4 mai 2016

Published 16:06 by with 1 comment

Un café ?

À partir d’une étude que nous avons menée sur un panel de 1787 individus, nous pouvons vous présenter à travers cet histogramme, les résultats obtenus pour 3 questions posées en relation avec le café :  

Auteur : Solène Droguet
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Ainsi au vu des réponses répertoriées, nous allons essayer dans cette partie de comprendre le rôle de la caféine (principal constituant du café) dans le processus du sommeil. Nous allons voir si par exemple, le café empêche réellement de dormir, comme une grande majorité de personnes le pensent. Sommeil et café font-ils bon ménage ?


  • La caféine qu’est-ce que c’est ?

De nos jours, 80% de la population mondiale consomme de la caféine, mais pas seulement en buvant du café car la caféine est aussi présente dans le thé (sous le nom de théine), les boissons énergisantes, les sodas, le cacao …
La caféine est une substance naturelle d’origine végétale utilisée par l’Homme depuis des décennies. Dans le monde végétal, la caféine est présente dans diverses plantes tropicales comme le théier, le cacaotier, la guarana (petit arbre tropical originaire du Brésil dont les graines sont riches en caféine) et bien évidemment le caféier. Elle est extraite des graines, des feuilles et des fruits. Les plantes citées précédemment se servent de la caféine comme moyen de défense contre les insectes et autres agresseurs extérieurs. Cette substance agit comme un pesticide naturel, tuant ou paralysant l’ennemi. Au niveau de la cellule végétale, la caféine, stockée dans un organite(1) cytoplasmique appelée vacuole(2), n’est pas en contact direct avec la plante qui la libère dans le milieu extérieur que lorsque cela est nécessaire.
La caféine a été isolée pour la première fois en 1819 par un chimiste allemand du nom de Friedrich Ferdinand Runge qui lui a donné le nom de « kaffein » devenue « caféine » en français. La caféine, aussi connue sous le nom de théine, guaranine, méthylthéobromine, 1,3,7-triméthylxanthine, a pour formule brute(3) C8H10N4O2.
La caféine

C’est un alcaloïde c’est-à-dire une molécule organique(4), azotée(5), d'origine végétale, possédant un caractère alcalin(6) et présentant une structure complexe. Les alcaloïdes possèdent principalement, à l’état pur des propriétés thérapeutiques et toxiques.
La  caféine appartient à la famille des bases puriques(7) ou plus précisément des méthylxanthines (d’où son nom : 1,3,7-triméthylxanthine) qui sont des dérivés de la xanthine portant des groupements méthyles CH3.
 
R1
R2
R3
Caféine
CH3
CH3
CH3
     
Méthylxanthine


  • Comment la caféine agit sur l’organisme ?

Lorsque l’on boit un café, la caféine se retrouve en quelques minutes dans notre sang et est donc distribuée à tous les tissus de l’organisme très rapidement : cependant il faudra à la caféine plusieurs heures pour être éliminée. La concentration de caféine dans le flux sanguin atteint son paroxysme entre 15 et 45min après l’ingestion. Si l’on considère un adulte en bonne santé, la demi-vie de la caféine dans l’organisme, c’est-à-dire le temps qu’il faut pour réduire de moitié sa quantité initiale, est de 3 à 4 heures.
Une fois dans le sang, elle peut gagner tous les organes et en particulier le cerveau. La caféine traverse facilement la barrière hémato-encéphalique(8). Elle possède un mode d’action particulier : elle est considérée comme un antagoniste des récepteurs à l’adénosine. En effet, rappelons que l’adénosine est une molécule qui inhibe(9) l’action du neurone(10) et qui permet entre autre le déclenchement du sommeil ; ainsi lorsque celle-ci se fixe sur ces récepteurs présents sur le neurone, elle ralentit le système nerveux et nous place dans un état de somnolence. Cependant, tous les neurones ne sont pas identiques : certains favorisent le sommeil et d’autres plutôt l’éveil. Pour les récepteurs de l’adénosine il en est de même : certains accentuent ou inhibent l’action du neurone. Ainsi, dans le cadre de cette brève étude, il faudra noter que nous parlerons exclusivement des neurones qui favorisent le sommeil et des récepteurs qui inhibent l’action du neurone.
Pour en revenir à l’adénosine, cette dernière permet aussi la dilatation des vaisseaux sanguins afin d’avoir une meilleure oxygénation du cerveau pendant le sommeil (car la nuit l’organe qui travaille le plus est le cerveau).

La caféine est considérée comme un stimulant du système nerveux, qui diminue la somnolence et augmente l’attention, possède une structure semblable à l’adénosine. Elle en profite donc pour se fixer sur les récepteurs de l’adénosine mais sans les activer, c’est-à-dire sans ralentir l’activité neuronale En effet, la caféine trompe notre cerveau en lui faisant croire qu’il n’est pas fatigué alors que ce n’est qu’un leurre ;  la fatigue est toujours présente mais nous la sentons moins.
Ainsi la caféine est un psychotrope, c’est-à-dire qu’il s’agit d’une substance qui agit principalement sur l’état du système nerveux central. En effet, rappelons que le cerveau est constitué de neurones qui sont regroupés en réseau et qui communiquent entre eux grâce à un influx nerveux (ou potentiel d’action(11) qui est un signal de nature électrique qui parcourt les axones de chaque neurone. Cependant, entre deux neurones, la fente synaptique rend impossible toute transmission directe du message de nature électrique. De ce fait, lorsque le signal arrive au niveau d’une synapse(12) cela libère au niveau du neurone pré-synaptique, des messagers chimiques(13) qui permettent la transmission de l’influx nerveux d’un neurone au suivant. Ainsi au niveau d’une synapse, le message nerveux est de nature chimique. L’activité nerveuse du cerveau suit un rythme qui peut accélérer ou ralentir en fonction des informations qu’il reçoit. Ainsi lorsque l’adénosine est fixée sur son récepteur, elle ordonne à l’influx nerveux de freiner son activité ce qui nous plonge petit à petit dans un état de somnolence.
On comprend donc que lorsque la caféine prend la place de l’adénosine, elle ne réduit pas l’activité neuronale, ainsi les neurones restent activés et nous restons éveillés (voir schéma bilan plus bas).


Enfin, l'activation de plusieurs circuits neuronaux par la caféine va aussi amener l'hypophyse(14) à synthétiser des hormones permettant aux glandes surrénales(15) de produire plus d’adrénaline. Cette dernière étant l'hormone de la fuite ou de la lutte, elle va augmenter notre niveau d'attention et donner un pic d'énergie à tout notre organisme.
Pour conclure, ce qu’une grande majorité de personnes pensent au sujet de l’impact de la caféine sur le sommeil est vrai : si l’on veut passer une bonne nuit de sommeil mieux vaut éviter le café ou toutes autres substances contenant de la caféine.

Schéma bilan :
Auteur : Solène Droguet
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Lexique
(1) Organite : composant d’une cellule

(2) Vacuole : compartiment cellulaire chez les végétaux, contenant une solution aqueuse renfermant entre autres des sels minéraux et des composés organiques, qui joue un rôle dans la modification du volume de la cellule

(3) Formule brute : formule qui comptabilise le nombre d’atomes et/ou groupe d’atomes présents dans une molécule (si on reprend l’exemple de la caféine sa formule brute est C8H10N4O2 ce qui signifie qu’elle possède 8 atomes de carbone, 10 atomes d’hydrogène, 4 atomes d’azote et 2 atomes d’oxygène).

(4) Molécule organique : molécule qui appartient au vivant

(5) Molécule azotée : molécule qui contient de l’azote N

(6) Alcalin : qui est le contraire de basique donc acide

(7) Bases puriques : dérivés de la purine

(8) Barrière hémato-encéphalique : barrière présente chez tous les vertébrés terrestres qui sépare la circulation sanguine du système nerveux central

(9) Inhiber : l’action d’empêcher un processus ou une réaction

(10) Neurones : principales cellules du système nerveux qui sont capables de recevoir, d’analyser et produire des informations

(11) Potentiel d’action : inversion brutale et éphémère de la différence de potentiel entre l’intérieur et l’extérieur d’un neurone. Le message nerveux véhiculé par un axone est une succession de potentiels d’action de fréquence donnée.

(12) Synapse : zone située entre deux neurones et assurant la transmission des informations de l'une à l'autre

(13) Messagers chimiques : aussi connu sous le nom de neurotransmetteurs : ce sont des molécules se trouvant dans des vésicules, qui sont produites par un neurone et qui permettent la transmission du message nerveux au niveau d’une synapse

(14) Hypophyse : glande endocrine de petite taille (pesant moins d’un gramme) située à la base du cerveau : elle sécrète des hormones déversées directement dans le sang ou la lymphe

(15) Glandes surrénales : paire de glandes située au-dessus des deux reins qui synthétisent et libèrent des hormones dans le sang

Sources :
Ouvrage :
Sciences de la Vie et de la Terre, Terminale S, collection A.Duco, édition Belin, programme 2012
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1 commentaire:

  1. Bien documenté. Une explication claire de l'influence du café sur notre activité et notre repos.

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