Teacrina, la prochaine caféine ?

On vous raconte tout sur la Théacrine, une substance considérée comme une nouvelle forme de caféine, mais avec quelques différences.

La société demande clairement une chose :

Des substances qui augmentent la performance psychomotrice.

Dans la recherche de complexes modulateurs du système nerveux central, de nombreux agonistes dopaminergiques, catécholaminergiques, cholinergiques… sont apparus. Tous avec un mécanisme d’action particulier et des cibles spécifiques.

Qu’est-ce que la Théacrine ?

La Théacrine (Acide 1,3,7,9-Tétraméthylurique) est une molécule homologue à la caféine, sauf qu’elle possède une cétone et un groupe carboxyle ajoutés à l’anneau imidazole.

Figure I. Structure moléculaire de la Théacrine et de la Caféine.

Et ça veut dire quoi ?

Grâce à sa structure chimique, comme les autres méthylxanthines, elle possède la capacité de stimuler le système nerveux central.

Mais à quel point ? Comment peut-on le savoir ?

C’est le principal facteur limitant des purines pour atteindre les récepteurs des neurones qui nous “gardent actifs”.

D’où vient-elle ?

Dans la recherche d’un alcaloïde aux effets similaires, on a pu trouver l’acide tétraméthylurique (ou théacrine), une purine méthylée jusqu’à il y a quelques années inconnue ; que nous avons réussi à extraire du thé kucha et, bien sûr, à synthétiser en laboratoire.

Figure II. Représentation graphique de l’obtention de la Théacrine à partir du thé kucha (Camellia Assamica var. Kucha). (Li et al., 2015).

Méthylxanthines

Ce sont des substances avec une structure de purine (comme la caféine, théobromine ou théophylline) qui sont des méthylxanthines, des substances naturelles (et légales) avec les propriétés suivantes :

C’est pourquoi la caféine est supérieure aux autres méthylxanthines pour stimuler le système nerveux central, favoriser la concentration et la vitesse de réaction ; cela vient de sa structure plus lipophile que les autres méthylxanthines, ce qui améliore le transport et l’agonisme de la substance (Monteiro et al., 2016).

Figure III. Effets centraux et périphériques de l’action des méthylxanthines. (Monteiro et al., 2016).

Propriétés de la Théacrine

La Théacrine possède la capacité de traverser facilement la barrière hémato-encéphalique.

Dans le graphique suivant, on peut voir que de 15’ à 2h, les concentrations de Théacrine dans le plasma et dans le cerveau se corrèlent presque parfaitement (Li et al., 2015) :

Figure IV. Corrélation entre les concentrations de Théacrine dans le plasma (barres pleines) et dans le cerveau (barres vides) ; 15 min, 30 min, 1h, et 2h après consommation. (Li et al., 2015).

Le caractère lipophile d’une substance lui confère une plus grande force conductrice et donc une meilleure capacité à atteindre le récepteur cible ou à diffuser la bicouche lipidique ; c’est-à-dire… plus de puissance.

Cependant, une substance extrêmement lipophile peut entraîner une forte toxicité ; à cause de sa grande capacité de transport, liaison et rétention ; elle peut nécessiter plus de temps pour être métabolisée et donc agir plus longtemps dans l’organisme.

C’est pourquoi les substances pharmacologiques sont généralement recommandées plus hydrophiles (tant qu’elles peuvent agir) c’est mieux ; car elles sont plus sûres, tout simplement.

Eh bien non, on ne sait pas exactement pourquoi, mais en fait, elle est légèrement plus “douce” que la caféine elle-même ; peut-être à cause de l’ajout de la cétone à la molécule ou, possiblement, d’un coefficient de distribution logarithmique plus bas, associé à une biodisponibilité moindre (He et al., 2017).

Qu’est-ce que je veux dire par là… ?

Théacrine avec Caféine, pour plus d’efficacité

La co-administration de caféine avec la Théacrine augmentait significativement l’activité de cette dernière.

Les données du tableau ci-dessous sont claires : la Théacrine seule met plus de temps à atteindre sa concentration maximale dans le sang, est éliminée plus rapidement de l’organisme et nécessite plus de doses pour atteindre les effets.

Figure V. Métabolisme de la Théacrine après consommation de 25 mg (condition 1), 125 mg (condition 2), et 125 mg + 150 mg de caféine (condition 3). (He et al., 2017).

Qu’est-ce que je dis ?

Sachant que 150 mg de caféine atteignent une concentration maximale de 33,4 ng/mL ; et que la Théacrine seule atteint 34,1 ng/mL (à peu près pareil), mais qu’elle est plus hydrophile et donc moins puissante ; et que 150 mg est une dose faible de caféine, tandis que 125 mg est une dose élevée de Théacrine…

La Théacrine N’EST PAS le substitut de la caféine…

Question génétique

Il est aussi bon de rappeler que les personnes qui expriment un génotype CYP1A2 avec un ou deux allèles C, sont considérées comme “métaboliseurs lents” (un terme incorrect, d’ailleurs) et montrent un effet ergogénique moindre (en cas d’AC) voire inexistant ou négatif (en cas de CC) lors de la consommation de caféine.

Cette association semble dépendre des consommateurs habituels de xénobiotiques métabolisables par cette voie (fumeurs et consommateurs réguliers de café).

Figure VI. Temps lors d’un test de vitesse après consommation d’un placebo (barres pleines), de caféine à faible dose (2 mg/kg, barres rayées), et à dose modérée (4 mg/kg, barres vides) ; selon le génotype exprimé de rs762551. Montre l’effet positif de la caféine chez le génotype (A; A) et négatif chez le (C; C). (Guest et al., 2018).

C’est pourquoi, potentiellement, on naît avec une réponse individuelle prédéfinie.

Comment ça affecte la performance sportive ?

Comme quasiment aucune étude n’analyse le génotype exprimé chez les sujets participants, on peut tomber sur des résultats comme ceux-ci :

Figure VII. Changements en 1RM au développé couché et squat après consommation de placebo, 300 mg de Théacrine, 300 mg de caféine et 150 mg de chaque substance ; chez des sujets entraînés. (Cesareo et al., 2019).

Ni 300 mg de caféine, ni 300 mg de Théacrine, ni leur combinaison (une dose assez élevée), n’ont montré d’augmentation de la performance des participants aux tests de force.

Seule la Théacrine (moins de la moitié de la dose de l’étude du graphique précédent), a augmenté la performance des athlètes de 27 % ; ces sujets étaient majoritairement des “métaboliseurs rapides”.

Figure VIII. Changements dans le temps jusqu’à l’épuisement lors d’un test d’effort à intensité maximale après consommation d’un placebo, Théacrine, caféine ou une combinaison. (Bello et al., 2019).

Explication des résultats des études

La caféine est l’un des aides ergogéniques les plus puissants (à court terme) sur le marché, tellement puissante que l’AMA (Agence Mondiale Antidopage) essaie depuis des années de la bannir, et il existe actuellement des concentrations maximales de métabolites dans l’urine à partir desquelles on considère un dopage.

Cependant, notre génétique va déterminer notre réponse individuelle à la consommation de méthylxanthines, les allèles exprimés dans différents SNPs (parties du génome qui varient entre individus) associés à certains gènes vont déterminer la métabolisation et les effets positifs de la caféine (CYP1A2), ses effets secondaires (ADORA2A), les effets dopaminergiques et l’anxiété (DRD2), ou les effets sur la perte de graisse (ADRB2), entre tant d’autres connus et à découvrir.

À retenir…

Avec tout ce qui précède, voici un petit résumé de ces données :

Potentiel de la Théacrine

La Théacrine, contrairement à la caféine, “ne génère pas de tachyphylaxie”, c’est-à-dire qu’elle ne produit pas de tolérance à l’usage.

Cependant, cette conclusion est basée sur des rapports d’échelles d’humeur, qui bien qu’étant validées, restent assez imprécises (Taylor et al., 2016). Tant qu’on n’aura pas évalué la réponse physiologique à une consommation continue de Théacrine, on ne pourra pas conclure cela avec une certitude à 100 %.

Et même si elles partagent des mécanismes d’action, grâce à sa très longue demi-vie (surtout en combinaison avec la caféine), la Théacrine a montré son utilité en inhibant les phosphodiestérases dans les neurones de souris, et en améliorant le métabolisme cortical du glucose, après exposition à des facteurs de stress.

Elle améliore l’équilibre sérotonine/dopamine, permettant aux souris d’être “plus calmes”, améliorant leur apprentissage et leur mémoire.

Figure IX. Mécanisme d’action montrant le potentiel de la Théacrine à atténuer le déficit cognitif après exposition à des stimuli stressants via le contrôle du métabolisme du glucose (plus d’activité de GLUT1 et 3 ; inhibition de la LDH, augmentation de la synthèse de 5HT et équilibre des neurotransmetteurs inhibiteurs/excitants). (Li et al., 2015).

Conclusions

Le potentiel futur de la Théacrine réside plus dans son action nootropique que dans son profil stimulant propre, reléguant ce dernier à une simple combinaison avec la caféine.

Il faudra continuer à chercher, car la pharmacocinétique de cette purine est intéressante et tous ses effets potentiels ne sont probablement pas encore élucidés.

Sources bibliographiques

1. Cesareo, K. R., Mason, J. R., Saracino, P. G., Morrissey, M. C., & Ormsbee, M. J. (2019). The effects of a caffeine-like supplement, TeaCrine®, on muscular strength, endurance and power performance in resistance-trained men. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 16(1), 47.
2. Di, L., & Kerns, E. H. (2016). Chapter 10 – Blood-Brain Barrier. In L. Di & E. H. Kerns (Eds.), Drug-Like Properties (Second Edition) (Second Edition, pp. 141–159).
3. Guest, N., Corey, P., Vescovi, J., & El-Sohemy, A. (2018). Caffeine, CYP1A2 Genotype, and Endurance Performance in Athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, 50(8), 1570–1578.
4. He, H., Ma, D., Crone, L. B., Butawan, M., Meibohm, B., Bloomer, R. J., & Yates, C. R. (2017). Assessment of the Drug-Drug Interaction Potential Between Theacrine and Caffeine in Humans. Journal of Caffeine Research, 7(3), 95–102.
5. Li, Y.-F., Chen, M., Wang, C., Li, X.-X., Ouyang, S.-H., He, C.-C., … He, R.-R. (2015). Theacrine, a purine alkaloid derived from Camellia assamica var. kucha, ameliorates impairments in learning and memory caused by restraint-induced central fatigue. Journal of Functional Foods, 16, 472–483.
6. Monteiro, J. P., Alves, M. G., Oliveira, P. F., & Silva, B. M. (2016). Structure-Bioactivity Relationships of Methylxanthines: Trying to Make Sense of All the Promises and the Drawbacks. Molecules (Basel, Switzerland), 21(8).
7. Taylor, L., Mumford, P., Roberts, M., Hayward, S., Mullins, J., Urbina, S., & Wilborn, C. (2016). Safety of TeaCrine(R), a non-habituating, naturally-occurring purine alkaloid over eight weeks of continuous use. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 13, 2.

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