Auteur: Armelle Rancillac - Neurobiologiste - Collège de France, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB) UMR 7241 – U1050, Inserm
The Conversation - CC BY ND
Revenons sur les effets de la caféine, à l’occasion de la 25e Journée du sommeil, organisée par l’Institut national du sommeil et de la vigilance: comment nous empêche-t-elle de dormir? Pourquoi n’a-t-elle pas les mêmes effets sur tout le monde? Au-delà de ses effets stimulants, a-t-elle des bienfaits? Qu’est-ce que la "sieste café"?
La caféine est le stimulant le plus consommé au monde. Naturellement présente dans certaines plantes, des grains de café aux fèves de cacao en passant par les feuilles de thé, les noix de cola ou les baies de guarana, où elle joue le rôle d’insecticide naturel, cette molécule est aujourd’hui ajoutée dans de nombreux aliments, dans les boissons énergisantes, dans divers compléments alimentaires, ainsi que dans plusieurs médicaments.
Ses effets sur le sommeil sont bien connus, mais à quoi sont-ils dus? Et pourquoi vaut-il mieux éviter de consommer de la caféine trop tard dans la journée, même si l’on y est peu sensible? Voici les réponses.
CONSOMMATION D’ÉNERGIE ET PRESSION DE SOMMEIL
Pour comprendre comment fonctionne la caféine, il faut tout d’abord s’attarder sur la façon dont nos cellules se procurent leur énergie, et sur les raisons pour lesquelles nous nous sentons fatigués.
Tout comme un moteur à explosion requiert de l’essence ou du gazole pour fonctionner, nos cellules utilisent un carburant pour obtenir leur énergie: la molécule d’adénosine tri-phosphate, ou ATP.
Son clivage (coupure) dégage une grande quantité d’énergie et aboutit à l’accumulation dans notre organisme d’un produit de dégradation, l’adénosine. Plus longtemps nous restons éveillés, plus l’adénosine s’accumule.
Dans le cerveau, cette accumulation a des conséquences particulières. En effet, l’augmentation des quantités d’adénosine inhiberait peu à peu le fonctionnement cérébral en renforçant la "pression de sommeil", autrement dit le besoin de dormir.
Ainsi, plus nus passons du temps éveillé, plus la fatigue s’accumule, à mesure que croissent les quantités d’adénosine. Celle-ci ensuite éliminée lorsque nous dormirons. En conjonction avec d’autres facteurs, notamment l’action d’hormones qui synchronisent notre rythme sur l’alternance jour-nuit, cette molécule joue donc un rôle important dans le sommeil. Or, la caféine interfère avec son action. Mais comment?
LA CAFEINE TROMPE NOTRE CORPS
Il faut savoir que les cellules de notre corps détectent la quantité d’adénosine grâce à des récepteurs présents à leur surface. On peut voir ces structures comme des sortes de "socles" faits de protéines, sur lesquels s’arriment les molécules d’adénosine.
Schéma du mode d’action de la caféine dans le cerveau.
L’adénosine agit sur les neurones promoteurs du sommeil situés dans le noyau ventrolatéral préoptique (VLPO), une région du cerveau cruciale pour la régulation du sommeil lent. Ses effets se font sentir de deux façons: elle stimule directement ces neurones, en se fixant sur les récepteurs A2A qu’ils expriment, et elle empêche également leur inhibition par d’autres neurones (interneurones), en se fixant sur les récepteurs portés par ces derniers (récepteurs A1). La caféine bloque l’accès à ces deux types de récepteurs en s’y installant à la place de l’adénosine. Ces derniers n’étant plus accessibles, les neurones promoteurs du sommeil ne sont plus stimulés correctement. Le blocage du récepteur A2A serait toutefois le plus déterminant dans l’effet de la caféine. Armelle Rancillac, Fourni par l'auteur
Au cours de mes recherches, j’ai pu montrer non seulement que, dans le cerveau, la fixation de l’adénosine sur certains de ces récepteurs stimule des neurones promoteurs du sommeil, mais aussi qu’elle inhibe d’autres neurones, chargés, eux, d’empêcher les neurones promoteurs du sommeil de fonctionner.
Or, après ingestion, la caféine atteint rapidement le cerveau et s’installe sur les récepteurs voués à l’adénosine, empêchant cette dernière de les atteindre. Conséquence: l’activation des neurones promoteurs du sommeil diminue, et les mécanismes d’endormissement qui passent par l’adénosine se retrouvent en partie bloqués.
Concrètement, la caféine trompe notre corps en lui donnant l’impression qu’il a moins besoin de dormir. C’est la raison pour laquelle sa consommation augmente la latence d’endormissement. Elle réduit aussi l’efficacité du sommeil lent profond ainsi que la durée du sommeil paradoxal. Ce faisant, elle diminue donc le temps total du sommeil, particulièrement en période de dette de sommeil, qu’elle peut accentuer.
UNE TRÈS LONGUE DURÉE D’ACTION
Résumons: après avoir pénétré dans notre système digestif, la caféine passe dans notre sang, puis elle circule dans notre corps jusqu’à atteindre le cerveau, où elle se fixe sur des récepteurs à adénosine, empêchant cette dernière d’agir.
Les effets de la caféine se font sentir rapidement. En dix minutes seulement, elle commence à augmenter notre vigilance et améliore nos fonctions cognitives, en renforçant nos capacités de mémorisation et de concentration. Dans notre sang, le "pic de caféine", autrement dit sa concentration maximale, est atteint en moins d’une heure.
En revanche, s’en débarrasser prend beaucoup plus de temps. Il faut en effet attendre presque quatre heures pour que la moitié de la quantité de caféine présente dans notre corps soit éliminée. Et jusqu’à plus de quinze heures pour qu’elle soit totalement dégradée! Sa durée d’action est donc très longue.
UN CAFE DE TEMPS EN TEMPS, OU REGULIEREMENT?
Mais attention, une consommation régulière de caféine va induire une adaptation de l’organisme. En bloquant l’action de l’adénosine, la caféine réduit la sensibilité des cellules à ce neuromodulateur. Pour compenser, celles-ci augmentent le nombre de leurs récepteurs à l’adénosine et les rendent plus efficaces dans leurs réponses, ce qui conduit à une diminution progressive des effets stimulants de la caféine.
On appelle ce phénomène la tolérance. Chez la souris, il a été démontré que la consommation régulière de café accroît donc la pression de sommeil pour compenser les effets de la caféine.
C’est pourquoi l’arrêt brutal de la consommation de caféine peut entraîner des symptômes de sevrage: maux de tête, fatigue, irritabilité et baisse de la concentration, qui sont les symptômes d’une dépendance physiologique.
LA CAFEINE N’A PAS EXACTEMENT LES MEMES EFFETS CHEZ TOUT LE MONDE
Soulignons que, face à la caféine, nous ne sommes pas tous égaux, pour plusieurs raisons: nous ne dégradons pas tous cette molécule à la même vitesse, et la densité de récepteurs à adénosine présente sur nos cellules peut également varier d’une personne à l’autre, ce qui peut influer sur les effets de la caféine.
Ces derniers varient selon le patrimoine génétique, l’état de santé ou encore le mode de vie. La consommation de tabac ou d’alcool peut en renforcer l’effet stimulant, tout comme la prise de certains médicaments. Certaines maladies peuvent aussi ralentir sa métabolisation et majorer ses effets indésirables.
Quoi qu’il en soit, même si l’on n’a pas de difficulté à s’endormir après avoir bu tardivement une tasse de café, il ne faut pas croire que ce geste est sans conséquence. En effet, la qualité du sommeil sera moins bonne et sa durée, plus courte…
Au-delà des effets sur le sommeil
Il ne faut pas pour autant bannir complétement la caféine de notre alimentation. En effet, diverses études scientifiques ont établi un lien entre consommation de caféine et des effets protecteurs contre la maladie neurodégénérative, comme la maladie d’Alzheimer par exemple. D’autres travaux ont mis en évidence des effets sur les maux de tête, ou même sur l’asthme: en resserrant les vaisseaux sanguins, la caféine agirait comme un bronchodilatateur du système pulmonaire. Enfin, la consommation modérée de caféine serait associée à une diminution du risque cardiovasculaire.
Gare aux excès, toutefois: la caféine, en faisant augmenter la pression artérielle, peut conduire à la tachycardie. Une évaluation des risques menée par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) en 2015 concluait qu’à l’exception des femmes enceintes, les adultes en bonne santé pouvaient consommer quotidiennement jusqu’à 400 mg de caféine (soit environ 5,7 mg/kg), ce qui représente 4 tasses et demi de 200 ml de café filtre au cours de la journée. En faisant bien évidemment attention à l’heure…
