Farmacodinámica y mecanismo de acción
La cafeína tiene un espectro muy amplio de efectos, pero no todos ellos se utilizan con fines medicinales. La cafeína estimula el sistema nervioso central (SNC), aumenta el estado de alerta y, por tanto, a veces puede provocar inquietud y agitación. Relaja el músculo liso, estimula la contracción del músculo cardíaco y, en pequeña medida, mejora el rendimiento atlético. La cafeína favorece la secreción de ácido gástrico y aumenta la motilidad gastrointestinal. También tiene un ligero efecto diurético.
El mecanismo exacto de acción de la cafeína es extremadamente complejo, ya que afecta a varios sistemas corporales.
Efectos generales a nivel celular
La cafeína ejerce sus efectos sobre las células a través de varios mecanismos, de los que no se conocen todos. Un mecanismo importante que explica parcialmente los efectos estimulantes de la cafeína es la inhibición competitiva de los receptores de adenosina. La adenosina es una sustancia mensajera de las células nerviosas y un producto de descomposición del metabolismo energético de las células. Si se gasta mucha energía, aumenta la concentración de adenosina en las células, que se une a su receptor y envía una señal a la célula para que gaste un poco menos de energía. Por lo general, esto provoca cansancio y garantiza que durmamos lo suficiente. Durante el sueño, la adenosina puede descomponerse y restablecer el suministro energético de las células. Debido a su similitud estructural con la adenosina, la cafeína tiene la capacidad de ocupar el mismo receptor sin activarlo. El resultado es la supresión de la fatiga.
Otro mecanismo importante es la inhibición de una fosfodiesterasa específica que cataliza la degradación del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). El AMPc es un importante segundo mensajero que interviene en muchos procesos celulares. Activa la enzima proteína quinasa A, que desempeña un papel importante en la liberación de glucosa del hígado y en el suministro energético de las células musculares. Además, el AMPc provoca un suministro de grasa de almacenamiento mediante la activación de ciertas lipasas. La cafeína inhibe la fosfodiesterasa, lo que aumenta el nivel de AMPc en las células y potencia los efectos antes mencionados del neurotransmisor.
Respiración
Se desconoce el mecanismo exacto de acción de la cafeína en el tratamiento de la apnea asociada a los niños prematuros, pero se barajan varios mecanismos. La explicación más probable es que, al bloquear los receptores de adenosina, aumenta el impulso respiratorio por una respuesta de la médula cerebral al dióxido de carbono, y la cafeína provoca simultáneamente un aumento de la contractilidad del diafragma.
Sistema nervioso central
La cafeína muestra antagonismo de los 4 subtipos de receptores de adenosina en el sistema nervioso central. Los efectos de la cafeína sobre el estado de alerta y la lucha contra la somnolencia están específicamente asociados al antagonismo del receptor A2a.
Sistema renal
La cafeína tiene un efecto diurético debido a su efecto estimulante sobre el flujo sanguíneo renal, aumentando la filtración glomerular e incrementando la excreción de sodio.
Sistema cardiovascular
El antagonismo del receptor de adenosina en el receptor A1 por la cafeína estimula los efectos de aumento de la contractilidad (inotrópicos) en el corazón. El bloqueo de los receptores de adenosina favorece la liberación de catecolaminas, lo que provoca efectos estimulantes en el corazón y el resto del organismo. En los vasos sanguíneos, la cafeína ejerce un antagonismo directo sobre los receptores de adenosina y provoca vasodilatación. Estimula las células endoteliales de la pared vascular para que liberen óxido nítrico, lo que aumenta la relajación de los vasos sanguíneos. Sin embargo, la liberación de catecolamina contrarresta esta acción y ejerce efectos inotrópicos y cronotrópicos sobre el corazón, lo que en última instancia provoca vasoconstricción. Los efectos vasoconstrictores de la cafeína son beneficiosos para la migraña y otros tipos de dolor de cabeza, que suelen estar causados por la vasodilatación del cerebro.
Farmacocinética
La cafeína se absorbe rápidamente tras su administración oral o parenteral y alcanza su concentración plasmática máxima en un plazo de 30 minutos a 2 horas. Tras la administración oral, el efecto se produce en unos 45 minutos. Los alimentos pueden retrasar la absorción de la cafeína. La biodisponibilidad absoluta alcanza casi el 100 % en adultos. La cafeína tiene la capacidad de atravesar rápidamente la barrera hematoencefálica, por lo que puede desarrollar su efecto de vigilia. Es hidrosoluble y liposoluble y se distribuye por todo el organismo. La unión a proteínas de la sustancia es de aproximadamente 10-36 %. El metabolismo de la cafeína tiene lugar principalmente en el hígado a través de la enzima citocromo CYP1A2. Los productos del metabolismo de la cafeína son la paraxantina, la teobromina y la teofilina. Estos metabolitos se eliminan principalmente por la orina. En un adulto de talla media, la semivida es de unas 5 horas, pero puede variar en más de un 50% en los fumadores.
Interacciones
Pueden producirse interacciones con las siguientes sustancias:
- Quinolonas, p. ej. ciprofloxacino
- Teofilina
- Duloxetina
- Preparados de hierba efedra o guaraná
- Rasagilina
- Tizanidina
