Ciao Koelina,
sono Giovanni. Come sai, una volta al mese, di lunedì, la Voce del Kolibrì la scrivo io al posto di Elena. Il mese scorso abbiamo tolto di mezzo il freddo, che non esiste 😄. Oggi tocca a una cosa che probabilmente tieni in mano quasi ogni mattina.
LA MERAVIGLIA NASCOSTA NELLE COSE
numero 2 di 4
La tazzina è vuota da un minuto. L’hai bevuta in piedi, in tre sorsi, appoggiata al piano della cucina. Adesso aspetti la spinta.
Apri la finestra. Sposti due tazze. Controlli il telefono.
A un certo punto ti accorgi che hai smesso di sbadigliare. Quando è successo? E cosa è cambiato davvero?
Per anni, anche da biologo, ho dato la risposta più comoda: il caffè mi ha dato energia. Sembra perfetta. Ed è quasi giusta. Quasi.
Un espresso senza zucchero ha un paio di calorie. Come carburante vale meno di un chicco d’uva. Eppure ti svegli.
Quindi il caffè non ti aggiunge qualcosa. Ti toglie qualcosa. E per capire cosa, dobbiamo partire dalla stanchezza.
Il contatore che non vedi
Perché certe mattine alle dieci sei già stanca, mentre altre, alla stessa ora, sei pronta a conquistare il mondo?
Prendi due giornate. Lunedì corri dalle sei del mattino e alle undici di sera crolli. Martedì dormi un’ora sul divano nel pomeriggio e alle undici sei ancora lucida. Stessa sveglia, stessa ora. Stanchezza diversa.
Il sonno, infatti, è regolato da due sistemi. Il primo è l’orologio biologico, sincronizzato soprattutto dalla luce: dice al corpo che ore sono. Il secondo è una specie di contatore: registra da quanto tempo sei sveglia. Più ore passano, più cresce quella che gli scienziati chiamano pressione del sonno. Quando dormi, si scarica.
Le ore di veglia si sommano e basta. L’unica cosa che riporta indietro quel numero è il sonno.
La stanchezza che senti nasce dall’incontro dei due.
E non è solo una sensazione. Dopo una giornata lunga, nel sonno profondo il cervello produce onde lente più ampie, misurabili con un elettroencefalogramma. Più lunga la veglia, più profonde le onde. Tienile a mente: tra poco tornano.
Ma che cosa fa girare quel contatore?
La cenere dell’energia
Qui mi concedo due minuti da biologo. Resta con me, perché è la parte più bella.
Ogni tua cellula funziona grazie a una molecola chiamata ATP. È la vera moneta energetica del corpo: la produciamo dal cibo che mangiamo e la spendiamo per tutto, dal battito del cuore al pensiero che stai facendo adesso.
I neuroni sono tra le cellule più affamate che abbiamo. Il cervello pesa circa il due per cento del corpo, ma a riposo consuma intorno al venti per cento dell’energia.
Ogni volta che una cellula spende ATP, la molecola perde pezzi, un gruppo fosfato dopo l’altro. Alla fine di questa catena resta l’adenosina.
Rileggi con calma: l’adenosina è ciò che rimane dopo che l’energia è stata usata. È la cenere del fuoco.
Nel 1997 un gruppo di ricercatori l’ha misurata direttamente nel cervello di alcuni gatti, tenuti svegli più a lungo del solito. In una zona profonda, coinvolta nel mantenerci svegli, l’adenosina saliva ora dopo ora. Con il sonno tornava a scendere.
Il contatore, quindi, non è una metafora campata in aria. Ha un candidato molto serio: una molecola che si accumula mentre il cervello lavora.
E qui arriva il colpo di scena: la stanchezza non è il segnale che l’energia manca. È il segnale che ne hai usata tanta.
La chiave che entra ma non gira
L’adenosina, per farsi sentire, deve legarsi a dei recettori: piccole serrature sulla superficie dei neuroni. Quando la chiave entra e gira, il messaggio passa: rallenta.
Ora guarda la caffeina. Chimicamente si chiama 1,3,7 trimetilxantina. Il nome spaventa, ma il senso è semplice: il suo cuore è un anello di atomi della stessa famiglia, le purine, che sta anche al centro dell’adenosina. Sono cugine.
Per questo la caffeina entra nella stessa serratura.
Ma non gira.
Occupa il posto e basta. In gergo è un antagonista: blocca il recettore senza attivarlo. L’adenosina arriva, trova la serratura già presa e il messaggio non passa.
I recettori coinvolti sono soprattutto due, chiamati A1 e A2A. Nel 2005, studiando topi a cui mancava il recettore A2A, alcuni ricercatori hanno visto che la caffeina non li rendeva più svegli. Nei topi senza A1, invece, l’effetto restava. Una buona parte della “spinta” del caffè sembra passare da lì, in un’area profonda del cervello legata alla motivazione.
Ecco il punto: la stanchezza non se ne va. Resta in fila fuori dalla porta. A sparire è il segnale.
La stessa serratura, due chiavi cugine. Una entra e gira. L’altra entra e basta: le chiavi giuste restano in fila fuori.
La vigilanza che senti è reale, non te la stai inventando. Ma è come abbassare il volume della sveglia: suona più piano, l’ora resta quella.
E quando la caffeina se ne va? Le chiavi rimaste in fila trovano le serrature libere. Per questo a volte la stanchezza torna tutta insieme.
Una precisazione onesta: l’adenosina non è l’unica regista del sonno. Il cervello usa molti segnali che dialogano tra loro. È però una delle principali ed è quella su cui la caffeina agisce di più.
Il caffè delle quattro arriva a mezzanotte
La caffeina non sparisce quando smetti di sentirla. Per misurare quanto resta si usa l’emivita: il tempo che il corpo impiega a eliminarne metà.
Secondo l’EFSA, negli adulti sani è in media di circa quattro ore, ma può andare da due a otto.
Facciamo i conti con quattro ore. Alle quattro del pomeriggio ne hai cento unità. Alle otto, cinquanta. A mezzanotte, venticinque. Alle quattro del mattino ne gira ancora un ottavo.
Quattro ore per la prima metà. Poi altre quattro per metà di quello che è rimasto. Non finisce mai del tutto: diventa solo sempre più piccolo.
“Ma io mi addormento lo stesso.” Lo dicevo anch’io.
Ricordi le onde lente? In uno studio del 2013, alcune persone hanno preso caffeina sei ore prima di dormire, in dose alta, più o meno quattro o cinque espressi. Il loro sonno, misurato con gli strumenti, si è accorciato di oltre un’ora. Molte non se ne sono accorte.
Quello che senti e quello che succede, anche qui, non coincidono.
Ma perché due ore per una persona e otto per un’altra? La risposta sta nel fegato.
Lì lavora un enzima con un nome da targa, CYP1A2. Il suo mestiere è staccare dalla caffeina quei piccoli gruppi di atomi che la rendono tale. Circa l’ottanta per cento diventa paraxantina, una molecola che a sua volta è ancora attiva e continua a lavorare per un po’.
La velocità di questo enzima cambia da persona a persona. In parte è scritta nei geni: esistono metabolizzatori rapidi e lenti. In parte dipende da ciò che succede nella vita. Il fumo lo accelera. Gli estrogeni, compresi quelli contenuti in alcuni farmaci, possono rallentarlo. Se ti riguarda, è una bella domanda da portare al tuo medico.
Non ti dirò quanti caffè bere né a che ora smettere. Ti lascio solo questo: la sensazione di una tazzina e la sua permanenza nel corpo sono due storie diverse.
Il fiore che vuole farsi ricordare
La caffeina non l’abbiamo inventata noi. Alcune piante, compresa quella del caffè, la mettono nel nettare dei loro fiori. Poca, pochissima: così poca che l’ape non ne sente l’amaro.
L’ape arriva per bere. Mentre passa da un fiore all’altro trasporta il polline. Per la pianta è una visitatrice preziosa e il nettare è il modo per convincerla a tornare.
Nel 2013 un gruppo di ricercatori ha insegnato ad alcune api ad associare un profumo a una goccia di zucchero. Metà ricevevano la goccia normale, metà la stessa goccia con un pizzico di caffeina.
Il giorno dopo, le api “al caffè” ricordavano il profumo tre volte più spesso. Tre giorni dopo, ancora il doppio.
I ricercatori sono andati a guardare anche dentro il loro cervello. Nelle api c’è una struttura dedicata all’apprendimento, chiamata corpi fungini per la sua forma. La caffeina rendeva i neuroni di quella zona più pronti a rispondere. Un fiore, in pratica, lascia una traccia più profonda nella memoria del suo impollinatore.
Pensaci. In noi la stessa molecola silenzia un segnale di stanchezza. Nell’ape rafforza un ricordo. Con la caffeina la pianta non le offre energia: le offre una buona ragione per tornare.
(Vale per le api in laboratorio, non per noi. Ma resta una delle storie più belle che conosco.)
Una prova da fare con la tazzina
L’ultima meraviglia puoi toccarla con mano. Ti servono un caffè non bollente, due dita e un naso libero. Se sei raffreddata, rimandala a un altro giorno.
Tappati il naso. Bevi un sorso e tienilo in bocca qualche secondo.
Senti l’amaro, il caldo, la consistenza. Ma il caffè sembra molto meno caffè.
Ora lascia il naso.
Il profumo arriva di colpo. In realtà era già lì: le molecole odorose salivano dalla bocca verso il naso passando dietro il palato. Si chiama olfatto retronasale ed è responsabile di gran parte di ciò che chiami sapore. La lingua da sola riconosce pochi gusti di base. Tutto il resto lo fa il naso.
Hai cambiato una cosa sola. E l’esperienza è diventata un’altra.
Tre storie, un filo solo: quello che senti non è sempre quello che succede. Una stanchezza silenziata. Un fiore che si fa ricordare. Un profumo che prende una strada che non notiamo.
La prossima volta che tieni la tazzina in mano, forse ti verrà in mente tutto questo, prima ancora del primo sorso.
Adesso tocca a te. Fai la prova del naso e rispondi a questa email con una parola sola: quella che descrive il tuo caffè nel momento in cui hai lasciato la presa. Le leggiamo tutte, io ed Elena.
Ci vediamo tra 1 mese, con una nuova meraviglia nascosta.
Giovanni
P.S. Qui non ti ho detto quanti caffè bere né a che ora smettere. L’ho fatto a voce, nel podcast sulla caffeina: quanta berne, quando e cosa succede quando esageri. È il pezzo che completa questa lettera.
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Le fonti
Qui sotto c’è dove andare a vedere, se ti va di andare a fondo e verificare (cosa che invito a fare sempre, anche con me).
• USDA FoodData Central, voci Beverages, coffee, brewed, espresso e Grapes, red or green: le calorie della tazzina e del chicco d’uva.
• Marcus E. Raichle, Debra A. Gusnard, Appraising the brain’s energy budget, in PNAS, vol. 99, 2002: il cervello pesa il due per cento del corpo e ne consuma il venti per cento dell’energia.
• Alexander A. Borbély, A two process model of sleep regulation, in Human Neurobiology, 1982: l’orologio e il contatore. Derk-Jan Dijk, Domien G. M. Beersma, Serge Daan, EEG power density during nap sleep, in Journal of Biological Rhythms, 1987: le onde lente che crescono con la veglia.
• Tarja Porkka-Heiskanen e colleghi, Adenosine: A Mediator of the Sleep-Inducing Effects of Prolonged Wakefulness, in Science, 1997: l’adenosina che sale nel prosencefalo basale dei gatti tenuti svegli. Che nella veglia normale di una persona quella salita lenta non sia ancora stata misurata lo scrivono Christina F. Reichert, Tom Deboer, Hans-Peter Landolt, Adenosine, caffeine, and sleep-wake regulation, in Journal of Sleep Research, 2022.
• Bertil B. Fredholm e colleghi, Actions of Caffeine in the Brain, in Pharmacological Reviews, 1999: la caffeina occupa i recettori dell’adenosina senza attivarli.
• Zhi-Li Huang e colleghi, Adenosine A2A, but not A1, receptors mediate the arousal effect of caffeine, in Nature Neuroscience, 2005: i topi senza A2A. Michael Lazarus e colleghi, in Journal of Neuroscience, 2011: l’area profonda è il nucleo accumbens.
• EFSA, Scientific Opinion on the safety of caffeine, in EFSA Journal, 2015: l’emivita di circa quattro ore, da due a otto. Astrid Nehlig, Interindividual Differences in Caffeine Metabolism, in Pharmacological Reviews, 2018: l’enzima CYP1A2, la paraxantina, i geni, il fumo e gli ormoni.
• Christopher Drake e colleghi, Caffeine Effects on Sleep Taken 0, 3, or 6 Hours before Going to Bed, in Journal of Clinical Sleep Medicine, 2013: il sonno accorciato di oltre un’ora.
• Geraldine A. Wright e colleghi, Caffeine in Floral Nectar Enhances a Pollinator’s Memory of Reward, in Science, 2013: le api e i corpi fungini.
• Paul Rozin, Taste-smell confusions and the duality of the olfactory sense, in Perception & Psychophysics, 1982: il naso che lavora da dietro il palato.
Due precisazioni, perché mi sembrano giuste. I conti orari che hai letto sono aritmetica mia sui numeri dell’EFSA: puoi rifarli col telefono in trenta secondi. E nessuna ape, in quello studio, è tornata a nessun fiore: si misurava il ricordo di un profumo. Che dal ricordo alla fedeltà il passo sia breve è la conclusione degli autori, ragionevole ma dedotta.
Sono Giovanni. Per anni ho fatto il ricercatore scientifico, tecnico di laboratorio. Da allora non ho più smesso di chiedere “Perché”: oggi faccio il life coach e il personal trainer, ma prima di credere a una cosa pretendo ancora di capire come funziona. Semplicemente per non smettere mai di vivere pienamente la meraviglia insita in ogni cosa che ci circonda, in modo semplice ma stimolante. Sto scrivendo un libro sulle cose di ogni giorno che abbiamo smesso di guardare. Ogni spiegazione l’ho verificata una per una, perché tu possa essere certa che quello che leggi non è la mia opinione ma un fatto provato, con le fonti che puoi controllare anche tu.
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