Emivita della caffeina: perché il caffè del pomeriggio è ancora lì a mezzanotte

Un'equazione, e ciò che esclude

Alle dosi che le persone bevono davvero, la caffeina segue un'eliminazione del primo ordine. L'espressione ha un significato preciso: il corpo rimuove per unità di tempo una proporzione costante di ciò che è presente, non un numero costante di milligrammi. Il doppio di caffeina a bordo significa il doppio di caffeina eliminata all'ora, ed è per questo che la curva è un'esponenziale e non una retta che scende a zero. La quantità residua è la dose per un mezzo elevato al tempo trascorso diviso l'emivita, cioè 200 × (1/2)^(8/5) per una dose di 200 mg presa otto ore prima con un'emivita di cinque ore. Quell'espressione è tutto il modello, e da lì esce ogni numero di questo articolo.

Ciò che l'equazione esclude è altrettanto utile. Non ha un termine per la stanchezza che senti, nessuno per la tolleranza, e nessuna soglia oltre la quale il farmaco si dichiari sparito — la curva tende a zero e non lo tocca mai. Non ha nemmeno un termine per qualcosa che tu possa fare per accelerarla. Acqua, cibo, sport e docce fredde non compaiono, perché nessuno cambia in modo apprezzabile la clearance epatica. Le due variabili che contano sono la dose che hai preso e l'emivita a cui gira il tuo fegato, e solo una delle due dipende da te.

Metà resta metà: il decadimento ora per ora di una tazza

Parti dalle 15 con 200 mg e un'emivita di cinque ore. Alle 16 restano 174 mg, alle 18 ne restano 132, alle 20 esattamente 100 — un'emivita, metà dose. Alle 23, otto ore dopo, circolano ancora 66 mg, all'incirca la caffeina di un espresso preso a letto. Scendi sotto i 50 mg all'una di notte, sotto i 25 mg alle 6, e al risveglio ne porti ancora 12. La FDA colloca una tazza da 240 ml di caffè filtro fra circa 80 e 100 mg: quel che resta a mezzanotte di un solo caffè pomeridiano non è una traccia, è una frazione consistente di un'altra tazza.

La trappola della parola «emivita» è che la si sente come una durata di vita. Un'emivita toglie il 50 %, due il 75 %, tre l'87,5 %, quattro il 93,75 %, cinque il 96,9 %. I clinici considerano per convenzione un farmaco praticamente eliminato dopo quattro o cinque emivite: un'emivita di cinque ore significa dunque venti-venticinque ore, non cinque. Per questo un caffè delle 15 è ancora misurabile a colazione, e per questo chi beve caffè dal risveglio a metà pomeriggio non tocca mai davvero lo zero in una settimana lavorativa.

L'emivita è un intervallo, e l'intervallo ha delle cause

La rassegna di farmacologia della caffeina dell'Institute of Medicine indica un'emivita plasmatica media di circa 5 ore nei soggetti sani e un intervallo di circa 1,5-9,5 ore. È più di un fattore sei, ed è il dato più importante di questa pagina — maggiore di qualsiasi differenza fra un caffè forte e uno leggero. Quasi tutto risale a un solo enzima. Il CYP1A2 elabora la grande maggioranza della caffeina ingerita, e la sua attività varia fra le persone sia geneticamente, attraverso polimorfismi comuni del gene CYP1A2, sia per via ambientale.

Tre fattori ambientali sono abbastanza grandi da cambiare la risposta, non da sfumarla. Il fumo induce il CYP1A2, e la letteratura clinica riassunta in StatPearls quantifica la riduzione dell'emivita fino al 50 % nei fumatori — il caffè pomeridiano di un fumatore è davvero un farmaco diverso da quello di un non fumatore. I contraccettivi orali combinati vanno nella direzione opposta: la rassegna dell'Institute of Medicine afferma chiaramente che il loro uso può raddoppiare l'emivita della caffeina. La gravidanza è il singolo effetto maggiore, con l'ultimo trimestre associato a emivite fino a 15 ore man mano che l'attività del CYP1A2 cala. Nulla di esotico. Fra un fumatore e una donna al terzo trimestre, lo stesso espresso persiste per durate radicalmente diverse.

Due persone, una tazza, 3,6 volte il farmaco al momento di dormire

Metti due persone allo stesso tavolo alle 15 e dai 200 mg a entrambe. Una fuma: poni un'emivita di 3 ore. L'altra prende un contraccettivo orale combinato: poni 10 ore, dentro il raddoppio descritto dall'Institute of Medicine. Alle 23 la prima ha 31 mg a bordo e la seconda 115 mg — un fattore 3,6 da un'unica tazza identica. Nessuna delle due ha sbagliato qualcosa, nessuna ha bevuto un caffè più forte, e nessuna lo sente al gusto. È questo che le persone stanno davvero descrivendo quando dicono che la caffeina «non le tocca» o che ne sono «molto sensibili»: spesso non è sensibilità recettoriale, è clearance.

La conseguenza pratica è che un orario limite non si copia da qualcun altro. «Niente caffè dopo le 14» è una regola derivata da un'emivita di cinque ore e da un'ora di sonno alle 23; ai due estremi della distribuzione è semplicemente sbagliata. Per trovare la tua non serve un test genetico ma una sottrazione: scegli un residuo con cui accetti di andare a letto, torna indietro dalla tua ora di sonno con l'emivita che il calcolatore ti lascia impostare, e correggila nell'arco di due settimane in base a come hai dormito davvero.

Le dosi si sommano: la tazza del pomeriggio si posa su quelle del mattino

Il decadimento esponenziale è additivo, quindi una giornata di caffè è solo una somma di curve. Prendi uno schema comune: 100 mg alle 8, 100 mg alle 10, 200 mg alle 13 e 200 mg alle 16, in tutto 600 mg — sopra i 400 mg al giorno che la FDA cita come non generalmente associati a effetti negativi, ma nulla di eccezionale. Con un'emivita di cinque ore, quel che circola ancora alle 23 è 13 + 16 + 50 + 76 = 155 mg. Con un'emivita di tre ore, 68 mg; con nove ore e mezza, 289 mg. Il residuo alla sera varia di oltre un fattore quattro a parità di consumo, solo per via della clearance.

Guarda quale termine domina. La dose delle 16 contribuisce con 76 mg dei 155, quella delle 13 con 50, e le due tazze del mattino insieme solo con 29. Non perché i caffè del mattino fossero più piccoli, ma perché hanno avuto quindici e tredici ore per decadere mentre quelli del pomeriggio ne hanno avute sette e sei. Togliere l'ultima tazza della giornata vale, al momento di dormire, diverse volte più che togliere la prima: è la lezione più direttamente applicabile di questa aritmetica.

Sentirsi svegli non è averla eliminata

La lettura soggettiva della caffeina è inaffidabile in un modo preciso e misurabile. Drake e colleghi hanno dato a dormitori sani una dose fissa di 400 mg a 0, 3 o 6 ore prima dell'ora abituale di coricarsi, misurando il sonno sia con autovalutazione sia con un monitor domestico validato. Anche a sei ore dal letto, il tempo di sonno totale misurato oggettivamente calava di oltre un'ora — e i partecipanti in larga parte non se ne accorgevano. I loro resoconti soggettivi non registravano il disturbo che il dispositivo rilevava. È questo scarto a rendere sbagliata ogni regola personale fondata su «dopo un caffè la sera dormo benissimo».

Le due divergono perché vigilanza e concentrazione ematica sono curve diverse. La tolleranza smussa la stimolazione percepita nell'arco di settimane di uso quotidiano senza cambiare affatto la clearance epatica: un bevitore abituale può quindi davvero smettere di sentire una tazza e portare comunque gli stessi milligrammi alla stessa ora. Il calcolatore segue i milligrammi. Al tuo orologio biologico non interessa se ti sono piaciuti.

Adenosina: il debito continua a crescere mentre l'allarme è silenziato

La caffeina non fornisce energia. Attraversa la barriera ematoencefalica e agisce da antagonista sui recettori dell'adenosina, bloccando una molecola di segnale che si accumula durante la giornata di veglia e il cui accumulo è uno dei correlati fisiologici della pressione del sonno. Bloccare il recettore non rimuove l'adenosina. Ti impedisce di leggere l'indicatore. È la versione meccanicistica di un'esperienza molto comune: la stanchezza che non sentivi alle 18 arriva tutta insieme quando il blocco cede.

Ecco perché la curva di decadimento conta più della sensazione. Mentre la concentrazione scende durante la notte, i recettori si liberano mentre l'adenosina accumulata è ancora lì, e la pressione mascherata alle 23 si impone nelle prime ore del mattino — uno dei meccanismi per cui la caffeina frammenta la seconda metà della notte invece di ritardarne solo l'inizio. Calcolare quel che resta prima di dormire non è pignoleria. È l'unica parte di questo sistema che puoi vedere prima di metterti a letto.

Domande frequenti

Se l'emivita è di 5 ore, la caffeina sparisce dopo 5 ore?

No — ne è sparita la metà. Da 200 mg te ne restano 100. Due emivite lasciano il 25 %, tre il 12,5 %, quattro il 6,25 %. I clinici considerano per convenzione quattro-cinque emivite come eliminazione effettiva: un'emivita di cinque ore significa venti-venticinque ore prima che la dose sia trascurabile, non cinque.

A che ora dovrei smettere di bere caffè?

Non c'è un'ora universale, perché l'emivita non lo è. Fallo al contrario: decidi con quale residuo accetti di andare a letto e usa il calcolatore con un'emivita che hai motivo di ritenere valida per te. Con un'emivita di cinque ore e le 23 come ora di sonno, un caffè da 200 mg lascia 66 mg — dimezzarlo a 100 mg o anticiparlo di due ore taglia quel numero all'incirca a metà.

Dopo un caffè la sera mi addormento benissimo. Vuol dire che non mi tocca?

Alla luce dei dati, no. Nello studio di Drake e colleghi (2013), 400 mg presi sei ore prima di coricarsi hanno ridotto di oltre un'ora il tempo di sonno totale misurato oggettivamente, mentre i resoconti dei partecipanti hanno in gran parte mancato il disturbo. Addormentarsi e dormire bene sono esiti diversi, e la caffeina danneggia il secondo più affidabilmente del primo.

Bere caffè tutti i giorni me lo fa smaltire più in fretta?

L'uso abituale cambia soprattutto ciò che senti, non la velocità con cui elimini. La tolleranza smussa la stimolazione soggettiva in poche settimane; la clearance epatica dipende soprattutto dall'attività del CYP1A2, che risponde al fumo, alla contraccezione ormonale o alla gravidanza, non a quanto caffè bevi. Un forte bevitore quotidiano può quindi smettere di sentire una tazza e portarsi comunque gli stessi milligrammi alla sera.

Perché lo stesso caffè fa molto più effetto al mio partner che a me?

Molto probabilmente perché la eliminate a velocità diverse. Le emivite pubblicate negli adulti vanno da circa 1,5 a 9,5 ore, e il CYP1A2 — l'enzima che elabora la grande maggioranza della caffeina ingerita — varia geneticamente, è indotto dal fumo e rallentato dai contraccettivi orali combinati. Otto ore dopo una tazza identica da 200 mg, chi elimina in 3 ore ne ha 31 mg residui, chi elimina in 10 ore ne ha 115.

Sono incinta, o prendo la pillola combinata. Che cosa significa in pratica l'emivita più lunga?

Significa che la stessa assunzione produce un livello di base più alto, perché ogni dose ha meno tempo per essere eliminata prima della successiva. Il parere EFSA del 2015 raccomanda a donne in gravidanza e allattamento di limitare la caffeina a 200 mg al giorno da tutte le fonti, contro 400 mg per gli altri adulti; la fine della gravidanza è stata associata a emivite fino a 15 ore. È una conversazione per la tua ostetrica o il tuo medico, non per una pagina web.