CAFÉINE

La caféine est un stimulant naturel que l’on trouve le plus souvent dans le café, le thé et diverses autres plantes.
Il agit principalement comme un stimulant du système nerveux central, aidant à réduire la fatigue et à améliorer la vigilance.

Numéro CAS : 58-08-2
Synonymes : 1,3,7-triméthylxanthine, théine (dans le thé), guaranine (dans le guarana), matéine (dans le maté), caféine

Introduction à la caféine
Définition et structure chimique

La caféine (1,3,7-triméthylxanthine) est un alcaloïde naturel présent dans diverses espèces végétales.
Sa structure chimique est basée sur la xanthine, avec trois groupes méthyles attachés aux positions 1, 3 et 7. La structure de la caféine appartient à la classe de composés appelés purines.

Brève histoire de la découverte de la caféine
Les propriétés stimulantes de la caféine sont connues depuis des siècles. Le café, le thé et le cacao étaient consommés pour leurs effets stimulants bien avant l’isolement de la caféine.
Le composé a été isolé pour la première fois du café en 1820 par le chimiste allemand Friedlieb Ferdinand Runge.

Sources de caféine (naturelles et synthétiques)
Naturellement, la caféine se trouve dans le café, le thé, les fèves de cacao, les noix de kola et le yerba mate.
On le retrouve également en plus petites quantités dans diverses plantes.
La caféine synthétique est produite en laboratoire pour être utilisée dans des produits pharmaceutiques, des boissons énergisantes et d’autres produits.

Propriétés chimiques
Formule moléculaire et structure
La formule moléculaire de la caféine est C₈H₁₀N₄O₂ et son poids moléculaire est de 194,19 g/mol.
Les trois groupes méthyle sont attachés aux atomes d'azote de la structure purine, qui est un composé hétérocyclique constitué d'atomes de carbone et d'azote.

Propriétés physiques
La caféine est une poudre cristalline blanche, inodore et soluble dans l'eau. Sa solubilité est d'environ 2,17 g/100 ml dans l'eau à 25 °C. Son point de fusion est d'environ 238 °C et son goût est amer.
Isomères et stéréochimie de la caféine
La molécule de caféine possède une stéréochimie spécifique due à la disposition spatiale de ses atomes. La caféine existe sous forme de stéréoisomère unique, qui correspond à une disposition spécifique des atomes autour de ses centres chiraux.

Effets biologiques et pharmacologiques
Mécanisme d'action
La caféine exerce principalement ses effets stimulants en antagonisant les récepteurs d’adénosine (A1 et A2A) dans le cerveau.
L'adénosine favorise généralement la relaxation et la somnolence, et la caféine bloque ces effets, ce qui entraîne une vigilance et un état d'éveil accrus.

Effets stimulants sur le système nerveux central
La caféine augmente la libération de neurotransmetteurs comme la dopamine et la noradrénaline, qui contribuent à ses effets stimulants, améliorant la concentration, la fonction cognitive et l’énergie.

Effets sur le système cardiovasculaire
La caféine peut augmenter le rythme cardiaque et la tension artérielle chez les personnes sensibles. Ces effets sont généralement transitoires et peuvent être plus prononcés chez les personnes ne consommant pas régulièrement de caféine.

Métabolisme de la caféine (demi-vie, enzymes impliquées)
La demi-vie de la caféine dans le corps humain est d’environ 3 à 5 heures, bien qu’elle puisse varier en fonction de facteurs individuels tels que l’âge, la fonction hépatique et la grossesse.
Le métabolisme de la caféine est principalement assuré par l’enzyme hépatique CYP1A2, qui décompose la caféine en ses métabolites.

Effets sur le sommeil, l'humeur et les performances
La caféine est connue pour améliorer la vigilance et les performances dans les tâches cognitives, mais une consommation excessive, en particulier en fin de journée, peut perturber le sommeil.
Cela peut également affecter l’humeur, certaines personnes signalant des sentiments d’anxiété ou de nervosité à des doses plus élevées.

Conséquences pour la santé
Les bienfaits de la consommation de caféine
Des études montrent qu’une consommation modérée de caféine peut améliorer la vigilance mentale, réduire le risque de maladies neurodégénératives (comme la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson) et soulager temporairement la fatigue et les maux de tête.
Il peut également améliorer les performances sportives et l’endurance.

Risques potentiels pour la santé
Une consommation élevée de caféine peut entraîner de l’insomnie, une anxiété accrue, de la nervosité et des troubles gastro-intestinaux.
Chez certaines personnes, cela peut provoquer une dépendance et des symptômes de sevrage tels que des maux de tête, de l’irritabilité et de la fatigue.

La caféine dans différentes populations
Il est conseillé aux femmes enceintes de limiter leur consommation de caféine en raison de ses effets potentiels sur le développement du fœtus, notamment un risque accru de fausse couche et de faible poids à la naissance.
Il est également conseillé aux enfants et aux adolescents d’éviter une consommation excessive de caféine en raison de ses effets stimulants et de son impact potentiel sur la croissance et le développement.

La caféine et la santé mentale
La relation entre la caféine et la santé mentale est complexe.
Bien qu’elle puisse améliorer la vigilance et la fonction cognitive à court terme, la consommation chronique a été associée à une anxiété accrue et, dans de rares cas, à une psychose induite par la caféine.

Consommation de caféine
Sources typiques de caféine
Le café, le thé, le chocolat, les boissons énergisantes et les boissons gazeuses sont les sources les plus courantes de caféine.
La teneur en caféine de ces boissons peut varier considérablement, une tasse de café de 8 oz contenant en moyenne 80 à 100 mg de caféine.

Modèles de consommation mondiaux
Le café est la source de caféine la plus populaire au monde, notamment en Europe et en Amérique du Nord. Le thé est plus couramment consommé en Asie et au Royaume-Uni.
Les boissons énergisantes ont connu une popularité croissante, en particulier chez les jeunes.

Limites recommandées d'apport en caféine
Selon la FDA, un apport quotidien sûr en caféine pour la plupart des adultes peut atteindre 400 mg, ce qui équivaut à peu près à quatre tasses de café de 8 oz.
Il est conseillé aux femmes enceintes de limiter leur consommation à 200 mg par jour.

Dépendance à la caféine et symptômes de sevrage
La consommation régulière de caféine peut entraîner une tolérance et une dépendance.
Les symptômes de sevrage comprennent des maux de tête, de la fatigue, de l’irritabilité et des difficultés de concentration.
Ces symptômes disparaissent généralement quelques jours après l’arrêt du traitement.

La caféine dans l'industrie
Utilisation dans l'industrie agroalimentaire
La caféine est ajoutée à divers produits alimentaires, tels que les boissons énergisantes, les sodas et le chocolat, pour ses effets stimulants.
Il est également utilisé dans les compléments alimentaires visant à améliorer les performances et la vigilance.

La caféine comme stimulant dans les produits pharmaceutiques
La caféine est présente dans certains médicaments en vente libre pour ses effets stimulants.
On le trouve couramment dans les analgésiques, les médicaments contre le rhume et les compléments alimentaires pour la perte de poids.

La caféine dans les boissons énergisantes et les suppléments
Les boissons énergisantes contiennent souvent de fortes doses de caféine combinées à d’autres ingrédients comme la taurine, les vitamines B et le sucre.
Ces boissons sont commercialisées comme des produits améliorant les performances et combattant la fatigue, en particulier pour les jeunes adultes.

La caféine dans les cosmétiques
Dans les cosmétiques, la caféine est parfois incluse pour ses prétendus effets anti-cellulite, car elle peut resserrer les vaisseaux sanguins et améliorer l'apparence de la peau.
Il est également utilisé dans les produits de soins capillaires pour stimuler la croissance des cheveux.

Production et synthèse de caféine
Méthodes d'extraction naturelles
La caféine est extraite des grains de café, des feuilles de thé et des noix de kola.
Le processus d’extraction consiste à utiliser des solvants ou de l’eau chaude pour isoler la caféine, qui est ensuite purifiée pour être utilisée dans divers produits.

Méthodes de production de caféine synthétique
La caféine synthétique est généralement produite par synthèse chimique à partir de théobromine ou de xanthine.
Cette méthode est plus rentable et plus efficace, en particulier pour les grandes quantités requises par les industries alimentaires et pharmaceutiques.

Importance économique de la production de caféine
Le marché mondial de la caféine est important, le café et le thé étant des matières premières agricoles majeures. La production de caféine soutient de nombreuses industries, notamment l'agroalimentaire, la pharmacie et les cosmétiques.
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LA CAFÉINE

 
 
Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Montrez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortez de la zone dangereuse :
 
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, déplacer la personne à l'air frais.
En cas d'arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
 
En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport vers l’hôpital.
 
En cas d'ingestion :
NE PAS faire vomir.
Ne jamais rien donner par voie orale à une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.
 
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la mousse résistante à l’alcool, un produit chimique sec ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique
 
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour lutter contre l'incendie si nécessaire.
Mesures en cas de déversement accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.
 
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
 
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
 
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés pour l'élimination.
 
Manipulation et stockage :
Précautions pour une manipulation sans danger :
Éviter l’inhalation de vapeurs ou de brouillards.
 
Conditions de stockage sûr, y compris d’éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
 
Contrôles de l'exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance présentant des valeurs limites d’exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d’hygiène industrielle et de sécurité.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
 
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
 
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utiliser des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact cutané avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois en vigueur et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.
 
Contact complet :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Contact par éclaboussures
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d’utilisation spécifique.
 
Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs à épuration d'air sont appropriés, utilisez un respirateur complet avec des cartouches respiratoires combinées polyvalentes (US) ou de type ABEK (EN 14387) comme solution de secours aux contrôles techniques.
 
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d’air complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés conformément aux normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
 
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux :
Des produits de décomposition dangereux se forment en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique.
 
Considérations relatives à l’élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Proposez les solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d’élimination agréée.
Contactez un service professionnel agréé d’élimination des déchets pour éliminer ce matériau.
Emballage contaminé :
Éliminer comme produit non utilisé