Zo werkt de cafeïnecalculator van Caffeine Clock

Het model

Elk drankje geldt als een dosis die volgens eerste-ordekinetiek in het lichaam wordt opgenomen en afgebroken. Voor een drankje met D milligram dat je in één keer drinkt, is het cafeïnegehalte na t uur:

C(t) = D × ka / (ka − ke) × (e^(−ke·t) − e^(−ka·t))

waarbij ka de opnamesnelheid is en ke de afbraaksnelheid. Het cafeïnegehalte stijgt zolang de opname sneller gaat dan de afbraak, bereikt een piek en daalt daarna met de door ke bepaalde snelheid. De curves van alle drankjes vormen samen het totaal dat je ziet.

Opname

De opnamesnelheid is afgeleid van de tijd die nodig is om 90 % van een drankje op te nemen (t90): ka = ln(10) / t90. Elk item in de drankdatabase heeft een eigen t90: bij 175 van de 222 drankjes is dit 45 minuten en bij de meeste andere 35 of 40 minuten. Cafeïne piekt meestal 30 tot 120 minuten na het drinken in het bloed.

Afbraak en halfwaardetijd

De afbraaksnelheid volgt uit je halfwaardetijd voor cafeïne: ke = ln(2) / t½. De standaardwaarde is 5 uur, binnen de 3 tot 6 uur die voor de meeste volwassenen wordt gemeld. De halfwaardetijd verschilt per persoon: roken verkort deze en orale anticonceptiva verlengen deze. Daarom kun je je eigen waarde instellen.

Rustig of in één keer drinken

Een drankje dat je in één keer opdrinkt, wordt als één dosis berekend. Rustig drinken wordt berekend als een gelijkmatige inname, verspreid over de tijd die je nodig had om het drankje op te drinken (standaard 10 minuten in de app). Zo ontstaat een lagere, latere piek dan wanneer je dezelfde hoeveelheid in één keer drinkt.

Slaapdrempel en bedtijd

De slaapdrempel (standaard 100 mg) is het cafeïnegehalte waaronder je bij bedtijd wilt zitten. De Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) merkt op dat een dosis van 100 mg bij sommige volwassenen de slaapduur en het slaappatroon kan beïnvloeden, vooral kort voor bedtijd. De calculator vergelijkt het cafeïnegehalte bij je volgende bedtijd met deze drempel en bepaalt wanneer je eronder komt.

Dagelijkse limieten als richtlijn

Voor de meeste gezonde volwassenen noemt de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) 400 mg per dag als een hoeveelheid die doorgaans niet met negatieve effecten wordt geassocieerd. De EFSA komt op hetzelfde uit en ziet bij een dosis tot 200 mg geen veiligheidsrisico. Voor zwangere vrouwen en vrouwen die borstvoeding geven, noemt de EFSA maximaal 200 mg per dag.

Beperkingen van het model

Het model beschrijft een gemiddelde volwassene. Hoe snel cafeïne wordt afgebroken, verschilt per persoon (roken en orale anticonceptiva zijn twee aangetoonde oorzaken). Ook varieert het cafeïnegehalte van hetzelfde drankje per recept en productiebatch. De waarden van Caffeine Clock zijn schattingen om je te helpen plannen, geen medische meting of medisch advies.

Bronnen

1. U.S. Food and Drug Administration. Spilling the Beans: How Much Caffeine Is Too Much? https://www.fda.gov/consumers/consumer-updates/spilling-beans-how-much-caffeine-too-much
2. Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid. Cafeïne (Engelstalige themapagina met een samenvatting van het wetenschappelijk advies uit 2015 over de veiligheid van cafeïne). https://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/caffeine
3. Drake C, Roehrs T, Shambroom J, Roth T. Caffeine effects on sleep taken 0, 3, or 6 hours before going to bed. Journal of Clinical Sleep Medicine. 2013;9(11):1195-1200. https://doi.org/10.5664/jcsm.3170
4. Mort JR, Kruse HR. Timing of blood pressure measurement related to caffeine consumption. Annals of Pharmacotherapy. 2008;42(1):105-110. https://doi.org/10.1345/aph.1k337
5. Grzegorzewski J, Bartsch F, Köller A, König M. Pharmacokinetics of caffeine: a systematic analysis of reported data for application in metabolic phenotyping and liver function testing. Frontiers in Pharmacology. 2021;12:752826. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.752826