Metabolismo da cafeína

O metaboloma é um conjunto de metabólitos e suas interações dentro de um sistema biológico. Um exame metabolômico nos dá informações sobre o momento. É como uma fotografia do que está acontecendo agora no corpo.

Conhecer este quadro ajuda o nutricionista a planejar dietas ou intervenções para corrigir alterações metabólicas. Por exemplo, suplementos podem ser usados para melhorar o processo de eliminação de toxinas pelo fígado. Já quando há falta de um metabólito celular importante, nutrientes podem ser administrados para ajudar o corpo a formá-lo.

Podemos estudar estes metabólicos no plasma, no soro, na urina. Estes exames nos fornecem biomarcadores de ingestão dietética de curto prazo. Análise do eritrócito ou do tecido adiposo nos dá dados sobre a ingestão a médio prazo e a avaliação de tecidos como cabelos, unhas ou mesmo dentes fornece dados sobre a ingestão de longo prazo.

Exemplos de Biomarcadores Nutricionais e Metabolismo da Cafeína

Os biomarcadores nutricionais são ferramentas valiosas para monitorar a saúde e a função dos genes, ajudando a identificar o estado bioquímico de um organismo em resposta a fatores ambientais e mudanças na expressão genética. Alguns exemplos incluem:

  • Nitrogênio urinário: indica a ingestão de proteínas.

  • Homocisteína: reflete o metabolismo do folato.

  • Colesterol e triglicerídeos no sangue: associados ao risco cardiovascular.

  • Metabólitos como adipato, suberato, metilmalonato, lactato e isocitrato: indicam a função mitocondrial e o metabolismo de carboidratos.

  • Glicina urinária: pode sinalizar desequilíbrios na microbiota intestinal.

Esses biomarcadores ajudam a avaliar de forma funcional como o organismo responde a mudanças genéticas ou ambientais.

No caso da cafeína, ela é rapidamente absorvida (99% em 45 minutos), com uma parte sendo metabolizada no fígado. Sua principal metabolização envolve a formação da paraxantina, um metabólito que tem efeitos semelhantes à cafeína, especialmente no bloqueio de receptores de adenosina. A cafeína é distribuída uniformemente pelos fluidos corporais e pode atravessar a placenta e a barreira hematoencefálica, atingindo até o leite materno. Sua excreção ocorre principalmente pela urina (cerca de 70%) e, em menor quantidade, pelas fezes.

A farmacocinética da cafeína pode variar entre indivíduos, com fatores como genética, dieta e condições de saúde influenciando sua metabolização. O CYP1A2, uma enzima hepática, é fundamental no metabolismo da cafeína, transformando-a principalmente em paraxantina. Isso ressalta a importância de considerar os metabólitos da cafeína ao avaliar seus efeitos biológicos.

Principais Vias e Enzimas Envolvidas na Degradação da Cafeína

A imagem anterior mostra que a degradação da cafeína no organismo segue diversas vias metabólicas, cada uma envolvendo enzimas específicas. Durante o processo, a cafeína é convertida principalmente em três metabólitos principais: paraxantina, teofilina e teobromina.

  • Paraxantina (verde) é o principal metabólito da cafeína, e possui potentes efeitos biológicos, representando cerca de 84% do metabolismo da cafeína.

  • Teofilina (laranja) e teobromina (laranja) são metabólitos secundários, com a teofilina representando cerca de 12% e a teobromina 4%.

A degradação da cafeína ocorre principalmente no fígado, mediada por várias enzimas, incluindo:

  • CYP (Citocromo P450), especialmente as isoenzimas CYP1A2, CYP2E1 e CYP3A4, responsáveis por desmetilar a cafeína.

  • NAT2 (N-acetiltransferase-2) e XO (Xantina oxidase) também desempenham papéis no processo metabólico.

O resultado dessa metabolização inclui compostos como AAMU (5-acetilamino-6-amino-3-metiluracil) e AFMU (5-acetilamino-6-formilamino-3-metiluracil), que são formas mais modificadas dos metabólitos da cafeína.

Essas vias e enzimas são essenciais para entender os efeitos biológicos da cafeína e seus metabólitos, como a paraxantina, que tem um impacto biológico significativo, especialmente em relação ao bloqueio de receptores de adenosina.

Fatores que afetam o metabolismo da cafeína

  1. Idade: Em recém-nascidos, o metabolismo da cafeína é lento devido à imaturidade hepática, com meia-vida que pode ultrapassar 65 horas. Em adultos, essa duração reduz para 2,5 a 5 horas. Em idosos, a farmacocinética da cafeína é semelhante à de adultos jovens.

  2. Sexo e hormônios:

    • Homens tendem a apresentar maior atividade do CYP1A2. Entretanto, fatores como contraceptivos orais e gravidez diminuem a velocidade de metabolização da cafeína em mulheres, elevando sua meia-vida de 6 para até 18 horas no terceiro trimestre gestacional.

    • Os estrogênios podem inibir o metabolismo da cafeína, interferindo em efeitos neuroprotetores potenciais da cafeína em doenças como Parkinson. Em mulheres, os benefícios cognitivos da cafeína são mais evidentes, especialmente em idades avançadas.

  3. Etnia: Diferenças metabólicas foram identificadas entre grupos étnicos. Por exemplo, a combinação de CYP1A2 lento com NAT2 rápido é mais comum em africanos do que em caucasianos.

  4. Obesidade: Em indivíduos obesos, o volume de distribuição da cafeína aumenta em 60%, prolongando sua meia-vida em até 69%. Contudo, estudos recentes apontam que a obesidade grave impacta minimamente a taxa de eliminação da cafeína, com efeito mais pronunciado em mulheres. Assim, ajustes na dosagem de medicamentos contendo cafeína não são necessários.

  5. Doença hepática: A metabolização da cafeína é significativamente prejudicada por doenças hepáticas, como cirrose e hepatite. Na cirrose alcoólica, sua meia-vida pode chegar a 160 horas, com redução na depuração plasmática e síntese de metabólitos, dificultando a eliminação da substância.

  6. Tabagismo: O tabagismo acelera o metabolismo da cafeína, dobrando sua taxa de eliminação devido à indução de enzimas hepáticas. Após parar de fumar, a depuração diminui em 36%, dobrando os níveis plasmáticos de cafeína e alterando seu padrão de metabolização.

  7. Dieta e álcool: A dieta afeta o metabolismo da cafeína. Bebês alimentados com fórmula têm maior depuração, enquanto alimentos como brócolis e vitamina C aumentam a eliminação. Em contrapartida, suco de toranja e álcool prolongam sua meia-vida. O consumo regular de cafeína pode aumentar a atividade metabólica, mas isso depende de fatores individuais. Combinar álcool e cafeína pode criar um estado de alerta, mas não reduz os efeitos negativos do álcool.

  8. Medicamentos: Medicamentos que inibem ou induzem a atividade do CYP1A2 podem alterar significativamente a metabolização da cafeína. Antidepressivos, antibióticos quinolonas, contraceptivos orais e alguns anti-inflamatórios afetam sua depuração, podendo exigir ajustes na dosagem. Por outro lado, a cafeína também pode intensificar os efeitos de drogas estimulantes, como anfetaminas, gerando riscos cardiovasculares e neurológicos.

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Dra. Andreia Torres é Nutricionista, especialista em nutrição clínica, esportiva e funcional, com mestrado em nutrição humana, doutorado em psicologia clínica e cultura/ensino na saúde, pós-doutorado em saúde coletiva. Também possui formações no Brasil e nos Estados Unidos em práticas integrativas em saúde. Para contratar envie uma mensagem: http://andreiatorres.com/consultoria/
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