¿Qué hace la cafeína en su cuerpo, desde una perspectiva química?

La cafeína (C8H10N4O2) es el nombre común de la trimetilxantina (el nombre sistemático es 1,3,7-trimetilxantina o 3,7-dihidro-1,3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona). Para las plantas, la cafeína actúa como un pesticida natural.
En los humanos, estimula el sistema nervioso central, la frecuencia cardíaca y la respiración, tiene propiedades psicotrópicas (que alteran el estado de ánimo) y actúa como un diurético suave. El efecto de la cafeína en nuestro cuerpo se puede explicar mejor desde la perspectiva de la biología en lugar de desde la perspectiva de la química.
La cafeína, la droga que le da sabor al café y a la cola, tiene una serie de efectos fisiológicos. A nivel celular, la cafeína bloquea la acción de una sustancia química llamada fosfodiesterasa (PDE). Dentro de las células, PDE normalmente descompone el segundo mensajero químico monofosfato de adenosina cíclico (cAMP). Muchas hormonas y neurotransmisores no pueden atravesar la membrana celular, por lo que ejercen sus acciones indirectamente a través de estos segundos mensajeros; cuando se unen a un receptor en la superficie de una célula, inicia una reacción química en cadena llamada cascada enzimática que da como resultado la formación de sustancias químicas de segundo mensajero.
Por lo tanto, cuando la cafeína detiene la descomposición de cAMP, sus efectos se prolongan y la respuesta en todo el cuerpo se amplifica de manera efectiva. En el corazón, esta respuesta provoca norepinefrina, también llamada noradrenalina, y un neurotransmisor relacionado, la epinefrina, para aumentar la velocidad y la fuerza de las contracciones del músculo. Aunque los dos actúan en concierto, la norepinefrina es liberada por los nervios simpáticos cerca del tejido marcapasos del corazón, mientras que la epinefrina se libera principalmente por las glándulas suprarrenales. Estos mensajes químicos conducen a un comportamiento de “lucha o huida”. Durante condiciones estresantes o de emergencia, aumentan la frecuencia y la fuerza del corazón, aumentando así la presión arterial y administrando más oxígeno al cerebro y otros tejidos.