue=en
| langue=en
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| titre=The pharmacology of caffeine
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| consulté le=03 juillet 2009
| consulté le=03 juillet 2009
| id =Arnaud
}}</ref>
}}
Le pic plasmatique est atteint au bout d’une heure.
*{{article

La caféine diffuse rapidement dans le milieu extra-vasculaire. Elle n’est que faiblement liée aux protéines circulantes du plasma (environ 15%). Elle passe la [[barrière hémato-encéphalique]] grâce à sa ressemblance à l’adénosine. Sa concentration dans le liquide céphalo-rachidien est égale à celle du plasma.

Le passage dans le lait maternel est également important, la concentration vaut 50% de la [[concentration plasmatique]] de la mère.
Chez l’adulte, la caféine est presque complètement métabolisée au niveau hépatique par [[Réaction d'oxydo-réduction|oxydation]], [[déméthylation]] et [[acétylation]].

La caféine ne peut être détectée dans l’[[organisme]] après plus de 24h après la dernière prise de caféine, que ce soit par [[analyse globulaire du sang]] ou par examen chimique de l’[[urine]].

=== Métabolisme et demi-vie ===
[[Fichier:Caffeine metabolites.svg|thumb|right|350px|La caféine est métabolisée dans le foie en trois métabolites primaires : [[paraxanthine]] (84%), [[théobromine]] (12%) et [[théophylline]] (4%)]]
La caféine du café ou d'autres boissons est absorbée au niveau de l'[[estomac]] et de l'[[intestin grêle]], puis redistribuée via la circulation sanguine dans tous les tissus du corps<ref>{{article
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}}</ref>. La caféine peut aussi être absorbée [[rectum|rectalement]], c'est le cas des suppositoires à base d'[[ergotamine tartrate]] et de caféine (pour le soulagement des [[migraine]]s)<ref>{{article
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*{{article
La [[demi-vie]] de la caféine - la durée nécessaire au corps pour éliminer la moitié de la quantité initiale de caféine - varie fortement parmi les individus en fonction de facteurs tels que l'âge, le fait d'être enceinte, la présence d'autres médicaments concurrents ou le niveau d'[[enzyme]]s dans le foie nécessaires au métabolisme de la caféine. Chez des adultes en bonne santé, 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<ref>{{article
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}}</ref> et chez les femmes enceintes la demi-vie est d'environ 9-11 heures<ref>{{article
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}}</ref>. La caféine peut s'accumuler chez les individus atteints d'une [[maladie du foie]] sévère, la demi-vie pouvant aller jusqu'à 96 heures<ref name="effects"/>. Chez les nourrissons et les jeunes enfants, la demi-vie peut être plus longue que chez les adultes ; chez les nouveaux nés elle peut aller jusqu'à 30 heures. D'autres facteurs tels que le fait de fumer peut diminuer la demi-vie de la caféine<ref>{{Ouvrage
}}
| éditeur=Lippincott Williams & Wilkins
*{{article
| titre=Physician's Drug Handbook
| auteur=Springhouse
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| isbn=1-58255-396-3
| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=UU0sAAAACAAJ&dq=Physician's+Drug+Handbook
}}</ref>.

La caféine est métabolisée dans le foie par le système enzymatique [[cytochrome P450]] (spécialement, l'[[isoenzyme]] [[CYP1A2|1A2]]) en trois [[xanthine|diméthylxanthines]]<ref>{{en}} {{Lien web
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| titre=Caffeine
| éditeur=The Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge Base
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>, chacun de ces métabolites a ses propres effets sur le corps :
* La [[paraxanthine]] (84%) : augmente la [[lipolyse]], entraînant des concentrations élevées de [[glycérol]] et d'[[acides gras]] dans le [[plasma sanguin]].
* La [[théobromine]] (12%) : dilate les [[vaisseau sanguin|vaisseaux sanguins]] et augmente le volume d'[[urine]]. La théobromine est aussi le principal alcaloïde du [[cacao]] et donc du [[chocolat]].
* La [[théophylline]] (4%) : relaxe les [[muscle lisse|muscles lisses]] des [[bronche]]s et est utilisée pour traiter l'[[asthme]]. La dose thérapeutique de la théophylline est cependant plusieurs fois plus élevée que 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 ===
[[Fichier:Caffeine and adenosine-fr.svg|thumb|left|350px|La caféine agit principalement comme [[antagoniste des récepteurs]] des récepteurs à [[adénosine]] dans le cerveau. On voit ici, côte-à-côte, la caféine et l'adénosine.]]

Comme l'[[alcool]] et la [[nicotine]], la caféine traverse facilement la [[barrière hémato-encéphalique]] qui sépare la circulation sanguine du cerveau du reste du corps. Une fois dans le cerveau, elle agit principalement comme [[antagoniste des récepteurs]] à [[adénosine]]<ref>{{article
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| consulté le=22 juin 2009
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}}</ref>, c'est à dire les bloquant. En effet la molécule de caféine, qui a une structure similaire à l'[[adénosine]], peut se fixer aux récepteurs à adénosine, qui se trouvent à la surface des cellules, sans les activer. La caféine agit donc comme un [[Inhibiteur (biochimie)#Inhibiteur compétitif|inhibiteur compétitif]].
}}

*{{article
L'adénosine est présente dans l'ensemble du corps, elle y joue en effet un rôle dans le métabolisme énergétique de l'[[Adénosine triphosphate|ATP]], mais elle a des fonctions spéciales au niveau du cerveau. Il y a un grand nombre de preuves que les concentrations d'adénosine dans le cerveau sont augmentées par différents types de stress métaboliques (dont l'[[anoxie]] et l'[[ischémie]]) et permettent de protéger le cerveau en supprimant l'activité neuronale et en augmentant la circulation sanguine<ref name="Latini">{{article
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| titre=Caffeine, priming, and tip of the tongue: evidence for plasticity in the phonological system
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}}</ref>. Ainsi la caféine en neutralisant l'adénosine, a globallement 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.
}}

*{{article
Les mécanismes de sécrétion de l'adénosine dans le cerveau sont complexes<ref name="Latini" />. Il y a des preuves que l'adénosine fonctionne dans certains cas comme un neurotransmetteur libéré au niveau des [[synapse]]s, mais l'augmentations d'adénosine liée à un stress semble être due principalement au métabolisme extracellulaire de l'ATP. Il est peu probable que l'adénosine soit le neurotransmetteur primaire pour tous les neurones ; elle est plutôt libérée avec d'autres neurotransmetteurs par un certain nombre de neurones. A la différence de la plupart des neurotransmetteurs, l'adénosine ne semble pas être stockée dans des vésicules qui sont libérées par un stimulus électrique, mais l'hypothèse d'un tel mécanisme n'est pas totalement éliminée.

Plusieurs catégories de récepteurs à adénosine présentant différentes répartitions anatomiques ont été décrits. Les récepteurs A<sub>1</sub> sont largement distribués et agissent en inhibant la prise de calcium. Les récepteurs A<sub>2A</sub> sont fortement concentrés dans les [[ganglions de la base]], une région qui joue un rôle crucial dans le contrôle du comportement, mais peuvent également être trouvés dans d'autres parties du cerveau à de plus faibles densités. Il est prouvé que les récepteurs A<sub>2A</sub> interagissent avec le [[système dopaminergique]], qui est impliqué dans la récompense et l'éveil. (Des récepteurs A<sub>2A</sub> peuvent aussi être trouvés dans les parois artérielles et les membranes des cellules sanguines.)

A coté de ses effets neuroprotecteurs, l'adénosine semble être plus spécifiquement impliquée dans le contrôle du [[cycle veille-sommeil]]. L'accumulation d'adénosine pendant l'état de veille pourrait être la cause primaire de l'envie de dormir. Son action passerait à la fois par l'inhibition de neurones promoteurs de l'éveil via les récepteurs A<sub>1</sub> et l'activation des neurones promoteurs du sommeil via des effets indirects sur les récepteurs A<sub>2A</sub><ref>{{article
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}}</ref>. Des études plus récentes ont fourni des preuves supplémentaires de l'importance des récepteurs A<sub>2A</sub> mais pas des récepteurs A<sub>1</sub><ref>{{article
}}
*{{article
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}}</ref>.
}}

*{{article
L'antagonisme de l'adénosine par la caféine provoque l'augmentation de l'[[Système nerveux|activité nerveuse]] avec la libération d'[[adrénaline]] et augmentation des niveaux de [[dopamine]]. L'adrénaline est une hormone qui cause plusieurs effets tels que l'augmentation du rythme cardiaque ([[chronotrope]] positif), de la contractilité du cœur ([[Inotropisme|inotrope]] positif), de la [[pression artérielle]], de l'apport de [[sang]] aux [[muscle]]s, la diminution de l'apport de [[sang]] aux autres [[organe]]s (excepté le [[cerveau]]) et la libération de [[glucose]] par le [[foie]], par [[néoglucogenèse]] par exemple. Quant à la [[dopamine]], c'est un [[neurotransmetteur]]. La modulation de sa concentration a des répercutions importantes : par exemple les effets des [[amphétamines]], sont dûes 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 [[Phosphodiestérase|AMPc-Phosphodiestérase]] (AMPc-PDE) qui convertit l'[[Adénosine monophosphate cyclique|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 de la [[protéine 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]], la [[méthamphétamine]] ou le [[méthylphénidate]]. Une augmentation des concentrations d'AMPc dans les [[cellule pariétale|cellules pariétales]] 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 gastrique]] par la cellule.

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 utilisé comme source d'énergie par les muscles. La [[théobromine]] est un [[vasodilatateur]] qui augmente le flux d'oxygène et de nutriments dans le cerveau et les muscles. La [[théophylline]] relâche les [[muscle lisse|muscles lisses]] et affecte principalement le rythme et le bon fonctionnement cardiaque<ref>{{Ouvrage
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| auteur=P.B. Dews
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}}</ref>.

=== Principaux effets de la caféine ===

De façon générale, la caféine est un [[stimulant]] et un [[psychostimulant]].

'''Stimulation physique''': sur le [[système cardiovasculaire]], la caféine entraîne une accélération du [[rythme cardiaque]] et une [[vasoconstriction]]. Elle présente également des effets au niveau du [[système respiratoire]] et [[Système gastro-intestinal|gastro-intestinal]].
De plus, elle agit au niveau des [[muscles squelettiques]], du [[Circulation sanguine|flux sanguin]] [[rein|rénal]], de la [[glycogénolyse]] et de la [[lipolyse]].
Il y a amélioration des performances physiques et augmentation de la [[diurèse]].

'''Psychostimulation et symptômes de sevrage''': la caféine peut provoquer une certaine amélioration de l'[[humeur]] et du niveau d'éveil ainsi que 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. Ceci viendrait du fait que dans certaines recherches, l'état psychique dégradé en situation d'arrêt de 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 faisant partie des effets bénéfiques de la caféine<ref>{{article
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| consulté le=30 juin 2009
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}}</ref>.
}}

*{{article
==== Cas d'une prise modérée ====
[[Fichier:Main side effects of Caffeine.png|thumb|280px|right|Les principaux effets secondaires de la caféine.<ref name=Medline/>]]

La quantité minimale à partir de laquelle la caféine produit des effets varie selon les individus en fonction de la corpulence et du degré de tolérance à la caféine. Les premiers effets se font sentir moins d'une heure après l'ingestion et les effets d'une faible dose disparaissent au bout de trois ou quatre heures<ref name="effects"/>. La consommation de caféine n'élimine pas le besoin de dormir, elle ne fait que diminuer temporairement la sensation d'être fatigué.

La caféine a un effet [[ergogénique]] puissant, augmentant la capacité de travail mental et physique. Une étude réalisée en 1979 a montré que des sujets qui avaient consommé de la caféine parcourraient à vélo, pendant une durée de deux heures, une distance supérieure de 7% par rapport aux sujets témoins<ref>{{article
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}}</ref>. Certaines études ont produit des résultats bien plus spectaculaires ; une étude sur des coureurs entraînés a montré, pour une dose de 9&nbsp;mg de caféine par kg de poids corporel, une augmentation de 44% de l'endurance en course à pied, de même qu'une augmentation de 51% de l'endurance à vélo<ref>{{article
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*{{article
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}}</ref>. 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&nbsp;mg de caféine par kg de poids corporel augmente la durée de l'effort de 29%<ref>{{article
}}
*{{article
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}}</ref>.
}}

*{{article
La caféine relâche le [[sphincter du muscle anal interne]] et de ce fait doit être évité par les personnes soufrant d'[[incontinence fécale]]<ref>{{en}} {{Lien web
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}}</ref>.

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<ref>{{en}} {{Lien web
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}}</ref>. 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 [[migraine]]s et des [[Algie vasculaire de la face|algies vasculaires de la face]] de même que pour surmonter les somnolences dues aux [[antihistaminique]]s.

Alors que relativement sans danger pour l'homme, 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 faible à métaboliser ce composé. Chez les [[araignée]]s notamment, la caféine a un effet bien plus significatif que d'autres médicaments<ref>{{article
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}}</ref>.
[[Fichier:Caffeinated spiderwebs.jpg|170px|left|thumb|La caféine a un effet significatif sur certaines [[araignée]]s qui se traduit dans la construction de leur [[toile d'araignée |toile]].]]

==== Accoutumance, addiction et sevrage ====
Comme la caféine est principalement un [[antagoniste des récepteurs]] au [[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 de [[récepteurs à 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<ref name="PMID 3003150">{{article
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}}</ref>. Tout 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<ref name="PMID 3003150"/>.

D'autres recherches contestent l'idée que la régulation des récepteurs à adénosine est responsable de l'accoutumance aux effets stimulants de la caféine, notant entre autre que cette tolérance est insurmontable pour des doses plus élevé 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 par la forte accoutumance à la caféine qui se produit<ref name="pmid1846425">{{article
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| titre=Role of adenosine receptors in caffeine tolerance
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| éditeur =American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics
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| résumé=http://jpet.aspetjournals.org/cgi/content/abstract/256/1/62
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}}</ref>.

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 se développe après la consommation de 400&nbsp;mg de caféine 3 fois par jour pendant 7 jours. L'accoutumance complète aux effets subjectifs de la caféine se produit après la consommation de 300&nbsp;mg de caféine 3 fois par jour pendant 18 jours et probablement plus tôt<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.acnp.org/G4/GN401000165/CH161.html
| titre=Caffeine - A Drug of Abuse?
| auteur=Roland R. Griffiths
| coauteurs=Geoffrey K. Mumford
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| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Dans une autre expérience, L'accoutumance complète à la caféine a été observée chez des sujets consommant des doses de 750-1200&nbsp;mg par jour, tandis qu'une accoutumance incomplète a été observée chez ceux qui consomment des doses de caféine dans la moyenne<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.caffeinedependence.org/caffeine_dependence.html
| titre=Information About Caffeine Dependence
| éditeur=Johns Hopkins Bayview Medical center
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>.

La consommation continue de caféine finit par faire apparaître une [[addiction]] liée à l'excès de récepteurs à l'[[adénosine]] et au manque de récepteurs à la [[dopamine]].

Comme l'adénosine, sert en partie à réguler la [[pression sanguine]] en provoquant la [[vasodilatation]], les effets accrus de l'adénosine dus au sevrage à la caféine entraîne la dilatation des [[vaisseau sanguin|vaisseaux sanguins]] de la tête, occasionnant un excès de sang dans la tête et pouvant générer des [[céphalée]]s et des [[nausées]]. La diminution de la [[pression artérielle]] et peut générer d'autres symptômes comme la [[bradycardie]]. Une activité [[Catécholamine|catécholaminergique]] réduite peut causer des sensations de [[Fatigue (physiologie)|fatigue]] et de somnolence. Une diminution de la concentration en [[sérotonine]] quand la consommation de caféine s'arrête peut engendrer anxiété, irritabilité, incapacité à se concentrer et diminution de la motivation pour démarrer ou terminer des tâches quotidiennes ; dans les cas extrêmes, elle peut entraîner une légère [[Dépression (psychiatrie)|dépression ]]<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.healthandgoodness.com/health/stimulants_risks.html
| titre=Health risks of Stimulants
| éditeur=healthandgoodness.com
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Le manque de récepteurs à la [[dopamine]] peut générer une sorte d'[[état dépressif]] et une nette diminution des performances cérébrales ; c'est pourquoi on recommande toujours un sevrage progressif étalé sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Cependant, contrairement à d'autres stimulants du système nerveux central, la caféine n'agit pas directement sur le [[noyau accumbens]], responsable de l'[[addiction]] psychologique.

Les symptômes de sevrage - pouvant inclure céphalée, irritabilité, incapacité à se concentrer, somnolence, insomnie et douleur à l'estomac, au haut du corps et aux articulations<ref>{{article
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}}</ref> - 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, ce qui représente le temps nécessaire pour que les récepteurs à adénosine du cerveau reviennent à des niveaux "normaux". Des [[analgésique]]s tels que l'[[acide acétylsalicylique|aspirine]] peuvent soulager ces symptômes, tout comme une faible dose de caféine<ref>{{article
}}
*{{article
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}}</ref>. Le plus efficace étant la combinaison d'un analgésique et d'une petite quantité de caféine.
}}

*{{article
==== Surconsommation ====
La consommation de caféine en grande quantité et sur une durée prolongée, la caféine peut conduire à une intoxication connue sous le nom de ''[[caféisme]]''<ref>{{article
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| résumé=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2607498
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}}</ref>{{,}}<ref name="BJoA">{{article
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}}</ref>. Le caféisme combine généralement une [[dépendance]] à la caféine avec un grands nombres d'états physiques et mentaux désagréables dont l'[[Anxiété]], l'[[irritabilité]], les [[tremblement]]s, la [[fasciculation]] ([[hyperréflexie]]), l'[[insomnie]], les [[céphalée]]s, l'[[alcalose respiratoire]] et les [[Palpitation|palpitations cardiaques]]<ref name="COAM">{{article
}}
*{{article
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}}</ref>{{,}}<ref name="EofMD">{{en}} {{Lien web
}}
| url=http://www.minddisorders.com/Br-Del/Caffeine-related-disorders.html
*{{article
| titre=Caffeine-related disorders
| auteur=J. Frey Rebecca
| éditeur=Encyclopedia of Mental Disorders
| consulté le=28 juin 2009
}}</ref>. De plus, la caféine augmentant la production d'[[acide gastrique]], une forte consommation prolongée peut conduire à des [[Ulcère gastro-duodénal|ulcères gastro-duodénaux]], des [[œsophagite]]s érosives et des [[reflux gastro-œsophagien]]s<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.csmc.edu/pf_5543.html
| titre=Gastroesophageal Reflux Disease (GERD)
| éditeur=Cedars-Sinai
| consulté le=28 juin 2009
}}</ref>.

Il y a quatre troubles [[Psychiatrie|psychiatriques]] induits par la caféine reconnus par le ''[[DSM-IV|Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4ème édition]]'' : intoxication à la caféine, trouble de l'anxiété induit par la caféine, trouble du sommeil induit par la caféine et troubles liés à la caféine non spécifiés.

===== Intoxication =====
[[File:Main symptoms of Caffeine overdose.png|thumb|right|260px|Principaux symptômes de l'intoxication à la caféine<ref name="Medline"/>]]

Une intoxication aigüe à la caféine, habituellement au-delà de 300 milligrammes, mais variable en fonction du poids corporel et du niveau de tolérance à la caféine, peut entraîner un état de surstimulation du système nerveux central appelé ''intoxication à la caféine''<ref name="DSM-IV">{{ouvrage
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| nom1=[[Association américaine de psychiatrie|American Psychiatric Association]]
| titre=Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders
| numéro d'édition=4
| éditeur =[[Association américaine de psychiatrie|American Psychiatric Association]]
| année=2000
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| présentation en ligne=http://books.google.com/books?id=W-BGAAAAMAAJ&q=Diagnostic+and+Statistical+Manual+of+Mental+Disorders&dq=Diagnostic+and+Statistical+Manual+of+Mental+Disorders&pgis=1
| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>. Les symptômes d'une intoxication à la caféine sont différents de ceux observés pour les overdoses d'autres [[stimulant]]s. Ils peuvent inclure [[anxiété]], excitation, [[insomnie]], rougeur de la face, [[diurèse]], troubles [[Système digestif|gastro-intestinaux]], [[Fasciculation|contraction involontaire]], flot de pensées et de paroles incohérentes, irritabilité, [[Troubles de la conduction cardiaque|arythmie cardiaque]], [[tachycardie]] et [[agitation psychomotrice]]<ref name="EofMD"/>. Dans le cas d'overdoses plus importantes, [[manie]], [[dépression]], erreurs de jugement, désorientation, [[désinhibition]], [[délire]], [[hallucination]], [[psychose]] et [[rhabdomyolyse]] (destruction de cellules musculaires) peuvent apparaître<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002579.htm
| titre=Caffeine overdose
| éditeur=MedlinePlus
| en ligne le=4 avril 2006
| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>{{,}}<ref>{{article
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| doi=10.1152/physrev.00004.2004
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| consulté le=29 juin 2009
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}}</ref>.
}}

*{{article
Dans le cas d'overdoses extrêmes, la mort peut survenir. La dose létale 50 ([[Dose létale 50|LD<sub>50</sub>]]) est de 192&nbsp;mg par kg chez le rat<ref name="ld50">{{article
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| consulté le=30 juin 2009
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| id =Peters
}}</ref>. La LD<sub>50</sub> de la caféine chez l'humain, qui dépend du poids et de la sensibilité individuelle, est estimée à environ 150 à 200&nbsp;mg par kg de poids corporel, soit pour un adulte normal approximativement 80 à 100 tasses de café, prises en un temps limité qui va dépendre de la [[Période biologique|demie-vie]]. Bien qu'atteindre une telle dose létale avec un café ordinaire soit extrêmement difficile, des cas de mort par overdose de caféine en comprimé ont été rapportés, ainsi que des symptômes graves d'overdoses nécessitant une hospitalisation se produisant dès 2 grammes de caféine. Une exception à cela pourrait être la prise d'un médicament tel que la [[fluvoxamine]] 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<ref>{{article
}}
*{{article
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| consulté le=30 juin 2009
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}}</ref>{{,}}<ref>{{article
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*{{article
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*{{article
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}}</ref>{{,}}<ref>{{article
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*{{article
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}}</ref>. La mort intervient généralement suite à une [[fibrillation ventriculaire]] provoquée par les effets de la caféine sur le [[système cardiovasculaire]].
}}

*{{article
Le traitement d'une intoxication sévère à la caféine est généralement de soutien, mais si le patient a des concentrations [[sérum|sériques]] de caféine très élevées, alors une [[dialyse péritonéale]], une [[hémodialyse]] ou une [[hémofiltration]] peut être nécessaire.

===== Troubles de l'anxiété et du sommeil =====
Les deux toubles, rarement diagnostiqués, induits par une consommation de caféine excessive sur une durée prolongée et qui sont reconnus par l'[[Association américaine de psychiatrie]] (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<ref name="DSM-IV" />.

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]], des [[Crise de panique|crises de panique]], des [[Trouble obsessionnel compulsif|troubles obsessionnels compulsifs]] ou même des [[phobie]]s<ref name="DSM-IV"/>. Comme ces états peuvent être similaires à des troubles mentaux organiques tels que le [[trouble bipolaire]] ou même la [[schizophrénie]], un grand nombre de professionnels de la médecine pensent que des personnes intoxiquées à la caféine sont couramment mal diagnostiquées et traitées avec des médicaments, alors que le traitement pour les [[psychose]]s induites par la caféine est simplement d'arrêter de consommer de la caféine<ref>{{ouvrage
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| titre=Clinical Management of Poisoning and Drug Overdose
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| éditeur =Saunders
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| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>. Une étude du ''British Journal of Addiction'' a conclu que le caféisme, bien que rarement diagnostiqué, pourrait toucher une personne sur dix dans la population<ref name="BJoA"/>.

==== 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 [[Adénosine monophosphate cyclique|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 [[second messager]] et active un grand nombre de [[protéine kinase A|protéines kinases A]] (PKA). Cela a pour effet général d'augmenter la [[glycolyse]] et la quantité d'[[Adénosine triphosphate|ATP]] disponible pour la contraction et le relâchement musculaire. D'après une [[étude épidémiologique]], la caféine sous forme de café, diminue significativement le risque de [[Maladie cardio-vasculaire|maladies cardiovasculaires]] chez les personnes âgées de 65 ou plus. Cependant, cet effet protecteur n'a été trouvé que chez les personnes qui ne souffraient pas de sévère [[Hypertension artérielle|hypertension]]. De plus, aucun effet protecteur significatif 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 [[maladie vasculaire cérébrale|maladies vasculaires cérébrales]]<ref>{{article
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}}</ref>.
}}

*{{article
==== Mémoire et Apprentissage ====
Un grand nombre d'études ont montré que la caféine pourrait avoir des effets [[nootropique]]s, provoquant certains changements dans la mémorisation 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. La consommation de caféine durant 4 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 hippocampe et la mémoire partielle par l'inhibition de la neurogenèse hippocampale<ref>{{article
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| consulté le=22 juin 2009
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| id=Han
}}</ref>.
}}

*{{article
Dans une autre étude, de la caféine était ajoutée ''[[in vitro]]'' à des neurones de rats. Les [[épine dentritique|épines dentritiques]] (une partie des neurones formant 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 retrouvées leur forme originale<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/472473.stm
| titre=Caffeine clue to better memory
| éditeur=BBC News
| en ligne le=12 octobre 1999
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>.

Une autre étude encore, a montré que des sujets ayant reçus 100 mg de caféine, avaient une activité accrue dans le [[lobe frontal]], une région du cerveau dans laquelle une partie du réseau impliqué dans la mémorisation se situe, et le [[cortex cingulaire antérieur]], une partie du cerveau qui contrôle l'attention. Les sujets sous caféine ont également mieux effectué les exercices de mémorisation<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://news.softpedia.com/news/Caffeine-Boosts-Short-Time-Memory-13828.shtml
| titre=Caffeine Boosts Short-Time Memory
| auteur=Tudor Raiciu
| éditeur=Softpedia
| en ligne le=1 décembre 2005
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>.

Cependant, une étude différente a montré que la caféine pourrait diminuer la [[mémoire à court terme]] et augmenter l'occurence du phénomène du « mot sur le bout de la langue » (en anglais {{Lien| tip of the tongue | lang=en}} phenomenon). 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 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<ref name="TOT-Lesk_Womble">{{article
| langue=en
| prénom1=V. E.
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| nom2=Womble
| titre=Caffeine, priming, and tip of the tongue: evidence for plasticity in the phonological system
| périodique =Behavioral Neuroscience.
| mois=juin
| année=2004
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| pages=453–461
| résumé=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15174922
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| consulté le=22 juin 2009
| id=15174922
}}</ref>. En résumé, la consommation de caféine augmenterait les performance mentales d'une pensée focalisée, tandis qu'elle pourrait diminuer les capacités de réflexion sur un plus grand champ de pensées.

==== Chez les femmes enceintes ====
Malgré un usage 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&nbsp;mg ou plus de caféine par jour - l'équivalent de deux tasses de café ou plus - ont un risque de [[fausse couche|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<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.usatoday.com/news/health/2008-01-20-caffeine_N.htm
| titre=New studies, different outcomes on caffeine, pregnancy
| auteur=Rita Rubin
| éditeur=USA TODAY
| en ligne le=20 janvier 2008
| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>{{,}}<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://ckp.kp.org/newsroom/national/archive/nat_080121_caffeine.html
| titre=Kaiser Permanente Study Shows Newer, Stronger Evidence that Heavy Caffeine During Pregnancy Increases Miscarriage Risk
| éditeur=Kaiser Permanente
| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>. Au [[Royaume-Uni]], la [[Food Standards Agency]] (FSA) a recommandé aux femmes enceintes de limiter leur consommation de caféine à moins de 200&nbsp;mg de par jour<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.food.gov.uk/news/pressreleases/2008/nov/caffeineadvice
| titre=Food Standards Agency publishes new caffeine advice for pregnant women
| éditeur=[[Food Standards Agency]]
| en ligne le=3 novembre 2008
| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>{{,}}<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.cnn.com/2008/HEALTH/conditions/01/21/hfh.caffeine.miscarriage/index.html?iref=mpstoryview
| titre=Study: Caffeine may boost miscarriage risk
| auteur=Danielle Dellorto
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| en ligne le=21 janvier 2008
| consulté le=29 juin 2009
}}</ref>. La FSA fait remarquer que le protocole expériemental utilisé dans ces études ne permet pas de déterminer si les différences observées sont dues à la caféine elle-même ou à des différences de mode de vie associés à une forte consommation de caféine, mais a estimé que le conseil était prudent.
Les études sont contradictoires concernant un possible effet de la consommation de caféine durant la grossesse sur le poids du nouveau né. Certaines estiment que la consommation de caféine pourrait être corrélée avec un poids de naissance plus faible<ref>{{article
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| consulté le=29 juin 2009
| id =CARE Study Group
}}</ref>, tandis que d'autres ne retrouvent pas ce résultat<ref>{{article
}}
*{{article
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| id =Bech
}}</ref>.
}}

*{{article
==== Chez les enfants prématurés ====
Une étude sur 2 000 prématurés amène à penser que la caféine aurait un rôle positif sur leurs fonctions respiratoires<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.newscientist.com/article/dn9184-caffeine-boosts-breathing-in-premature-infants.html
| titre=Caffeine boosts breathing in premature infants
| auteur=Roxanne Khamsi
| éditeur=New Scientist
| en ligne le=17 mai 2006
| consulté le=30 juin 2009
}}</ref>.

Le [[citrate de caféine]] a des effets bénéfiques dans le traitement des troubles de la respiration des [[Enfant prématuré|enfants prématurés]] tels que l'[[apnée du prématuré]] et la [[dysplasie broncho-pulmonaire]]<ref name=Medline>{{en}} {{Lien web
| url=http://web.archive.org/web/20070223063601/http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/druginfo/uspdi/202105.html
| titre=Caffeine (Systemic)
| éditeur=MedlinePlus
| en ligne le=25 mai 2000
| consulté le=22 juin 2009
}}</ref>. Le seul risque à court terme d'un traitement au citrate de caféine est la diminution temporaire de la prise de poids au cours de la thérapie<ref>{{article
| langue=en
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| consulté le=22 juin 2009
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}}</ref> et des études sur le long terme (18 à 21 mois) ont montré des avantages durables pour le traitement à la caféine des enfants prématurés<ref>{{article
}}
*{{article
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}}</ref>{{,}}<ref>{{article
}}
*{{article
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| consulté le=22 juin 2009
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}}</ref>.
}}

*{{article
==== Chez les enfants ====
Plusieurs études scientifiques ont réfuté la croyance selon laquelle la concommation de caféine entraîne un retard de croissance chez les enfants<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.msnbc.msn.com/id/16280050
| titre= Fact or fiction: Common diet myths dispelled
| éditeur=MSNBC
| en ligne le=19 décembre 2006
| consulté le=28 juin 2009
}}</ref>. 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<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.kidshealth.org/parent/food/general/caffeine.html
| titre=Caffeine and Your Child
| auteur=Steven Dowshen
| éditeur=KidsHealth
| en ligne le=janvier 2005
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}}</ref>.

==== Maladie de Parkinson ====
Plusieurs études réalisées à grande échelle ont montré que la prise de caféine est associée à une réduction du risque de développer la [[maladie de Parkinson]] chez l'homme, tandis que les études chez la femme ne sont pas concluantes<ref>{{en}} {{Lien web
| url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=caffeine-may-protect-agai
| titre=Caffeine May Protect Against Parkinson's
| auteur=Kate Wong
| éditeur=Scientific American
| en ligne le=8 mai 2001
| consulté le=28 juin 2009
}}</ref>{{,}}<ref>{{article
| langue=en
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| consulté le=29 juin 2009
| consulté le=29 juin 2009
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| pmid=10819950
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}}</ref>{{,}}<ref>{{en}} {{Lien web
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*{{Article
| langue=en
| périodique =Priesthood Bulletin
| mois=février
| année=1972
| id =Priesthood Bulletin
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| titre=caffeine
| éditeur=Dictionary.com
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| id =U.S. Office of the Federal Register
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| titre=Does Yerba Maté Contain Caffeine or Mateine? or, "Does Mateine Exist?"
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| titre=PubChem: mateina
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| id =Erowid2
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| titre=Altasterol Caffeine Pro + And Mental Alertness
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| auteur=Hj. Théel
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| id =Théel
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| id =Burchfield
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*{{en}} {{Lien web
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| titre=Does Drinking Coffee Prevent Parkinson's Disease?
| titre=Does Drinking Coffee Prevent Parkinson's Disease?
| en ligne le=25 mai 2000
| en ligne le=25 mai 2000
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| consulté le=29 juin 2009
| id =Faculty.washington.edu
}}</ref>{{,}}<ref>{{en}} {{Lien web
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*{{en}} {{Lien web
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| titre=Effects of Coffee and Tea on Parkinson's Disease
| titre=Effects of Coffee and Tea on Parkinson's Disease
| éditeur=About.com
| éditeur=About.com
| consulté le=29 juin 2009
| consulté le=29 juin 2009
| id =About.com
}}</ref>. Le méchanisme par lequel la caféine est inversement corrélée à cette maladie demeure un mystère. Chez les modèles animaux, les chercheurs ont montré que la caféine peut prévenir la perte de cellules nerveuses [[dopamine|dopaminergiques]] que l'on observe dans la maladie de Parkinson, mais ils ne savent toujours pas comment cela se produit<ref>{{en}} {{Lien web
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*{{en}} {{Lien web
| url=http://www.ninds.nih.gov/news_and_events/news_articles/news_article_parkinson_caffeine_hrt.htm
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| consulté le=28 juin 2009
| consulté le=28 juin 2009
| id =Zeigler
}}</ref>.
}}

*{{Lien web
=== Toxicité ===

Une prise trop importante de caféine peut conduire à une intoxication. Ces symptômes sont l'insomnie, la nervosité, l'excitation, flushing cutané (un visage tout rouge), l'augmentation de la [[diurèse]], et des troubles gastrointestinaux. Chez certaines personnes, ils peuvent apparaître après une prise aussi faible que 250 mg par jour. Plus d'un gramme par jour peut générer des contractions musculaires involontaires, des pensées et propos décousus, de l'arythmie cardiaque ainsi qu'une agitation psychomotrice. Les symptômes de l'intoxication à la caféine sont similaires à ceux de la [[panique]] et d'une [[anxiété]] généralisée. La [[Dose létale 50|LD<sub>50</sub>]] de la caféine par ingestion chez le rat est de 192 mg/kg. Bien que cette valeur ne puisse être directement extrapolée à l'humain, on peut faire l'hypothèse que l'ingestion d'environ 10 g de caféine chez l'homme adulte, soit environ 100 tasses de café, serait létale dans 50 % des cas. La caféine est par conséquent classée dans la catégorie des substances moyennement toxiques.
Il est recommandé de ne pas dépasser une consommation quotidienne de caféine (toutes sources) de 600mg/jour, ce qui équivaut à 2 à 3 litres de thé par jour. Pour les femmes enceintes, il est recommandé de limiter la consommation quotidienne à un maximum de 300mg/jour<ref>[http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp113.htm Le thé contient-il de la caféine?] Food-Info.net consulté le 17/03/09</ref>.

== Quantité de caféine dans différents aliments ==
{| class="wikitable sortable" style="margin-left:auto;margin-right:auto;" align="center" cellspacing="0" cellpadding="3"
|+ Plusieurs aliments sont connus pour leur richesse en caféine<ref>[http://www.hc-sc.gc.ca/iyh-vsv/food-aliment/caffeine_f.html article caféine sur le site de « Votre santé et vous »], publication de Santé Canada et de l'Agence de santé publique du Canada. D'autres chiffres sont donnés [http://www-fbm.medinet.fr.eu.org/faq.php/3/_/ALIM/CAFEINE ici].</ref>
!Aliment !! Teneur moyenne en mg de caféine
|-
|100 ml [[café]] espresso ||align="center"| 170
|-
|100 ml café filtre ||align="center"| 145
|-
|100 g [[chocolat]] noir ||align="center"| 72
|-
|100 ml [[chocolat chaud]] ||align="center"| 25<ref name="camh">[http://www.camh.net/fr/About_Addiction_Mental_Health/Drug_and_Addiction_Information/caffeine_dyk_fr.html Vous connaissez... La caféine] [[camh]] consulté le 17/03/2009</ref>
|-
|100 ml café instantané ||align="center"| 56
|-
|100 ml boisson énergisante (type [[Red Bull]] ) ||align="center"| 32
|-
|100 ml [[thé]]<ref>[http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp113.htm Thés noirs et verts contiennent de la caféine, dans des proportions quasiment équivalentes]</ref> ||align="center"| 20 à 30<ref>[http://www.food-info.net/fr/qa/qa-fp113.htm Le thé contient-il de la caféine?] Food-Info.net consulté le 17/03/09</ref>
|-
|100 ml cola ||align="center"| 9.6
|-
|100 ml café décaféiné ||align="center"| 2
|}

'''
{{Référence nécessaire/Bloc|Une tasse normale de [[café]] filtre contient de 80 à 130 mg de caféine (peut aller jusqu'à 160mg pour le robusta). Une dose de 30 à 40 g d'[[espresso]], quant à elle, en contient environ 100, atteignant les 130 mg ; 100 mL de thé contient jusqu'à 45mg de caféine ; 100 mL de boisson lactée au chocolat contient jusqu'à 10 mg ; 100 mL d'une boisson au cola jusqu'à 12 mg; des boissons énergisantes homologuées en France peuvent contenir jusqu'à 32 mg par 100 mL de caféine. Des pilules [[stimulant]]es peuvent en contenir jusqu'à 200 mg chacune.}}

==Décaféination==
Un [[café]] dit « décaféiné » ne l’est en fait pas totalement ; pour la plupart des marques, cinq à dix tasses de café « décaféiné » procurent une dose de caféine équivalente à celle de deux tasses de café caféiné, selon une étude nord-américaine qui a testé les cafés de neuf marques par [[chromatographie]] en phase gazeuse : hormis une marque, toutes contenaient de 8,6 mg à 13,9 mg de caféine. Selon le Dr Mark S. Gold, professeur de [[psychiatrie]] à l'[[université de Floride]], cette quantité est suffisante pour provoquer une dépendance physique au café chez certains consommateurs<ref>{{Lien web
| url=http://www.informationhospitaliere.com/actualite-6823-cafe-decafeine-contient-encore-cafeine.html
| url=http://www.informationhospitaliere.com/actualite-6823-cafe-decafeine-contient-encore-cafeine.html
| titre=Le café décaféiné contient encore de la caféine
| titre=Le café décaféiné contient encore de la caféine
Ligne 1 685 : Ligne 1 958 :
| éditeur=Lavoisier
| éditeur=Lavoisier
| consulté le=24 juin 2009
| consulté le=24 juin 2009
| id =Informationhospitaliere.com
}}</ref>{{,}}<ref>{{en}} {{Lien web
}}
*{{en}} {{Lien web
| url=http://news.ufl.edu/2006/10/10/decaf/
| url=http://news.ufl.edu/2006/10/10/decaf/
| titre=UF experts: Decaffeinated coffee is not caffeine-free
| titre=UF experts: Decaffeinated coffee is not caffeine-free
Ligne 1 692 : Ligne 1 967 :
| en ligne le=10 octobre 2006
| en ligne le=10 octobre 2006
| consulté le=24 juin 2009
| consulté le=24 juin 2009
| id =Trunk
}}</ref>.
}}

*{{en}} {{Lien web
L'extraction de caféine est un procédé industriel important qui peut être réalisé selon trois procédés :
* une extraction par un [[solvant organique]] ;
* une extraction par [[fluide supercritique|supercritique]] (du [[dioxyde de carbone]]) ;
* une extraction à l'eau.

La première méthode, qui a été utilisée pendant des années, tend à être remplacée par la deuxième pour des raisons de santé (traces résiduelles de solvants), d'impact sur l'environnement, de coût et de saveur. La dernière est la moins efficace et peut dénaturer le goût. Ces trois procédés sont décrits ci-dessous :

===Extraction par des solvants organiques===
C'est le procédé classique qui repose sur la [[solubilité]] différentielle ([[coefficient de partage]]) de la caféine. La caféine du café est dissoute dans le solvant organique, généralement un solvant chloré ([[benzène]], [[chloroforme]], [[trichloréthylène]] et [[dichlorométhane]]), qui est ensuite éliminé par distillation.
Des solvants organiques tels que l'[[acétate d'éthyle]] présentent bien moins de risques pour la santé et l'environnement que les solvants aromatiques et chlorés utilisés par le passé. Une autre méthode consiste à utiliser les huiles triglycéridiques obtenues lors de la [[café#Mouture|mouture]] du café.

===Extraction au dioxyde de carbone supercritique===
Le dioxyde de carbone fluide supercritique est un excellent solvant [[apolaire]] pour la caféine et de surcroît, il est plus sain que les solvants organiques qui sont autrement utilisés. Le processus d'extraction est simple : le CO<sub>2</sub> est forcé à passer au travers des grains de café à des températures supérieures à 31.1&nbsp;°C et des pressions supérieures à 73&nbsp;[[Atmosphère (unité)|atm]]. Sous ces conditions, le CO<sub>2</sub> est dans un [[phase (matière)|état]] supercritique, a les propriétés d'un gaz, ce qui lui permet de pénétrer profondément dans les grains de café, mais a également celles d'un liquide qui dissout 97-99% de la caféine. Le CO<sub>2</sub> chargé de caféine passe ensuite au travers d'un jet d'eau sous haute pression pour en retirer la caféine. La caféine peut enfin être isolée par [[adsorption]] sur [[charbon activé]], par [[distillation]], [[recristallisation]] ou [[osmose inverse]]<ref name="Décaféination">{{en}} {{Lien web
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}}

*{{en}} {{Lien web
===Extraction à l'eau===
Les grains de café sont mis à tremper dans l'eau. Cette eau, qui ne contient pas seulement de la caféine mais également beaucoup d'autres composés qui participent au goût du café, est ensuite passée à travers du charbon activé, qui retient la caféine. L'eau peut ensuite être remise avec les grains puis évaporée, ce qui laisse un café décaféiné doté d'un bon arôme<ref name="Décaféination"/>.

Les fabriquants récupèrent la caféine et la revendent pour son utilisation dans des sodas ou des comprimés de caféine vendus sans ordonnance.

== Religion ==
Certains adeptes de l'[[Église de Jésus-Christ des saints des derniers jours]]<ref>Priesthood Bulletin, Feb. 1972, p. 4</ref> ([[Mormons]]), de l'[[Église adventiste du septième jour]], de l'[[Église de Dieu restaurée]] et de la [[Science chrétienne]]<ref>{{en}} {{Lien web
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}}</ref> ne consomment pas de caféine, arguant que leur Dieu est opposé à un usage non médical de substances psychoactives.
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Les hindous [[vaishnava|vaishavistes]] s'abstiennent généralement de consommer de la caféine alléguant qu'elle trouble l'esprit et d'hyperstimule les sens. Pour être initié par un guru, on ne doit ainsi pas avoir consommé de caféine (de même que de l'alcool, de la nicotine et d'autres drogues) pendant au moins une année.

== Notes et références ==
{{Références|colonnes = 2}}


== Voir aussi ==
== Voir aussi ==


===Bibliographie===
===Ouvrages===
*{{Ouvrage
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| éditeur=Routledge
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Version du 4 juillet 2009 à 02:13

Page d’aide sur l’homonymie

Pour l’article homonyme, voir Caféine (album).

Caféine
Image illustrative de l’article Caféine
Image illustrative de l’article Caféine
Identification
Nom UICPA 1,3,7-triméthyl-1H-purine-2,6(3H,7H)-dione
Synonymes

1,3,7-triméthylxanthine
théine
guaranine
matéine
méthylthéobromine
méthylthéophylline

No CAS 58-08-2
No ECHA 100.000.329
No CE « 0 » dans L'Encyclopédie canadienne, Historica Canada, 1985–.
Code ATC N06BC01
DrugBank DB00201
PubChem 2519
FEMA 2224
SMILES
InChI
Apparence sans odeur, en poudre critalline ou cristaux blancs[1]
Propriétés chimiques
Formule C8H10N4O2  [Isomères]
Masse molaire[3] 194,190 6 ± 0,008 5 g/mol
C 49,48 %, H 5,19 %, N 28,85 %, O 16,48 %,
pKa −0.13 à 1.22[2]
Moment dipolaire 3.64 D
Propriétés physiques
T° fusion 227 à 228 °C (anhydre)
234 à 236,5 °C (monohydratée)[4]
T° ébullition 178 °C (subl.)[1]
Solubilité 21,7 mg·mL-1 (25 °C)
180 mg·mL-1 (80 °C)
670 mg·mL-1 (100 °C)
Masse volumique 1,23 (18 °C)[4]
Précautions
SGH[5]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H302
NFPA 704

Symbole NFPA 704.

 
Transport
   1544   
Ingestion fatal en cas d'absorption en trop grande quantité
Écotoxicologie
DL50 192mg/kg rat oral[6]
127mg/kg souris oral
62mg/kg souris i.v.
242mg/kg souris s.c.
168mg/kg souris i.p.[7]
LogP -0.07[1]
Caractère psychotrope
Catégorie stimulant
Mode de consommation

ingestion

Autres dénominations

café, thé, guarana

Composés apparentés
Autres composés

Paraxanthine, Théobromine, Théophylline, Xanthine

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier Consultez la documentation du modèle

La Caféine est une méthylxanthine alcaloïde présente dans de nombreux aliments qui agit comme stimulant psychotrope et comme léger diurétique[8]. La caféine a été découverte en 1819 par le chimiste allemand Friedrich Ferdinand Runge. Il la nomma "kaffein" en tant que composante du café, qui en français devint caféine[9]. La caféine est aussi une composante des complexes chimiques insolubles que sont la guaranine, la matéine et la théine découverts recpectivement dans la graine de guaraná, le maté et le thé ; toutes ces substances contiennent d'autres alcaloïdes tels que la théophylline et la théobromine, des stimulants cardiaques, et souvent d'autres composés comme des polyphénols qui peuvent former des complexes insolubles avec la caféine[10].

La caféine se retrouve en quantités variables dans les graines, les feuilles et les fruits de différentes plantes, où elle agit comme pesticide naturel, paralysant ou tuant les insectes qui s'en nourrissent. Elle est le plus couramment consommée dans des infusions extraites de la graine du caféier et des feuilles du théier, de même que dans plusieurs aliments et boissons contenant des produits dérivés de la noix de Kola. Parmi les autres sources on trouve les feuilles de maté et les graines de guaraná.

Chez l'homme, la caféine agit comme stimulant du système nerveux central et du système cardio-vasculaire, diminuant la somnolence et augmentant l'attention temporairement. Des boissons contenant de la caféine telles que le café, le thé, les sodas et les boissons énergisantes sont très populaires. La caféine est la substance psychoactive la plus consommée au monde, mais à la différence d'autres substances psychoactives elle est légale. En Amérique du Nord, 90% des adultes consomment de la caféine quotidiennement[11]. La Food and Drug Administration liste la caféine parmi les "substances alimentaires à buts multiples généralement reconnues comme sans danger"[12].

Provenance

Grains de café toréfiés, la principale source de caféine à l'échelle mondiale

On trouve de la caféine dans différentes espèces de plantes où elle jouerait le rôle de pesticide naturel, en particuliers dans les plantules dont le feuillage est en cours de développement et qui n'ont pas encore mis en place de mécanisme de protection[13] ; la caféine entraîne la paralysie voire la mort de certains insectes qui se nourrissent de la plante[14]. De hautes teneurs en caféine étant mesurées dans les sols de plantules de caféier, la caféine agirait également comme inhibiteur de la germination et de la croissance des plantules de caféier voisins, augmentant ainsi les chances de survie du jeune plantule[15].

Les produits naturels contenant de la caféine les plus utilisés sont le café, le thé et dans une moindre mesure le cacao[16]. Le maté et le guaraná sont d'autres sources de caféine, moins utilisées[17], qu'on utilise parfois dans des préparations à base de thé ou des boissons énergisantes. Deux des synonymes de la caféine, la matéine et la guaranine sont d'ailleurs dérivés du nom de ces plantes[18],[19]. Certains passionnés du maté prétendent que la matéine est un stéréoisomère de la caféine et qu'il s'agirait ainsi de deux substances différentes[17]. Ceci est cependant erroné car la caféine est une molécule achirale et de ce fait ne peut avoir ni énantiomères ni stéréoisomères. Les disparités constatées expérimentalement entre les différentes sources naturelles de caféine pourraient être dues au fait que la caféine extraite de ces plantes contient également des mélanges très variables d'autres xanthines alcaloïdes, dont la théophylline et la théobromine, des stimulants cardiaques, et d'autres substances telles que des polyphénols qui forment des complexes insolubles avec la caféine[10].

A l'échelle mondiale, la première source de caféine est le "grain" de café (en fait la graine du caféier) à partir duquel le café est infusé. La teneur en caféine dans le café varie fortement et dépend du type de grain de café et de la méthode de préparation utilisée[20] ; même les graines issues d'un pied donné peuvent présenter des différences de concentrations. La quantité contenue dans une portion de café va d'environ 40 milligrammes pour un espresso (30 millilitres) de la variété arabica, à environ 100 mg pour une tasse (120 ml) de café filtré. Le café très torréfié présente généralement moins de caféine que celui qui l'est moins car le processus de torréfaction diminue la teneur en caféine de la graine[21],[22]. Le café arabica contient normalement moins de caféine que le robusta[20]. Le café contient aussi des traces de théophylline mais pas de théobromine.

Le thé est une autre source de caféine. La différence d'effet entre thé et café s'explique essentiellement par le fait que le thé contient une grande quantité de tanins, qui ralentit l'assimilation de la caféine. C'est pourquoi son effet est plus doux et plus progressif, bien qu'il s'agisse de la même substance. Bien que le thé contienne plus de caféine que le café à poids égal, une portion typique en contient beaucoup moins car le thé est normalement bien plus faiblement infusé. A côté de l'intensité de l'infusion, le type de thé, les conditions de croissance, les procédés de transformation et d'autres variables influent également sur la teneur en caféine. Le thé contient de faible quantité de théobromine et une teneur en théophylline légèrement supérieure au café. La préparation et beaucoup d'autres facteurs ont un impact important sur la teneur en caféine, mais la couleur s'avère en être un mauvais indicateur[23]. Ainsi des thés tels que le pale thé vert japonais gyokuro, contiennent bien plus de caféine que d'autres thés plus foncés tels que le lapsang souchong qui en contient très peu.

La caféine est aussi un ingrédient commun des sodas tels que le cola, à l'origine préparé à partir de noix de kola. Les sodas contiennent généralement entre 10 et 50 mg de caféine par portion. En comparaison, une boisson énergisante comme le Red Bull dépasse les 80 mg de caféine par portion. La caféine contenue dans ces boissons provient des ingrédients utilisés ou est un additif dérivant du processus de décaféination ou de synthèse chimique. Le guaraná, un ingrédient typique des boissons énergisantes, contient une grande quantité de caféine et de faibles teneurs en théobromine et théophylline[24].

Le chocolat, dérivé du cacao, contient une faible quantité de caféine. Le léger effet stimulant du chocolat est semble-t-il du autant à la combinaison de théobromine et de théophylline que la caféine[25]. Cependant le chocolat contient trop peu de ces composés pour entraîner un effet comparable au café à portion égale. Une barre de chocolat au lait de 28 g a ainsi à peu près autant de caféine qu'une tasse de café décaféiné.

Teneur en caféine de produits végétaux couramment consommés
Produit végétal % de caféine du poids sec
Graine d'arabica (Coffea arabica) 1,1[26]
Graine de robusta (Coffea canephora) 2,2[26]
Fève de cacao (Theobroma cacao) 0,1 à 0,4[27]
Graine de Guaraná (Paullinia cupana) 2 à 4,5[28]
Noix de Kola (Cola acuminata) 1 à 3,5[29]
Feuille de thé (Camellia sinensis) 2,5 à 5[30]
Feuille de maté (Ilex paraguariensis) 0,3 à 1,7[31]

Ces dernières années, plusieurs fabricants ont commencé à mettre de la caféine dans des produits de bain tels que le shampooing ou le savon, prétendant que la caféine peut être absorbée au travers de la peau[32]. Cependant l'efficacité de tels produits n'a pas été démontrée et il est peu vraisemblable qu'ils aient un effet stimulant sur le système nerveux central car la caféine est difficilement absorbée à travers la peau[33].

Des fabricants commercialisent des comprimés de caféine, prétendant qu'utiliser de la caféine de qualité pharmaceutique améliore la vigilance. Ceci a été démenti par une étude qui montre que la caféine, qu'elle soit en comprimé ou non, diminue la fatigue et augmente l'attention aussi efficacement[34]. Ces comprimés sont généralement utilisés par des étudiants préparant leurs examens ou par des personnes travaillant ou conduisant pendant de longues heures[35].

Histoire

Un café en Palestine, vers 1900

Les hommes consomment de la caféine depuis l'Âge de la pierre[36]. Les premiers peuples ont découvert que mâcher les graines, l'écorce ou les racines de certaines plantes avaient pour effets de diminuer la fatigue, stimuler la vigilance et améliorer l'humeur. C'est seulement bien plus tard qu'il fut découvert que l'effet de la caféine était augmenté en faisant tremper ces plantes dans l'eau chaude. Beaucoup de cultures ont des légendes qui attribuent la découverte de telles plantes à des gens vivant il y a des milliers d'années.

D'après une légende chinoise populaire , l'empereur de Chine Shennong, réputé pour avoir régné il y a environ 3000 av. J-C, a accidentellement découvert que quand des feuilles étaient plongées dans de l'eau bouillante, une boisson caféinée, parfumée et restorante en résultait[37],[38],[39]. La première référence au café dans la littérature apparaîtrait dans les écrits du médecin perse al-Razi, datés du 9ème siècle. A cette époque, les grains de café n'étaient disponibles que dans leur région d'origine, l'Éthiopie. Une légende populaire attribue sa découverte à un gardien de chèvre nommé Kaldi, qui observa que ses chèvres devenaient euphoriques et restaient éveillées la nuit après avoir brouté des caféiers. Essayant à son tour les baies que les chèvres avaient consommées, il ressentit la même vitalité. En 1587, Malaye Jaziri retrace dans un ouvrage l'histoire et les controverses sur le café, intitulé "Undat al safwa fi hill al-qahwa". Jaziri y relate qu'un Cheïkh, Jamal-al-Din al-Dhabhani, mufti d'Aden, fut le premier à adopter l'usage du café en 1454, et qu'au 15ème siècle, les Soufis du Yémen utilisaient couramment du café pour rester éveillés pendant les prières.

Vers la fin du 16ème siècle, l'utilisation du café était rapportée par un européen habitant l'Égypte et à cette époque son usage se généralisa au Moyen-Orient. L'apparition du café comme boisson en Europe, où il fut d'abord connu comme "vin arabe" date du 17ème siècle. Durant cette période des cafés ont été créés, les premiers étant ouverts à Constantinople et Venise. En Grande-Bretagne, les premiers cafés ont été ouverts à Londres en 1652, sur la St Michael's Alley. Ils sont rapidement devenus populaires dans l'ensemble de l'Europe de l'Ouest et jouèrent un rôle important dans les relations sociales du 17ème et du 18ème siècle[40].

La noix de Kola tout comme le grain de café et la feuille de thé, semble avoir des origines anciennes. Elle est mastiquée dans de nombreuses cultures d'Afrique de l'Ouest, individuellement ou lors de rassemblements sociaux, pour redonner de la vitalité et pour soulager la faim. En 1911, la kola a été l'objet d'une des premières menaces de santé publique documentée quand le gouvernement des États-Unis saisit 40 barils et 20 fûts de sirop de Coca-Cola à Chattanooga, dans le Tennessee, sur le motif que la caféine de cette boisson était "dangereuse pour la santé"[41]. Le 13 mars 1911, le gouvernement intenta un procès à Coca-Cola (The United States v. Forty Barrels and Twenty Kegs of Coca-Cola) afin d'obliger la compagnie à enlever la caféine de ses formules, usant d'arguments tels que l'excès de Coca-Cola dans une école de filles avait entraîné des "caprices nocturnes, violations de règles et même immoralités." Bien que le juge rendit un verdict en faveur de Coca-Cola, deux lois furent introduites à la chambre des représentants en 1912 pour amender la Pure Food and Drug Act, en ajoutant la caféine à la liste des substances "nuisibles" et "addictives" qui doivent être mentionnées sur l'étiquette d'un produit.

Les premières preuves de l'utilisation de cacao sont des résidus trouvés dans un pot maya daté de 600 av. J-C. Dans le Nouveau Monde, le chocolat était consommé dans une boisson amère et épicée appelée xocoatl, souvent assaisonnée avec de la vanille, du piment et du roucou. Le xocoatl était reconnu pour combattre la fatigue, une croyance qui est probablement due à sa teneur en théobromine et caféine. Le chocolat était une denrée de luxe importante dans l'ensemble de la Mésoamérique précolombienne et les fèves de cacao étaient souvent utilisées comme devise. Le Xocoatl a été introduit en Europe par les Espagnols et devient une boisson populaire vers 1700. Ils ont aussi introduit le cacaoyer aux Indes occidentales et aux Philippines.

Les feuilles et les tiges du Yaupon Holly (Ilex vomitoria) étaient utilisées par les amérindiens pour infuser un thé appelé asi ou boisson noire, dont il a été démontré par des archéologues qu'il en était déjà fait usage au cours de l'Antiquité. Le principe actif de cette boisson est la caféine, elle fut souvent utilisée par les colons comme substitut au thé ou au café sous l'appellation de cassine ou cassina.

Découverte et synthèse

Caféine Anhydre (sèche)

En 1819, le chimiste allemand Friedrich Ferdinand Runge a isolé pour la première fois de la caféine relativement pure. Il le fit à la demande de Johann Wolfgang von Goethe[42]. Elle est décrite en 1821 par Pierre Joseph Pelletier et Pierre Jean Robiquet. En 1827, Oudry a isolé la théine du thé dont Mulder et Jobat ont montré, en 1838, qu'il s'agit de la même substance que la caféine[42]. La structure de la caféine a été élucidée vers la fin du 19ème siècle par Hermann Emil Fischer qui a été également le premier à en réussir la synthèse totale[43]. Fischer sera d'ailleurs récompensé par le prix Nobel en 1902 en partie pour ce travail. Le caractère aromatique de la caféine est dû au fait que les atomes d'azote y sont essentiellement plans (dans l'orbitale d'hybridation sp2). La caféine n'est généralement pas synthétisée car elle est déjà disponible en grande quantité en tant que sous-produit de la décaféination[44]. On peut cependant la synthétiser à partir de la diméthylurée et de l'acide malonique[45].

Propriétés chimiques

La caféine — C8H10N4O2, ou 1,3,7-triméthylxanthine ou encore 1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione — est une molécule de la famille des méthylxanthines, qui comprend également la théophylline et la théobromine. Dans sa forme pure, elle consiste en une poudre blanche d'un goût extrêmement amer. La caféine est modérément soluble dans l'eau et les solvants organiques. A haute température, la solubilité de la caféine dans l'eau augmente. La caféine, stable dans les milieux relativement acide et basique, est une base faible et peut réagir avec des acides pour donner des sels. Cependant dans une solution aqueuse normale, elle n'est pas ionisée. Lorsque la caféine est dissoute, des dimères peuvent apparaître ainsi que des polymères. La caféine est une substance absorbant dans l'UV avec un maximum à une longueur d'onde de 274 nm.

Consommation

La consommation mondiale de caféine a été estimée à 120 000 tonnes par an[46], ce qui en fait la substance psychoactive la plus répandue et la plus consommée au monde[47]. Ce chiffre équivaut à une boisson caféinée par jour pour chaque personne. Les pays où l'on consomme le plus de caféine par habitant sont indiqués dans l'histogramme ci-dessous. Pour comparaison, les valeurs de caféine issue du thé sont indiquées. Une troisième source de caféine non incluse dans ce graphique vient des boissons gazeuses, en constante augmentation. L'évolution de la consommation de ces trois sources de caféine aux États-Unis est présentée dans le graphique ci-contre. Il semble étonnant de voir la place qu'occupe le Brésil dans le classement des pays consommateurs. Cela tient probablement au fait que la consommation locale doit échapper aux chiffres officiels sur lesquels ce graphique est construit.

Quantité de caféine absorbée par jour et par habitant par boisson de café (brun) ou de thé (vert) ainsi que la somme des deux (blanc) pour l'année 1995, d'après les données de la FAO. L'apport de caféine des boissons gazeuses n'est pas représenté. L'apport de caféine du cacao ne dépasse pas 15 mg/jour/hab. pour le Danemark, premier consommateur, et est négligé ici. L'Argentine et le Paraguay sont les deux principaux consommateurs de maté, soit un apport en caféine de 100 et 50 mg/jour/habitant (respectivement), non représenté ici.

Pharmacologie

La caféine est un stimulant du système nerveux central et du métabolisme[48], et 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 stimule le système nerveux central au niveau du cerveau, il en résulte une vigilance accrue, un flot de pensées plus claires et rapides, une augmentation de la concentration et une coordination générale du corps améliorée[34]. Une fois dans le corps, elle a une chimie complexe et agit au travers des différents mécanismes décrits ci-dessous.

Pharmacocinétique

Molécule de caféine

La caféine est très rapidement et intégralement absorbée par le tube digestif, et parvient au cerveau dès la 5e minute suivant l’ingestion. Chez 75% des volontaires, une dose de 175mg de caféine est absorbé de l'estomac après un quart d’heure. [49] Le pic plasmatique est atteint au bout d’une heure.

La caféine diffuse rapidement dans le milieu extra-vasculaire. Elle n’est que faiblement liée aux protéines circulantes du plasma (environ 15%). Elle passe la barrière hémato-encéphalique grâce à sa ressemblance à l’adénosine. Sa concentration dans le liquide céphalo-rachidien est égale à celle du plasma.

Le passage dans le lait maternel est également important, la concentration vaut 50% de la concentration plasmatique de la mère. Chez l’adulte, la caféine est presque complètement métabolisée au niveau hépatique par oxydation, déméthylation et acétylation.

La caféine ne peut être détectée dans l’organisme après plus de 24h après la dernière prise de caféine, que ce soit par analyse globulaire du sang ou par examen chimique de l’urine.

Métabolisme et demi-vie

La caféine est métabolisée dans le foie en trois métabolites primaires : paraxanthine (84%), théobromine (12%) et théophylline (4%)

La caféine du café ou d'autres boissons est absorbée au niveau de l'estomac et de l'intestin grêle, puis redistribuée via la circulation sanguine dans tous les tissus du corps[50]. Elle est éliminée selon une cinétique du premier ordre[51]. La caféine peut aussi être absorbée rectalement, c'est le cas des suppositoires à base d'ergotamine tartrate et de caféine (pour le soulagement des migraines)[52] ou de chlorobutanol et de caféine (pour le traitement de l'hyperémèse)[53].

La demi-vie de la caféine - la durée nécessaire au corps pour éliminer la moitié de la quantité initiale de caféine - varie fortement parmi les individus en fonction de facteurs tels que l'âge, le fait d'être enceinte, la présence d'autres médicaments concurrents ou le niveau d'enzymes dans le foie nécessaires au métabolisme de la caféine. Chez des adultes en bonne santé, 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[54] et chez les femmes enceintes la demi-vie est d'environ 9-11 heures[55]. La caféine peut s'accumuler chez les individus atteints d'une maladie du foie sévère, la demi-vie pouvant aller jusqu'à 96 heures[34]. Chez les nourrissons et les jeunes enfants, la demi-vie peut être plus longue que chez les adultes ; chez les nouveaux nés elle peut aller jusqu'à 30 heures. D'autres facteurs tels que le fait de fumer peut diminuer la demi-vie de la caféine[56].

La caféine est métabolisée dans le foie par le système enzymatique cytochrome P450 (spécialement, l'isoenzyme 1A2) en trois diméthylxanthines[57], chacun de ces métabolites a ses propres effets sur le corps :

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

Mode d'action

La caféine agit principalement comme antagoniste des récepteurs des récepteurs à adénosine dans le cerveau. On voit ici, côte-à-côte, la caféine et l'adénosine.

Comme l'alcool et la nicotine, la caféine traverse facilement la barrière hémato-encéphalique qui sépare la circulation sanguine du cerveau du reste du corps. Une fois dans le cerveau, elle agit principalement comme antagoniste des récepteurs à adénosine[58], c'est à dire les bloquant. En effet la molécule de caféine, qui a une structure similaire à l'adénosine, peut se fixer aux récepteurs à adénosine, qui se trouvent à la surface des cellules, sans les activer. La caféine agit donc comme un inhibiteur compétitif.

L'adénosine est présente dans l'ensemble du corps, elle y joue en effet un rôle dans le métabolisme énergétique de l'ATP, mais elle a des fonctions spéciales au niveau du cerveau. Il y a un grand nombre de preuves que les concentrations d'adénosine dans le cerveau sont augmentées par différents types de stress métaboliques (dont l'anoxie et l'ischémie) et permettent de protéger le cerveau en supprimant l'activité neuronale et en augmentant la circulation sanguine[59]. Ainsi la caféine en neutralisant l'adénosine, a globallement 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.

Les mécanismes de sécrétion de l'adénosine dans le cerveau sont complexes[59]. Il y a des preuves que l'adénosine fonctionne dans certains cas comme un neurotransmetteur libéré au niveau des synapses, mais l'augmentations d'adénosine liée à un stress semble être due principalement au métabolisme extracellulaire de l'ATP. Il est peu probable que l'adénosine soit le neurotransmetteur primaire pour tous les neurones ; elle est plutôt libérée avec d'autres neurotransmetteurs par un certain nombre de neurones. A la différence de la plupart des neurotransmetteurs, l'adénosine ne semble pas être stockée dans des vésicules qui sont libérées par un stimulus électrique, mais l'hypothèse d'un tel mécanisme n'est pas totalement éliminée.

Plusieurs catégories de récepteurs à adénosine présentant différentes répartitions anatomiques ont été décrits. Les récepteurs A1 sont largement distribués et agissent en inhibant la prise de calcium. Les récepteurs A2A sont fortement concentrés dans les ganglions de la base, une région qui joue un rôle crucial dans le contrôle du comportement, mais peuvent également être trouvés dans d'autres parties du cerveau à de plus faibles densités. Il est prouvé que les récepteurs A2A interagissent avec le système dopaminergique, qui est impliqué dans la récompense et l'éveil. (Des récepteurs A2A peuvent aussi être trouvés dans les parois artérielles et les membranes des cellules sanguines.)

A coté de ses effets neuroprotecteurs, l'adénosine semble être plus spécifiquement impliquée dans le contrôle du cycle veille-sommeil. L'accumulation d'adénosine pendant l'état de veille pourrait être la cause primaire de l'envie de dormir. Son action passerait à la fois par l'inhibition de neurones promoteurs de l'éveil via les récepteurs A1 et l'activation des neurones promoteurs du sommeil via des effets indirects sur les récepteurs A2A[60]. Des études plus récentes ont fourni des preuves supplémentaires de l'importance des récepteurs A2A mais pas des récepteurs A1[61].

L'antagonisme de l'adénosine par la caféine provoque l'augmentation de l'activité nerveuse avec la libération d'adrénaline et augmentation des niveaux de dopamine. L'adrénaline est une hormone qui cause plusieurs effets tels que l'augmentation du rythme cardiaque (chronotrope positif), de la contractilité du cœur (inotrope positif), de la pression artérielle, 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 par le foie, par néoglucogenèse par exemple. Quant à la dopamine, c'est un neurotransmetteur. La modulation de sa concentration a des répercutions importantes : par exemple les effets des amphétamines, sont dûes 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 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 de la protéine 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, la méthamphétamine ou le méthylphénidate. Une augmentation des concentrations d'AMPc dans les cellules pariétales 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 gastrique par la cellule.

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 utilisé comme source d'énergie par les muscles. La théobromine est un vasodilatateur qui augmente le flux d'oxygène 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[62].

Principaux effets de la caféine

De façon générale, la caféine est un stimulant et un psychostimulant.

Stimulation physique: sur le système cardiovasculaire, la caféine entraîne une accélération 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.

Psychostimulation et symptômes de sevrage: la caféine peut provoquer une certaine amélioration de l'humeur et du niveau d'éveil ainsi que 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. Ceci viendrait du fait que dans certaines recherches, l'état psychique dégradé en situation d'arrêt de 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 faisant partie des effets bénéfiques de la caféine[63].

Cas d'une prise modérée

Les principaux effets secondaires de la caféine.[64]

La quantité minimale à partir de laquelle la caféine produit des effets varie selon les individus en fonction de la corpulence et du degré de tolérance à la caféine. Les premiers effets se font sentir moins d'une heure après l'ingestion et les effets d'une faible dose disparaissent au bout de trois ou quatre heures[34]. La consommation de caféine n'élimine pas le besoin de dormir, elle ne fait que diminuer temporairement la sensation d'être fatigué.

La caféine a un effet ergogénique puissant, augmentant la capacité de travail mental et physique. Une étude réalisée en 1979 a montré que des sujets qui avaient consommé de la caféine parcourraient à vélo, pendant une durée de deux heures, une distance supérieure de 7% par rapport aux sujets témoins[65]. Certaines études ont produit des résultats bien plus spectaculaires ; une étude sur des coureurs entraînés a montré, pour une dose de 9 mg de caféine par kg de poids corporel, une augmentation de 44% de l'endurance en course à pied, de même qu'une augmentation de 51% de l'endurance à vélo[66]. 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 kg de poids corporel augmente la durée de l'effort de 29%[67].

La caféine relâche le sphincter du muscle anal interne et de ce fait doit être évité par les personnes soufrant d'incontinence fécale[68].

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[69]. 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, 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 faible à métaboliser ce composé. Chez les araignées notamment, la caféine a un effet bien plus significatif que d'autres médicaments[70].

La caféine a un effet significatif sur certaines araignées qui se traduit dans la construction de leur toile.

Accoutumance, addiction et sevrage

Comme la caféine est principalement un antagoniste des récepteurs au 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 de récepteurs à 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[71]. Tout 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[71].

D'autres recherches contestent l'idée que la régulation des récepteurs à adénosine est responsable de l'accoutumance aux effets stimulants de la caféine, notant entre autre que cette tolérance est insurmontable pour des doses plus élevé 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 par la forte accoutumance à la caféine qui se produit[72].

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 se développe après la consommation de 400 mg de caféine 3 fois par jour pendant 7 jours. L'accoutumance complète aux effets subjectifs de la caféine se produit après la consommation de 300 mg de caféine 3 fois par jour pendant 18 jours et probablement plus tôt[73]. Dans une autre expérience, L'accoutumance complète à la caféine a été observée chez des sujets consommant des doses de 750-1200 mg par jour, tandis qu'une accoutumance incomplète a été observée chez ceux qui consomment des doses de caféine dans la moyenne[74].

La consommation continue de caféine finit par faire apparaître une addiction liée à l'excès de récepteurs à l'adénosine et au manque de récepteurs à la dopamine.

Comme l'adénosine, sert en partie à réguler la pression sanguine en provoquant la vasodilatation, les effets accrus de l'adénosine dus au sevrage à la caféine entraîne la dilatation des vaisseaux sanguins de la tête, occasionnant un excès de sang dans la tête et pouvant générer des céphalées et des nausées. La diminution de la pression artérielle et 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 quand la consommation de caféine s'arrête peut engendrer anxiété, irritabilité, incapacité à se concentrer et diminution de la motivation pour démarrer ou terminer des tâches quotidiennes ; dans les cas extrêmes, elle peut entraîner une légère dépression [75]. Le manque de récepteurs à la dopamine peut générer une sorte d'état dépressif et une nette diminution des performances cérébrales ; c'est pourquoi on recommande toujours un sevrage progressif étalé sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Cependant, contrairement à d'autres stimulants du système nerveux central, la caféine n'agit pas directement sur le noyau accumbens, responsable de l'addiction psychologique.

Les symptômes de sevrage - pouvant inclure céphalée, irritabilité, incapacité à se concentrer, somnolence, insomnie et douleur à l'estomac, au haut du corps et aux articulations[76] - 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, ce qui représente le temps 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[77]. Le plus efficace étant la combinaison d'un analgésique et d'une petite quantité de caféine.

Surconsommation

La consommation de caféine en grande quantité et sur une durée prolongée, la caféine peut conduire à une intoxication connue sous le nom de caféisme[78],[79]. Le caféisme combine généralement une dépendance à la caféine avec un grands nombres 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[80],[81]. 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[82].

Il y a quatre troubles psychiatriques induits par la caféine reconnus par le Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4ème édition : intoxication à la caféine, trouble de l'anxiété induit par la caféine, trouble du sommeil induit par la caféine et troubles liés à la caféine non spécifiés.

Intoxication
Principaux symptômes de l'intoxication à la caféine[64]

Une intoxication aigüe à la caféine, habituellement au-delà de 300 milligrammes, mais variable en fonction du poids corporel et du niveau de tolérance à la caféine, peut entraîner un état de surstimulation du système nerveux central appelé intoxication à la caféine[83]. 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, rougeur de la face, diurèse, troubles gastro-intestinaux, contraction involontaire, flot de pensées et de paroles incohérentes, irritabilité, arythmie cardiaque, tachycardie et agitation psychomotrice[81]. Dans le cas d'overdoses plus importantes, manie, dépression, erreurs de jugement, désorientation, désinhibition, délire, hallucination, psychose et rhabdomyolyse (destruction de cellules musculaires) peuvent apparaître[84],[85].

Dans le cas d'overdoses extrêmes, la mort peut survenir. La dose létale 50 (LD50) est de 192 mg par kg chez le rat[6]. La LD50 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 80 à 100 tasses de café, prises en un temps limité qui va dépendre de la demie-vie. Bien qu'atteindre une telle dose létale avec un café ordinaire soit extrêmement difficile, des cas de mort par overdose de caféine en comprimé ont été rapportés, ainsi que des symptômes graves d'overdoses nécessitant une hospitalisation se produisant dès 2 grammes de caféine. Une exception à cela pourrait être la prise d'un médicament tel que la fluvoxamine 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[86],[87],[88],[89]. La mort intervient généralement suite à une fibrillation ventriculaire provoquée par les effets de la caféine sur le système cardiovasculaire.

Le traitement d'une intoxication sévère à la caféine est généralement de soutien, mais si le patient a des concentrations sériques de caféine très élevées, alors une dialyse péritonéale, une hémodialyse ou une hémofiltration peut être nécessaire.

Troubles de l'anxiété et du sommeil

Les deux toubles, rarement diagnostiqués, induits par une consommation de caféine excessive sur une durée prolongée et qui sont reconnus par l'Association américaine de psychiatrie (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[83].

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, des crises de panique, des troubles obsessionnels compulsifs ou même des phobies[83]. Comme ces états peuvent être similaires à des troubles mentaux organiques tels que le trouble bipolaire ou même la schizophrénie, un grand nombre de professionnels de la médecine pensent que des personnes intoxiquées à la caféine sont couramment mal diagnostiquées et traitées avec des médicaments, alors que le traitement pour les psychoses induites par la caféine est simplement d'arrêter de consommer de la caféine[90]. Une étude du British Journal of Addiction a conclu que le caféisme, bien que rarement diagnostiqué, pourrait toucher une personne sur dix dans la population[79].

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 second messager et active un grand nombre de protéines kinases A (PKA). Cela a pour effet général d'augmenter la glycolyse et la quantité d'ATP disponible pour la contraction et le relâchement musculaire. D'après une étude épidémiologique, la caféine sous forme de café, diminue significativement le risque de maladies cardiovasculaires chez les personnes âgées de 65 ou plus. Cependant, cet effet protecteur n'a été trouvé que chez les personnes qui ne souffraient pas de sévère hypertension. De plus, aucun effet protecteur significatif 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[91].

Mémoire et Apprentissage

Un grand nombre d'études ont montré que la caféine pourrait avoir des effets nootropiques, provoquant certains changements dans la mémorisation 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. La consommation de caféine durant 4 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 hippocampe et la mémoire partielle par l'inhibition de la neurogenèse hippocampale[92].

Dans une autre étude, de la caféine était ajoutée in vitro à des neurones de rats. Les épines dentritiques (une partie des neurones formant 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 retrouvées leur forme originale[93].

Une autre étude encore, a montré que des sujets ayant reçus 100 mg de caféine, avaient une activité accrue dans le lobe frontal, une région du cerveau dans laquelle une partie du réseau impliqué dans la mémorisation se situe, et le cortex cingulaire antérieur, une partie du cerveau qui contrôle l'attention. Les sujets sous caféine ont également mieux effectué les exercices de mémorisation[94].

Cependant, une étude différente a montré que la caféine pourrait diminuer la mémoire à court terme et augmenter l'occurence du phénomène du « mot sur le bout de la langue » (en anglais tip of the tongue (en) phenomenon). 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 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[95]. En résumé, la consommation de caféine augmenterait les performance mentales d'une pensée focalisée, tandis qu'elle pourrait diminuer les capacités de réflexion sur un plus grand champ de pensées.

Chez les femmes enceintes

Malgré un usage 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[96],[97]. 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[98],[99]. La FSA fait remarquer que le protocole expériemental utilisé dans ces études ne permet pas de déterminer si les différences observées sont dues à la caféine elle-même ou à des différences de mode de vie associés à une forte consommation de caféine, mais a estimé que le conseil était prudent. Les études sont contradictoires concernant un possible effet de la consommation de caféine durant la grossesse sur le poids du nouveau né. Certaines estiment que la consommation de caféine pourrait être corrélée avec un poids de naissance plus faible[100], tandis que d'autres ne retrouvent pas ce résultat[101].

Chez les enfants prématurés

Une étude sur 2 000 prématurés amène à penser que la caféine aurait un rôle positif sur leurs fonctions respiratoires[102].

Le citrate de caféine a des effets bénéfiques dans le traitement des troubles de la respiration des enfants prématurés tels que l'apnée du prématuré et la dysplasie broncho-pulmonaire[64]. Le seul risque à court terme d'un traitement au citrate de caféine est la diminution temporaire de la prise de poids au cours de la thérapie[103] et des études sur le long terme (18 à 21 mois) ont montré des avantages durables pour le traitement à la caféine des enfants prématurés[104],[105].

Chez les enfants

Plusieurs études scientifiques ont réfuté la croyance selon laquelle la concommation de caféine entraîne un retard de croissance chez les enfants[106]. 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[107].

Maladie de Parkinson

Plusieurs études réalisées à grande échelle ont montré que la prise de caféine est associée à une réduction du risque de développer la maladie de Parkinson chez l'homme, tandis que les études chez la femme ne sont pas concluantes[108],[109],[110],[111]. Le méchanisme par lequel la caféine est inversement corrélée à cette maladie demeure un mystère. Chez les modèles animaux, les chercheurs ont montré que la caféine peut prévenir la perte de cellules nerveuses dopaminergiques que l'on observe dans la maladie de Parkinson, mais ils ne savent toujours pas comment cela se produit[112].

Toxicité

Une prise trop importante de caféine peut conduire à une intoxication. Ces symptômes sont l'insomnie, la nervosité, l'excitation, flushing cutané (un visage tout rouge), l'augmentation de la diurèse, et des troubles gastrointestinaux. Chez certaines personnes, ils peuvent apparaître après une prise aussi faible que 250 mg par jour. Plus d'un gramme par jour peut générer des contractions musculaires involontaires, des pensées et propos décousus, de l'arythmie cardiaque ainsi qu'une agitation psychomotrice. Les symptômes de l'intoxication à la caféine sont similaires à ceux de la panique et d'une anxiété généralisée. La LD50 de la caféine par ingestion chez le rat est de 192 mg/kg. Bien que cette valeur ne puisse être directement extrapolée à l'humain, on peut faire l'hypothèse que l'ingestion d'environ 10 g de caféine chez l'homme adulte, soit environ 100 tasses de café, serait létale dans 50 % des cas. La caféine est par conséquent classée dans la catégorie des substances moyennement toxiques. Il est recommandé de ne pas dépasser une consommation quotidienne de caféine (toutes sources) de 600mg/jour, ce qui équivaut à 2 à 3 litres de thé par jour. Pour les femmes enceintes, il est recommandé de limiter la consommation quotidienne à un maximum de 300mg/jour[113].

Quantité de caféine dans différents aliments

Plusieurs aliments sont connus pour leur richesse en caféine[114]
Aliment Teneur moyenne en mg de caféine
100 ml café espresso 170
100 ml café filtre 145
100 g chocolat noir 72
100 ml chocolat chaud 25[26]
100 ml café instantané 56
100 ml boisson énergisante (type Red Bull ) 32
100 ml thé[115] 20 à 30[116]
100 ml cola 9.6
100 ml café décaféiné 2

Une tasse normale de café filtre contient de 80 à 130 mg de caféine (peut aller jusqu'à 160mg pour le robusta). Une dose de 30 à 40 g d'espresso, quant à elle, en contient environ 100, atteignant les 130 mg ; 100 mL de thé contient jusqu'à 45mg de caféine ; 100 mL de boisson lactée au chocolat contient jusqu'à 10 mg ; 100 mL d'une boisson au cola jusqu'à 12 mg; des boissons énergisantes homologuées en France peuvent contenir jusqu'à 32 mg par 100 mL de caféine. Des pilules stimulantes peuvent en contenir jusqu'à 200 mg chacune.[réf. nécessaire]

Décaféination

Un café dit « décaféiné » ne l’est en fait pas totalement ; pour la plupart des marques, cinq à dix tasses de café « décaféiné » procurent une dose de caféine équivalente à celle de deux tasses de café caféiné, selon une étude nord-américaine qui a testé les cafés de neuf marques par chromatographie en phase gazeuse : hormis une marque, toutes contenaient de 8,6 mg à 13,9 mg de caféine. Selon le Dr Mark S. Gold, professeur de psychiatrie à l'université de Floride, cette quantité est suffisante pour provoquer une dépendance physique au café chez certains consommateurs[117],[118].

L'extraction de caféine est un procédé industriel important qui peut être réalisé selon trois procédés :

La première méthode, qui a été utilisée pendant des années, tend à être remplacée par la deuxième pour des raisons de santé (traces résiduelles de solvants), d'impact sur l'environnement, de coût et de saveur. La dernière est la moins efficace et peut dénaturer le goût. Ces trois procédés sont décrits ci-dessous :

Extraction par des solvants organiques

C'est le procédé classique qui repose sur la solubilité différentielle (coefficient de partage) de la caféine. La caféine du café est dissoute dans le solvant organique, généralement un solvant chloré (benzène, chloroforme, trichloréthylène et dichlorométhane), qui est ensuite éliminé par distillation. Des solvants organiques tels que l'acétate d'éthyle présentent bien moins de risques pour la santé et l'environnement que les solvants aromatiques et chlorés utilisés par le passé. Une autre méthode consiste à utiliser les huiles triglycéridiques obtenues lors de la mouture du café.

Extraction au dioxyde de carbone supercritique

Le dioxyde de carbone fluide supercritique est un excellent solvant apolaire pour la caféine et de surcroît, il est plus sain que les solvants organiques qui sont autrement utilisés. Le processus d'extraction est simple : le CO2 est forcé à passer au travers des grains de café à des températures supérieures à 31.1 °C et des pressions supérieures à 73 atm. Sous ces conditions, le CO2 est dans un état supercritique, a les propriétés d'un gaz, ce qui lui permet de pénétrer profondément dans les grains de café, mais a également celles d'un liquide qui dissout 97-99% de la caféine. Le CO2 chargé de caféine passe ensuite au travers d'un jet d'eau sous haute pression pour en retirer la caféine. La caféine peut enfin être isolée par adsorption sur charbon activé, par distillation, recristallisation ou osmose inverse[119].

Extraction à l'eau

Les grains de café sont mis à tremper dans l'eau. Cette eau, qui ne contient pas seulement de la caféine mais également beaucoup d'autres composés qui participent au goût du café, est ensuite passée à travers du charbon activé, qui retient la caféine. L'eau peut ensuite être remise avec les grains puis évaporée, ce qui laisse un café décaféiné doté d'un bon arôme[119].

Les fabriquants récupèrent la caféine et la revendent pour son utilisation dans des sodas ou des comprimés de caféine vendus sans ordonnance.

Religion

Certains adeptes de l'Église de Jésus-Christ des saints des derniers jours[120] (Mormons), de l'Église adventiste du septième jour, de l'Église de Dieu restaurée et de la Science chrétienne[121] ne consomment pas de caféine, arguant que leur Dieu est opposé à un usage non médical de substances psychoactives. Les hindous vaishavistes s'abstiennent généralement de consommer de la caféine alléguant qu'elle trouble l'esprit et d'hyperstimule les sens. Pour être initié par un guru, on ne doit ainsi pas avoir consommé de caféine (de même que de l'alcool, de la nicotine et d'autres drogues) pendant au moins une année.

Notes

  1. ↑ a b et c CAFEINE, Fiches internationales de sécurité chimique
  2. ↑ pKa de la caféine protonée d'après (Brittain et Prankerd 2007)
  3. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. ↑ a b et c (en) « Caffeine », sur ESIS, consulté le 22 juin 2009
  5. ↑ Numéro index 613-086-00-5 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  6. ↑ a et b (Peters 1967)
  7. ↑ (en) « Caféine », sur ChemIDplus, consulté le 22 juin 2009
  8. ↑ (Maughan et Griffin 2003)
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  12. ↑ (U.S. Office of the Federal Register 2003)
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