Come funziona il calcolatore di Caffeine Clock

Il modello

Ogni bevanda è considerata una dose assorbita ed eliminata dal corpo con una cinetica di primo ordine. Per una bevanda con D milligrammi consumata tutta in una volta, il livello di caffeina nel corpo dopo t ore è:

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

dove ka è il tasso di assorbimento e ke quello di eliminazione. Il livello di caffeina aumenta finché l'assorbimento supera l'eliminazione, raggiunge il picco e poi diminuisce al ritmo definito da ke. Le curve di tutte le bevande vengono sommate per ottenere il totale mostrato.

Assorbimento

Il tasso di assorbimento dipende dal tempo necessario perché una bevanda venga assorbita al 90 % (t90): ka = ln(10) / t90. Ogni elemento nel database delle bevande ha il proprio t90: 175 delle 222 bevande usano 45 minuti, mentre la maggior parte delle altre 35 o 40 minuti. Di solito la caffeina nel sangue raggiunge il picco da 30 a 120 minuti dopo l'assunzione.

Eliminazione ed emivita

Il tasso di eliminazione deriva dalla tua emivita della caffeina: ke = ln(2) / t½. Il valore predefinito è 5 ore, nell'intervallo da 3 a 6 ore indicato per la maggior parte degli adulti. L'emivita varia da persona a persona: il fumo la riduce e i contraccettivi orali la aumentano, perciò puoi impostare la tua.

Sorseggiare o bere tutto d'un fiato

Una bevanda finita tutta d'un fiato viene calcolata come dose singola. Se viene bevuta gradualmente, l'assunzione è distribuita in modo uniforme sul tempo impiegato per finirla (10 minuti per impostazione predefinita nell'app). Il picco risulta così più basso e tardivo rispetto alla stessa quantità bevuta tutta in una volta.

Soglia del sonno e ora di andare a letto

La soglia del sonno (100 mg per impostazione predefinita) è il livello di caffeina sotto il quale vuoi trovarti all'ora di andare a letto. L'Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) segnala che dosi singole di 100 mg possono influire sulla durata e sui ritmi del sonno in alcuni adulti, soprattutto se assunte poco prima di andare a letto. Il calcolatore confronta il livello previsto alla prossima ora di andare a letto con questa soglia e determina quando scenderai al di sotto.

Limiti giornalieri di riferimento

Per la maggior parte degli adulti sani, la Food and Drug Administration (FDA) statunitense indica 400 mg al giorno come quantità generalmente non associata a effetti negativi. L'EFSA indica lo stesso valore e non rileva problemi di sicurezza per dosi singole fino a 200 mg. Per le donne in gravidanza o che allattano, l'EFSA indica fino a 200 mg al giorno.

Limiti del modello

Il modello descrive un adulto tipico. La velocità di eliminazione della caffeina varia da persona a persona (il fumo e i contraccettivi orali sono due cause documentate), mentre il contenuto di caffeina della stessa bevanda cambia in base alla ricetta e al lotto. I valori di Caffeine Clock sono stime utili per pianificare l'assunzione, non misurazioni o consigli medici.

Fonti

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. Autorità europea per la sicurezza alimentare. Caffeina (pagina tematica in inglese che riassume il parere scientifico del 2015 sulla sicurezza della caffeina). 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