Comment la caféine agit sur le cerveau ?

1° La caféine entraîne une augmentation de la tension artérielle

Qu'est-ce qui régule la pression artérielle ?

  - au niveau nerveux le nerf vague, qui est appelé aussi le nerf parasympathique, lorsqu'il est stimulé, baisse la tension artérielle et la fréquence cardiaque.
 
Avec des substances chimiques, il y a plusieurs cas possibles :

  - l'adrénaline et la noradrénaline qui sont produites par les glandes médullo-surrénales et qui entraînent notamment une accélération du cœur, et une hausse de la pression artérielle.
 
  - la vasopressine, appelée aussi hormone antidiurétique, qui est libérée par l'hypophyse postérieure et qui peut avoir comme action la contraction des vaisseaux, mais cela n'ayant lieu que dans le cas d'une forte dose de vasopressine cette hypothèse est mise de côté.

3° La caféine entraîne une hyperglycémie, qui peut-être causée :

  - par une insuffisance d'insuline qui est une hormone peptidique (c'est-à-dire qu'elle circule dans le sang et qu'elle est synthétisée à partir d'acides aminés en fonction d'un modèle d'acide ribonucléique messager) sécrétée par le pancréas; son action est une baisse du taux de sucre dans le sang,

  - par la présence d'adrénaline qui augmente le taux de sucre dans le sang. En effet, elle augmente la lipolyse qui est la dégradation des graisses alimentaires afin de fournir de l'énergie aux muscles.

- par le glucagon, hormone peptidique sécrétée elle aussi par le pancréas qui possède des propriétés antagonistes à l'insuline, c'est-à-dire qu'elle augmente le taux de sucre dans le sang en stimulant la décomposition du glycogène en glucose.

  - Le cortisol, hormone corticostéroïde  sécrétée par le cortex de la glande surrénale à partir du cholestérol selon l'ACTH hypophysaire. L'ACTH hypophysaire est une hormone peptidique sécrétée dans l'hypophyse et qui varie selon l'heure. Elle entraîne différentes hormones. Le cortisol augmente la glycémie grâce à la néoglucogénèse(mécanisme qui survient après un jeûne prolongé et qui produit une synthèse du glucose par le foie). La caféine n'agit pas sur cette hormone.

  - L'hormone de croissance qui est polypeptidique et sécrétée dans la partie antérieure de l'hypophyse stimule la croissance et la reproduction cellulaire, elle élève la glycémie, mais la caféine n'a pas d'action sur cette hormone.

4° La caféine entraîne une vasodilatation

 celle-ci peut être causée par :

• l'adénosine,  nucléoside formé lorsque l'adénine, molécule appartenant à la  base de l'ADN, est attachée à un noyau ribose (constituant de l'ARN apparenté au désoxyribose). Elle est libérée par les neurones et a un effet dilatateur des vaisseaux musculaires et coronaires ainsi que des artérioles efférentes glomérulaires et une vasoconstriction des artérioles afférentes glomérulaires.

• l'Adrénaline, hormone de la famille des catécholamines qui porte aussi le nom d'épinéphrine. Elle est sécrétée par le système nerveux central et par les glandes surrénales.  Elle provoque, lorsqu'elle se fixe sur les récepteurs bêta-2 une vasodilatation.

• la Bradykinine, kinine fabriquée sous l'action d'une enzyme qui est libérée dans la sueur. C'est une hormone peptidique qui agit sur les muscles lisses (dirigé par le système nerveux autonome), et dilate les vaisseaux sanguins.

• l'Éthanol, alcool éthylique, celui qui est présent dans toutes les boissons alcoolisées. Mais cet éthanol n'étant pas présent dans la caféine …

• l'histamine, molécule de signalisation du système immunitaire. Celle-ci n'est pas présente dans la caféine ni produite en cas de présence de la caféine. Elle provoque un relâchement des petites artères.

• l'oxyde nitrique, composé chimique formé d'un atome d'oxygène et d'un atome d'azote. C'est l'endothélium vasculaire, couche la plus interne des vaisseaux sanguins, qui se sert de l'oxyde nitrique pour déclencher le relâchement des muscles lisses présents dans le vaisseau, c'est pourquoi il y a vasodilatation. Mais celui-ci n'a aucun lien avec la caféine.

• la Nitroglycérine, composé chimique qui n'est pas présent dans la caféine. Etant transformée par le corps en oxyde nitrique grâce à une enzyme, elle a un effet vasodilatateur.

• Prostacyline, membre de la famille des lipides et de la sous-famille des eïcosanoïdes. Produite naturellement par les cellules de l'endothélium, elle est un vasodilatateur mais n'est pas présente ni liée à la caféine.

• tétrahydrocannabinol (THF), molécule contenue dans le cannabis et qui possède un effet psychotrope, se fixe sur le récepteur central CB-1 et a pour autres effets notamment l'envie de dormir, qui est tout a fait contraire à la caféine, tout comme la baisse de la concentration. Cette molécule n'est donc pas en cause dans les effets de la caféine.

La caféine agit comme antagoniste des récepteurs à adénosine. C'est-à-dire qu'elle bloque la fixation de l'adénosine sur ces récepteurs. Ceux-ci, quand l'adénosine se fixe dessus, causent l'endormissement, la sensation de fatigue. La caféine, en empêchant ce mécanisme, a un effet désinhibiteur sur le cerveau, la personne n'a plus la sensation de fatigue, elle pense être en pleine forme, sans fatigue, alors qu'en réalité, le besoin en sommeil reste le même ! C'est une des raisons pour lesquelles elle est aussi la cause d'irritabilité.

La caféine provoque même une augmentation de l'activité nerveuse du fait de son antagonisme à la caféine. Elle permet la libération d'adrénaline et une augmentation des niveaux de dopamine. L'adrénaline est présente comme cause de la vasodilatation, de l'hyperglycémie, de l'apport plus important de sang aux muscles ainsi que de l'augmentation de la pression artérielle, par conséquent, on comprend comment la caféine peut causer ces différents effets. L'adrénaline augmente aussi le rythme cardiaque et la contractibilité du coeur.

La dopamine, quant à elle, est un neurotransmetteur, elle a un rôle important dans les effets des amphétamines par exemple. Ces amphétamines ont aussi pour effets une disparition de la faim, de l'envie de dormir, une euphorie ainsi qu'une confiance exagérée en soi.

La caféine est un inhibiteur compétitif de l'enzyme AMPc-Phosphodiestérase. Un inhibiteur est une molécule qui diminue la vitesse d'une réaction enzymatique. Un inhibiteur compétitif empêche la fixation du substrat, par conséquent, la caféine empêche la fixation de l'enzyme AMPc-Phosphodiestérase, ce qui empêche la conversion de l'AMP cyclique en sa forme non cyclique inactive, entraînant une accumulation d'AMPc dans les cellules.

L'AMPc cyclique participe à l'activation de la protéine kinase A, celle-ci débute la phosphorylation, c'est à dire qu'elle active certaines enzymes utilisées dans la synthèse du glucose en leur additionant un groupe phosphate. La caféine intensifie par conséquent les effets de l'adrénaline et les prolonge.

L'augmentation de la concentration d'AMPc dans les cellules de l'épithélium stomacal (tissu de l'estomac) augmente l'activation de la protéine kinase A qui entraîne l'activation de l'ATPase H+/K+, ce qui provoque l'augmentation de la sécrétion d'acide gastrique par les cellules.

Les métabolites de la caféine, composés organiques issus de la caféine ont aussi des effets. La paraxanthine est responsable de l'augmentation de la lipolyse qui libère du glycérol et des acides gras dans le sang ce qui fournit de l'énergie aux muscles. La théobromine a des effets diurétiques, vasodilatateurs et cardiostimulants. La théophylline a, elle aussi des effets diurétiques, psychoanaleptiques (excitant psychique, accélère l'activité du système nerveux), lipolytiques et bronchodilatateurs. Elle relâche les muscles lisses et affecte le rythme et le fonctionnement cardiaque. Elle peut avoir comme effets secondaires la tachycardie, les tremblements, la nervosité comme il peut y avoir en cas de consommation trop importante de café.