El cafecito de las tres: efectos, riesgos y usos de la cafeína en el cuerpo

Diálogo inició este semestre la publicación de una nueva sección: CONCiencia, un espacio donde se divulgarán contenidos sobre temas relacionados a las ciencias naturales. Comenzamos compartiéndoles una serie de artículos confeccionados por los alumnos de la doctora Carmen Maldonado, del Departamento de Biología de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río Piedras. Los textos, que se publicarán a continuación, se enfocarán particularmente en educar y concientizar al público en general sobre asuntos vinculados a la adicción de drogas. La meta principal de esta actividad educativa fue involucrar al estudiantado en la difusión del conocimiento adquirido en el aula con el fin de alcanzar otros sectores de la población que potencialmente se beneficien de lo investigado.

¿Será el aroma intenso de un expreso acabado de hacer? ¿O quizás esa sensación placentera de un refresco frío en un día caluroso? Indistintamente de la motivación para su consumo, la cafeína es la droga más utilizada a nivel mundial y se estima que entre un 80 y 90% de los adultos estadounidenses consumen bebidas con cafeína regularmente.

Ante cifras tan elevadas, es vital conocer cómo esta droga ejerce sus efectos en el cuerpo y los posibles riesgos a la salud que puede presentar su consumo. Para esto, es preciso recordar conceptos básicos del funcionamiento y anatomía del sistema nervioso.

Dicha estructura biológica se compone del sistema nervioso central — que incluye el cordón espinal y el cerebro— y el sistema nervioso periférico, que reúne los nervios que se extienden por el resto del cuerpo. Ambos sistemas se encuentran en comunicación constante y mutua por medio de neurotransmisores: sustancias químicas liberadas por el cerebro que envían un mensaje o señal, al enlazar sus receptores, ubicados en el tejido meta. Sustancias como la adrenalina, también conocida como epinefrina, y la dopamina, caen bajo esta clasificación de neurotransmisores.

Un neurotransmisor que parece estar implicado en los efectos de la cafeína en el cuerpo se conoce en el vocabulario médico como adenosina. Investigaciones recientes muestran que, a medida que transcurre el día, la adenosina enlaza sus receptores en el cerebro y transmite una señal que induce sueño y sensación de cansancio. Además, esta disminuye la actividad motora, al impactar neuronas de dopamina, cuyos efectos modulan los movimientos del organismo. En síntesis, el efecto de la adenosina apunta a ser uno de inhibición y reducción en la actividad del organismo.

La cafeína actúa en oposición de estos efectos, ya que, al enlazar el receptor de adenosina, obstaculiza y evita que este pueda transmitir las señales inhibitorias, lo que genera un efecto neto de estimulación. Mediante este mecanismo, la cafeína también ha sido asociada con mecanismos para mejorar la concentración mental y el rendimiento atlético.

Varios estudios han demostrado que dosis bajas a moderadas de cafeína disminuyen la percepción del esfuerzo requerido para realizar tareas físicas y la sensación de fuerza ejercida, así como reducir el dolor y fatiga muscular que resulta de ejercicio vigoroso. Además, la cafeína ha mostrado ser efectiva en disminuir la percepción de cansancio mental luego de realizar pruebas cognitivas en computadora, mejorar el desempeño en estas al reducir errores y el tiempo invertido en identificar objetos, y mejorar el ánimo general de los participantes.

Por otro lado, se ha encontrado que la cafeína afecta la división autonómica del sistema periférico. Esta división se encarga de controlar los procesos involuntarios, como la respiración, la digestión y el ritmo cardiaco. Distintos estudios han demostrado que la cafeína en dosis típicas ejerce efectos adversos sobre esta división, produciendo sobre-estimulación de las habilidades motoras finas (temblores), taquicardia y un aumento en la respiración.

Además, esta sustancia puede alterar los ritmos circadianos (ciclos biológicos de 24 horas, entre los que se encuentra despertar y dormir). Un estudio realizado en 2011 encontró que la cafeína alarga de manera significativa los ritmos circadianos en células de mamíferos al alterar la expresión de proteínas que regulan el reloj molecular encargado de responder ante los cambios de luz que ocurren durante el día.

Efectos de la cafeína en embarazadas           

Otro de los efectos de la cafeína también incide en las mujeres embarazadas, pues este elemento ejerce efectos antioxidantes en el cerebro de niños prematuros. Debido a que el periodo de mayor crecimiento y desarrollo cerebral humano es durante los últimos tres meses de embarazo, los infantes prematuros nacen subdesarrollados y con una capacidad reducida para enfrentar el ambiente rico en oxígeno fuera del vientre maternal.

Altas concentraciones de oxígeno en el neonato provocan la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés), como los radicales libres, que provocan muerte neuronal y lesiones cerebrales, afectando su crecimiento y desarrollo adecuado. Estudios en crías de ratas expuestas a altos niveles de oxígeno al nacer muestran que al administrar apenas una dosis de cafeína preserva el número de neuronas en estos animales y evita la formación de lesiones. Además, la cafeína mejora la capacidad de las neuronas para multiplicarse y evita la reducción en proliferación de estas causada por la concentración elevada de oxígeno.

La cafeína entre fármacos

Otro efecto de la cafeína es que ayuda a reducir la percepción de dolor, es decir, producir analgesia. Resulta común encontrar formulaciones de medicamentos contra el dolor, como aspirina, acetaminofén y anti-inflamatorios, que contienen cafeína como uno de sus ingredientes activos.

En un principio, se pensaba que el rol de esta sustancia en el fármaco era para contrarrestar el potencial sedante del analgésico. Sin embargo, a partir de la década de 1960, estudios clínicos demostraron que la cafeína actúa como auxiliar, potenciando los efectos del analgésico.

Al examinar los efectos de administrar cafeína en estudios sobre el dolor de cabeza, se encontró que la administración aguda del estimulante aliviaba los síntomas de dolores punzantes, debido a sus acciones vasoconstrictoras al antagonizar receptores de adenosina. Sin embargo, luego de ingerir de forma crónica la droga, ocurren síntomas de retirada; entre ellos, dolor de cabeza y fatiga.

Además, otros estudios han encontrado que el uso de cafeína puede interferir con las propiedades analgésicas de la acupuntura, al evitar la acción de receptores de adenosina que ejercen analgesia y son estimulados mediante esta práctica de la medicina china.

Algunas investigaciones más recientes de la cafeína han encontrado que esta ejerce efectos neuroprotectivos sobre enfermedades neurodegenerativas como las enfermedades de Alzheimer y Parkinson (“Caffeine and uric acid mediate glutathione synthesis for neuroprotection”; Neuroscience; 2011). Estudios epidemiológicos, por ejemplo, han encontrado que la administración de dosis leves de cafeína atenúan los déficits de memoria asociados con la enfermedad de Alzheimer y el envejecimiento.

Por otro lado, observaciones en las que se administra cafeína a ratas embarazadas muestran que esta influye en el desarrollo fetal al reducir la migración de neuronas del neurotransmisor GABA (ácido gamma-amino-butírico), aumentar el riesgo de lesiones cerebrales al provocar mayor estimulación del hipocampo, y aumentar la susceptibilidad a episodios de epilepsia en las crías expuestas a la cafeína.

Por último, hay estudios que afirman que el uso de esta droga mejora la memoria funcional y el procesamiento de lenguaje. Al administrar una dosis baja de cafeína a individuos que finalizaban su turno de trabajo, se encontró un mejor desempeño en pruebas de su memoria funcional y una capacidad de aumentar la dificultar y carga de la tarea que no se observó en los grupos que recibieron placebo (“The effect of caffeine on working memory load-related brain activation in middle-aged males”. Neuropharmacology, 2013).

En resumen, la cafeína es el psicoestimulante más utilizado a nivel mundial. Sus efectos se basan en obstaculizar los receptores de adenosina en el cerebro e impedir que estos provoquen cansancio y sueño en el individuo.

Abundantes investigaciones han demostrado que el uso moderado de esta sustancia ejerce efectos positivos en la memoria, el desempeño atlético, el desarrollo de niños prematuros y para aliviar al dolor. Sin embargo, tomar dosis altas puede provocar efectos no deseados como agitación y síntomas de retirada, así como consecuencias más serias en el desarrollo fetal y el riesgo de sufrir epilepsia, por lo que su consumo debe ser monitoreado constantemente, en especial en mujeres embarazadas.

El autor es egresado de la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río Piedras. Cursa actualmente su primer año en el Recinto de Ciencias Médicas de la UPR. Este texto constituyó el proyecto final del curso: Bases psicofarmacológicas de la adicción a drogas (BIOL 3576), que dictó la doctora Carmen Maldonado el pasado semestre.

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Alzheimer, neurodegenerativas, neuroprotectivos, Parkinson

SOBRE EL AUTOR

Especial para Diálogo

Colaboración especial para el periódico oficial de la Universidad de Puerto Rico.