CONTEXTE THÉORIQUE
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| Publié par | idiqizof |
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CONTEXTE THÉORIQUE
LA CAFÉINE LA CAFÉINE ET SES EFFETS SUR L ’ ORGANISME L’extrême popularité du café, du thé, sans cesse renouvelée aux travers les âges et les régions du monde, est majoritairement due aux propriétés pharmacologiques de sa principale composante : la caféine. En effet, celle-ci a de multiples conséquences, négatives et positives, sur l’organisme humain. La caféine agit principalement sur deux systèmes du corps humain : le système nerveux et le système cardiovasculaire. C’est grâce à ses effets sur ceux-ci que la caféine est devenue et restera un incontournable dans nos sociétés modernes.
Les effets de la caféine sur le système nerveux En ce qui concerne le système nerveux central, la caféine vient s’opposer à l’action de l’adénosine en se fixant sur les récepteurs de l’adénosine du neurotransmetteur en question, nommés A2a. L’adénosine est produite au moment où l’adénosine triphosphate (ATP), qui est l’énergie que consomme une cellule, est dégradée. Le rôle de l’adénosine dans le système nerveux est de réduire l’activité cellulaire. Lorsqu’elle s’accole aux récepteurs spécifiques d’une cellule nerveuse, son action principale est d’inhiber l’activité de l’enzyme adénylate cyclase à l’aide des protéines G 2 . Cette enzyme est présente dans la membrane plasmique et s’occupe de 2 SICARD, BRUNO, «Caféine et vigilance», Pour la science , Août 2002
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transmettre au cytoplasme les signaux provenant du milieu externe. «Le gène du récepteur A2a de l’adénosine est particulièrement exprimé dans les ganglions de la base du cerveau, qui constituent un système de contrôle majeur de la motricité et interviennent aussi dans le traitement et le filtrage de diverses informations sensorielles» 3 . L’adénosine inhibe le centre nerveux et le système immunitaire 4 . Les vaisseaux sanguins sont aussi dilatés sous l’effet de celle-ci pour permettre une meilleure oxygénation lorsque nous dormons. De cette façon, la réaction en chaîne qui a lieu pour inhiber l’activité cellulaire est bloquée par la caféine. Après que la caféine se soit fixée sur les récepteurs de l’adénosine, il y a une «libération des sous-unités alpha des protéines G qui s’accolent à l’adénylate cyclase, ce qui l’active.» 5 L’ATP est transformé en AMP cyclique par l’adénylate cyclase, qui est un second messager. Il y a alors une modification de l’activité des cellules nerveuses. L’augmentation de cette activité active des circuits neuronaux qui vont amener l’hypophyse à sécréter des hormones 6 . Ces hormones auront comme conséquence une libération accrue d’adrénaline, de noradrénaline et de cortisol par les glandes surrénales, ce qui augmentera le rythme cardiaque, la pression artérielle, la contractilité du cœur, la libération de glucose par le foie. Comme la quantité de sang acheminé vers les muscles est augmentée et celle aux organes est réduite sauf pour le cerveau, il y aura une augmentation de l’excitabilité des cellules nerveuses, de l’attention ainsi que de la motricité 7 .
On constate que la caféine fait augmenter la sécrétion de sérotonine du noyau du raphé, du cortex ainsi que du cervelet. On note également une hausse de dopamine dans le cerveau. La sérotonine et la dopamine 8 , qui sont des neurotransmetteurs et des neuromédiateurs, jouent un rôle important dans le sommeil. La sérotonine est un dérivé 3 http://lecerveau.mcgill.ca/flash/capsules/articles_pdf/mecanisme_cafeine.pdf . 4 http://membres.lycos.fr/chmouc/5.html 5 SICARD, BRUNO, «Caféine et vigilance», Pour la science , Août 2002 6 http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_03/i_03 m/i 03_m_par/i_03_m_par_cafeine.html _ _ 7 http://fr.wikipedia.org/wiki/Caf%C3%A9ine 8 http://tpecafeine.free.fr/effetsorg.htm
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de l’acide aminé tryptophane. Elle est présente dans le mécanisme qui mène au sommeil et est aussi libérée lorsqu’il y a une inflammation ou un choc anaphylactique, qui se manifeste lorsqu’un antigène est en conflit avec un anticorps dans l’organisme. En ce qui a trait à la dopamine, elle fait partie des catécholamines et provient de l’acide aminée tyrosine. On note une augmentation de celle-ci dans le cerveau sous l’effet de la caféine. La dopamine est principalement associée au circuit de récompense, à la mémoire et aussi à l’attention. C’est de cette manière qu’une consommation régulière en caféine mène à une certaine dépendance qui est causé par un «excès de récepteurs à l’adénosine et au manque de récepteurs à la dopamine 9 » Ainsi, lorsqu’on décide d’arrêter d’en consommer de façon drastique, les cellules nerveuses deviennent hypersensibles dû à l’augmentation de la présence d’adénosine fixée sur ses récepteurs. Il s’en suit alors, une augmentation de la pression artérielle, qui génère des maux de tête, des nausées, une bradycardie et de la somnolence. Par ailleurs, lorsqu’un manque en dopamine se fait sentir, on peut se retrouver dans un état dépressif. À cela vient s’ajouter la possibilité qu’il y ait une diminution des performances intellectuelles chez certaines personnes d’où l’importance d’avoir un sevrage progressif 10 .
Un autre des bienfaits de la caféine est la protection qu’elle procure contre la maladie du Parkinson qui est causé par la dégénérescence des neurones. Selon certaines études, les personnes qui consomment plus de caféines sont moins atteintes par cette maladie, car la caféine libère de la dopamine alors que c’est en administrant celle-ci qu’on essaie de traiter la maladie du Parkinson.
Dépendance ou accoutumance Après avoir consommé de la caféine, celle-ci entre rapidement en circulation dans le sang. Quatre heures après son ingestion, il ne reste plus que la moitié de la 9 http://fr.wikipedia.org/wiki/Caf%C3%A9ine 10 http://fr.wikipedia.org/wiki/Caf%C3%A9in
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concentration totale ingérée initialement. L’activité des enzymes cytochromes qui dégradent la caféine au niveau du foie dépend de plusieurs facteurs 11 . Parmi ceux-ci se retrouve la présence d’hydrocarbures polycycliques, que l’on retrouve dans le tabac, qui accélère sa dégradation en stimulant davantage l’enzyme cytochrome. Quelques médicaments sont composés d’activateurs enzymatiques qui favorisent éventuellement la dégradation de la caféine. Ainsi, l’effet de la caféine sur l’organisme se fait moins sentir, puisqu’elle est éliminée assez rapidement. D’autres parts, certaines hormones comme l’oestradiol, les hormones produites lors d’une grossesse et le jus de pamplemousse ralentissent sa dégradation. Cependant, la prise de caféine est déconseillée aux femmes enceintes, car cela peut provoquer des avortements ou des malformations chez le fœtus 12 .
Les effets à court terme que produit la caféine sont une augmentation du rythme métabolique, de la température corporelle et de la tension. Lorsque celle-ci est prise à petite dose, elle s’avère être bénéfique, car il y a obtention d’un sentiment d’euphorie et de bien être qui est causé par la sensation de plaisir que procure l’hausse en dopamine dans le cerveau. Une consommation modérée en caféine se limite à 400 milligrammes de caféine par jour qui est facilement atteignant pour certains individus qui consomment beaucoup de produits contenant de la caféine. («Une tasse de café instantané renferme environ 66 mg de caféine, une tasse de café fait au percolateur 74 mg et une tasse de café filtre 112 mg. En moyenne, une tasse de thé en contient 27 mg. Les colas renferment environ 35 mg par canette (280 mL); les tablettes de chocolat en contiennent jusqu'à 20 mg .» 13 ) Si on regarde à plus long terme, dès qu’on consomme 600 milligrammes par jour, on peut souffrir d’insomnie chronique, d’angoisse, de maux de tête, de dépression, des convulsions, de douleur ou des ulcères d’estomac et des palpitations 14 . Une dépendance à la caféine est souvent perçue chez certaines 12 http://tpecafeine.free.fr/effetsorg.htm 13 http://www.hc-sc.gc.ca/hppb/alcool-autresdrogues/pubf/drogues/invisibles.htm http://www.camh.net/fr/About_Addiction_Mental_Health/Drug_and_Addiction_Informat n/caffeine_dyk_ 14 io fr.html 5
personnes qui consomment régulièrement du café, mais ce n’est pas le même type de dépendance que cause le tabac ou l’alcool, puisque la provenance des cellules activées n’est pas la même. Ainsi, les neurones qui sont activés par la caféine origine du noyau caudé. La sensation de plaisir qui est produite par la dopamine est acheminée vers le cortex. Cependant, puisque les connexions qui ont lieu entres ces neurones sont moins fortes que dans les cellules nerveuses du traditionnel trajet de récompense, le plaisir perçu n’est pas indispensable comme celui produit par les drogues dures comme l’héroïne et la cocaïne 15 . Ainsi, la dépendance qui se crée est faible. Cependant, cette dépendance varie grandement d’un individu à un autre étant donné que le seuil de tolérance à la caféine varie d’un individu à un autre.
Lorsque qu’un individu décide d’arrêter de consommer de la caféine du jour au lendemain, des maux de tête et de la fatigue se font ressentir, puisque la caféine se retrouve parmi les drogues douces. Les maux de tête s’expliquent par le fait que privé de caféine, il y a une augmentation du flux sanguin qui est causé par une dilatation des vaisseaux sanguins et conséquemment, il survient une augmentation de pression dans le cerveau 16 . L’intensité de ces effets est proportionnelle à la consommation de caféine. De plus, ceux qui ont une dépendance à la caféine sentent que l’activité auditive et visuelle diminue lorsqu’ils arrêtent d’en consommer. Celle-ci s’avère être dangereuse à partir du moment où il y a atteinte du seuil de tolérance qui varie pour chaque individu. On dit qu’une personne devient dépendante à cette drogue à partir du moment où elle consomme plus de 400 milligrammes de caféine par jour 17 . Il y a possibilité de s’intoxiquer éventuellement avec cette substance si une trop grande quantité de caféine est consommée, c’est-à-dire de 5 à 10 grammes de caféine.
15 SICARD, BRUNO, «Caféine et vigilance», Pour la science , Août 2002 16 http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_03/i_03_m/i_03_m_par/i_03_m_par cafeine.html _ 17 http://membres.lycos.fr/chmouc/5.html
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Sommeil Pendant qu’on est éveillé, il y a une accumulation d’adénosine qui est un produit de la dégradation de l’ATP. En quelque sorte, cette accumulation représente la fatigue qui s’accumule au cours d’une journée. Étant donné qu’elle se retrouve en très grande quantité dans le cerveau, elle provoque une inhibition de l’adénylate cyclase causé par la saturation des récepteurs en adénosine. Ainsi, il se produit une diminution de l’AMP cyclique et plusieurs autres cascades moléculaires qui ont pour fin de passer de l’état de l’éveil vers le sommeil 18 . Pendant notre sommeil, il y a une réabsorption d’adénosine. Ainsi, le café permet de rester plus vigilant pendant une plus longue période et retarde la sensation de fatigue ressentie lorsque l’on effectue des tâches intellectuelles ou répétitives. Nos réflexes sensoriels sont éventuellement stimulés. La caféine fait en sorte que la phase du sommeil léger est allongée, celle du sommeil profond est réduite, cependant il y a une augmentation des réveils spontanés. La caféine n’améliore pas notre capacité de mémorisation et nos capacités d’apprentissages, mais elle les facilite. De même, les performances physiques ne sont pas améliorées, mais cependant, la caféine aide à accomplir des activités qui nécessitent une coordination complexe. En plus de diminuer la sensation de fatigue, la caféine a un bon effet sur l’humeur d’une personne, car elle permet de se sentir moins déprimé, triste et ennuyé, ce qui aide à accomplir une tâche 19 . De plus, une certaine amélioration est perceptible lorsque la tâche à accomplir ne fait intervenir la mémoire que faiblement.
Les effets de la caféine sur le métabolisme
Arrêtons-nous sur ses actions touchant les systèmes métaboliques humains. Premièrement l’absorption de la caféine par le tube digestif se fait assez rapidement. 18 SICARD, BRUNO, «Caféine et vigilance», Pour la science , Août 2002 19 DEBRY, G., NEHLIG, A., «Le café, source de performance ou de dépendance?», Revue de l'infirmière, Janvier 1994
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Ses effets sur l’organisme commencent réellement à se faire sentir une demi-heure après son ingestion 20 . La caféine qui est directement absorbée par les muqueuses à une rapidité d’action trois fois plus grande que celle de la caféine diluée dans des boissons ou dans des matières solides. En moyenne, la durée d’action de la caféine est de plusieurs minutes. Dès la 5 ième minute après son absorption, elle parvient déjà au cerveau, c’est dans l’encéphale que la caféine agira directement. 21 La caféine stimule la sécrétion des catécholamines par l’entremise du système nerveux. La plupart des effets secondaires de cet alcaloïde découlent de ses substances agissant à la fois comme des neurotransmetteurs et pouvant jouer un rôle hormonal. Les catécholamines regroupent trois neurotransmetteurs: la dopamine, la noradrénaline et l’adrénaline. Elles sont sécrétées par la médullosurrénale. Ordinairement, la sécrétion de ces neurotransmetteurs est activée lors d’une situation de stress, une douleur, une hypoxie, à une baisse de pression ou encore à une exposition au froid. Leur but principal dans le corps humain est d’aider l’organisme à affronter les situations d’urgence. 22 L’ingestion de 2 à 3 tasses de café par jour, par exemple, provoque le même effet au niveau 3 biologique qu’un événement stressant. 2 Si l’on considère que le taux de caféine dans une boisson énergisante est plus de1 à 2 fois plus élevée que dans une tasse de café, il est évident que l’effet de cette stimulation devrait être notable. Commençons par analyser l’effet de la dopamine sous l’action de la caféine. Le neurotransmetteur en question, lorsqu’il est stimulé, active la fréquence cardiaque. Cette action de la dopamine peut en partie expliquer un des effets secondaires du café les plus marquée: une activation des battements cardiaques. Cependant, la dopamine seule ne saurait expliquer l’activation du métabolisme humain. 24
20 OLIVIER-DOUX, A., «Café, A votre santé !», L’Express International, 6 Avril 2006. 21 http://fr.wikipedia.org/wiki/Caféine 6 mars 2007 22 MARIEB, E.N., 1999, Anatomie et physiologie humaines , Éditions du Renouveau 23 SOUCCAR, T., « La vérité sur …Le café», Sciences et Avenir, Avril 2005 24 MARIEB, E.N., 1999, Anatomie et physiologie humaines , Éditions du Renouveau
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Pour ce faire, il faut aussi prendre en compte l’adrénaline et la noradrénaline. Après une activation de leurs sécrétions, ces hormones de stress agissent directement sur le muscle cardiaque. Elles activent le centre rythmogène du cœur : le noeud sinusal situé sur l’oreillette droite du coeur, qui est responsable de la fréquence de battement. Celui-ci envoie les influx nerveux qui réguleront le nœud auriculo-ventriculaire. Ensemble, ces deux points essentiels du cœur régulent et contrôlent la fréquence de battement du cœur. La caféine induira aussi une augmentation de la contractilité du cœur. La conséquence directe de cette perturbation est une augmentation de la vitesse des battements du cœur ainsi qu’un accroissement du volume de sang pompé à chaque battement. 25 Seize recherches réalisées en 2005 ont conclu que la consommation d’au moins 410 milligrammes de caféine, consommée régulièrement, augmente la tension systolique et diastolique. 26 La caféine augmente, par l’entremise des hormones de stress, la pression artérielle de 7 à 10 mm de Hg et peut demeurer élevée pendant une longue période 27 . Elle donne une étincelle d’énergie et diminue la fatigue. Ainsi, à la suite de la prise de caféine sous toutes formes, il est normal d’apercevoir une accélération des battements du cœur qui à pour effet d’augmenter le volume de sang vers les muscles squelettiques et diminuer l’apport sanguin aux autres organes à l’exception du cerveau. Nous pouvons ici identifier une conséquence d’un usage exagéré de caféine sur le cœur. À long terme, une surdose de caféine peut entraîner l’arythmie cardiaque, des contractions musculaires involontaires et l’agitation psychomotrice. 28
L’action de la caféine ne se limite pas qu’à une augmentation de la fréquence cardiaque, on confère à la caféine une action vasodilatatrice. Or, il est important de noter que cette action découle encore une fois des hormones impliquées dans une situation de stress. Encore une fois il s’agit de l’adrénaline et de la noradrénaline, cependant nous y ajouterons des hormones qui permettent au corps de résister à l’effet
25 MARIEB, E.N., 1999, Anatomie et physiologie humaines , Éditions du Renouveau 26 REID, T.R., «Caféine », National Geographic (France), Janvier 2005 27 SOUCCAR, T., « La vérité sur …Le café», Sciences et Avenir, Avril 2005 28 MARIEB, E.N., 1999, Anatomie et physiologie humaines , Éditions du Renouveau
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de la caféine que le corps perçoit comme étant un stress. Aux hormones précédentes, nous ajouterons le cortisol secrété par le cortex surrénal. Le cortisol a pour effet majeur, lors de la prise de caféine, de provoquer une augmentation du taux de glucose, d’acide gras et d’acide aminés dans le sang, car qui dit situation de stress dit augmentation de la vitesse de réaction des cellules et donc une hausse de la demande en énergie. La caféine permet donc de reculer les limites de la fatigue musculaire car, les muscles bénéficient de plus de glucose pour travailler et sont soumis aux hormones qui les stimulent. L’augmentation de la sécrétion de cortisol, créée par la caféine, induit un accroissement de la concentration de sucre dans le sang et indirectement la sécrétion d’hormones pancréatiques comme l’insuline et le glucagon 29 . De plus, une hausse de la pression sanguine à pour effet d’activer la sécrétion des hormones thyroïdiennes. Ces hormones, dont la thyroxine T 4 , sont secrétées dans la thyroïde et activent le métabolisme basal. 30 La prise d’un simple café ou d’une boisson énergisante est l’élément déclencheur de l’activation du métabolisme humain. L’effet stimulant d’une boisson énergétique ou d’un café par exemple est en grande partie due à cette propriété conférée par la caféine. Elle augmenterait de 15% la rapidité de la contraction d’un muscle. Par ailleurs, cet alcaloïde devrait être pris en énorme quantité (plusieurs litres) pour avoir un réel effet dopant. Il a aussi été prouvé que la caféine ralentit le vieillissement cellulaire. 31 En considérant que la caféine accélère le métabolisme cellulaire et qu’elle est souvent prise régulièrement, elle empêche donc l’organisme humain de sombrer dans le vieillissement précoce en stimulant la division cellulaire lors que les cellules en question sont soumises à une pression hormonale. Pour mieux comprendre ce parallèle entre la caféine et la santé cellulaire, il suffit de substituer l’élément déclencheur de tout ce dérèglement biologique : la caféine, par la pratique d’un sport. Évidemment, l’exercice physique a des effets bien plus importants, 29 JACQUES-FÉLIX, H. 1968, Le CAFÉ , Presse Universitaire de France, Paris, 30 MARIEB, E.N., 1999, Anatomie et physiologie humaines , Éditions du Renouveau 31 SOUCCAR, T., « La vérité sur …Le café», Sciences et Avenir, Avril 2005
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cependant le corps d’un athlète restera jeune bien plus longtemps que l’organisme d’un être sédentaire. Dans le même sens, comme la caféine et l’exercice physique déclanchent, à des échelles d’efficacité différentes, les mêmes effets sur le corps, il est clair que la caféine est un principe actif contre le vieillissement.
Ces actions sont généralement bénéfiques, si la caféine est consommée modérément, pour la majorité des individus. Or, pour ceux ayant un seuil de tolérance à la caféine plus faible, on notera que les effets secondaires de la caféine seront amplifiés et peuvent être considérer comme néfaste à la santé de l’organisme soumis à cette excitation.
C’est aussi la stimulation du métabolisme basal qui permet l’utilisation de la caféine dans des comprimés et régimes dit amaigrissants. Premièrement, comme nous l’avons vu précédemment, elle active le métabolisme cellulaire. L’organisme dépense plus d’énergie et procède à la transformation du glycogène en glucose. La caféine permet donc de brûler des calories . De plus, la caféine est utilisée dans ce genre de diète, car son apport calorifique avoisine étroitement le 0 . 32 Il constitue donc la combinaison idéale pour ceux et celles qui désirent perdre du poids. Or, utilisée à cet escient, la caféine devient nocive pour l’organisme, car elle suppose une consommation extrême. De surcroît, la caféine n’apporte pas les éléments nutritifs essentiels et ne saurait les remplacer. Elle entraînerait donc le corps humain dans une dégénérescence et une fatigue chronique. Nous pouvons donc voir, dans ce cas, l’avènement d’un cercle vicieux d’une utilisation de plus importante de caféine, qui serait loin d’être profitable.
Un autre effet de la caféine est la présumée diurèse qu’il produirait. Des études menées à l’Université du Connecticut proposent que le café, pris dans des proportions modérées, ne provoque pas la déshydratation. Ainsi, le corps humain sous l’influence de concentration moyenne de caféine n’évacuerait pas plus de fluide que lors de
32 http://www.pharmaciengiphar.com/article454.html
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l’absorption d’eau. 33 Cependant, si la concentration de caféine est trop élevée, comme nous l’avons analysée précédemment, elle accentuera la fréquence cardiaque et la pression sanguine. Or, l’organisme humain dispose de méthodes régulatrices pour éviter les pertes de contrôle. Le Facteur natriurétique auriculaire (FNA) est une hormone produite par les oreillettes du muscle cardiaque lorsqu’elles sont distendues. Dans une situation où la pression sanguine se situe au-dessus de la normale, les oreillettes secrètent le FNA qui agit directement sur les tubules rénaux et produit une vasodilatation du système circulatoire. La conséquence de cette sécrétion est une stimulation de l’excrétion de l’eau et des ions Na + , au niveau des reins. Le résultat d’une baisse du volume d’eau dans le corps, et donc du volume sanguin, est une pression artérielle plus faible. L’augmentation des mictions et la vasodilatation généralisée, qui est observée chez les grands consommateurs de caféine, est donc une conséquence indirecte de l’augmentation de la fréquence cardiaque. 34 Il est important de noter que la vasodilatation qu’induit la caféine dans l’organisme n’est que la réponse du corps au débalancement hormonal que produit l’absorption de cette drogue douce et pas une conséquence directe de la caféine sur le corps.
Un des effets négatifs associé à la caféine sur le corps humain serait la perte de densité osseuse. Selon certaines études, la caféine engendrerait la fuite de calcium au niveau de la matrice osseuse. Celle-ci augmenterait les risques d’ostéoporose chez les femmes portant un gène codant sur leur récepteur de vitamine D, car la caféine accentuerait la proportion de calcium éliminé dans les urines. 35 Or, de récentes recherches ont prouvé qu’une consommation modérée de bon calcium suffisait à protéger l’organisme de cet effet pervers. De plus, il ne suffirait que de 30 g par jour de lait, par exemple, pour éliminer les risques de dégradation de la matrice osseuse. Il est
33 REID, T.R., «Caféine », National Geographic (France), Janvier 2005 34 MARIEB, E.N., 1999, Anatomie et physiologie humaines , Éditions du Renouveau 35 SOUCCAR, T., « La vérité sur …Le café», Sciences et Avenir, Avril 2005
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