咖啡因如何影响人脑和身体：科学说明了什么

咖啡因如何到达大脑

根据News-Medical.net发表的咖啡因药理学综述，来自咖啡、茶或能量饮料的刺激效果可以在摄入后早至15分钟开始。一旦被吸收到血液中，咖啡因在大脑中的主要作用是阻断腺苷受体，腺苷是一种在白天积累并向大脑发出放慢速度和感到困倦信号的分子，根据佛罗里达大西洋大学健康中心的说明。

通过占据腺苷受体而不激活它们，咖啡因阻止了这个自然的'关闭开关'起作用，这使大脑刺激活动持续的时间比正常情况下更长，FAU材料解释道。在发表在《生物分子》杂志上的2023年关于慢性咖啡因消费的研究中，腺苷受体阻断也被描述为咖啡因的中心药理学机制。

多巴胺、去甲肾上腺素和警觉性

根据FAU的说明，阻断腺苷受体会影响其他几种神经递质，包括GABA、谷氨酸、多巴胺、去甲肾上腺素和血清素。咖啡因还提高了一种称为cAMP的细胞信号分子的水平，同一来源将其与儿茶酚胺（如多巴胺和去甲肾上腺素）的增加联系起来——这些是与专注和清醒相关的化学物质。

由研究员卡蒂亚·R·洛佩斯领导的《生物分子》研究在大约两周内给小鼠的饮用水中添加咖啡因。团队报告说，这种暴露使腺苷A1和A2A受体在很大程度上继续如常发挥作用，并没有改变动物在行为测试中的记忆、情绪或运动。研究人员确实发现皮质中神经细胞连接处的能量储备增加和氧化还原（抗氧化）平衡改善，指向该脑区的代谢效应。由于该研究是在小鼠身上进行的，其关于脑代谢的发现在人类中不一定相同。

身体如何分解咖啡因

根据News-Medical.net，吸收后，咖啡因主要通过肝脏的细胞色素P450酶系统清除，该系统将其转化为三种相关化合物：帕萨蒂嗪（约占剂量的84%）、可可碱（约12%）和茶碱（约4%）。在健康成年人中，咖啡因的半衰期——半数咖啡因离开血液所需的时间——约为5到6小时，尽管同一来源指出这会有所不同：大量吸烟可以将其缩短大约一半，而怀孕可以延长15小时。

关于每日限制的官方指导

美国食品和药物管理局表示，每天400毫克——大约两到三杯12盎司的咖啡——对大多数健康成年人来说'通常不与负面影响相关'，同时指出耐受性取决于体重、药物和个人敏感性。欧洲食品安全局在其2015年科学意见中得出了类似的数字，根据欧洲食品信息委员会（EUFIC）发布的摘要，其结论是单次剂量最多200毫克，每日总摄入量最多400毫克不会对健康成年人造成安全隐患。

EFSA为其他群体设定了更低的阈值：孕妇和哺乳妇女每天最多200毫克，儿童和青少年每公斤体重3毫克，根据EUFIC摘要。FDA单独建议不为两岁以下儿童提供含咖啡因的饮料，并指出医学专家建议儿童和青少年不要饮用能量饮料，因为它们的糖和咖啡因含量。

过量摄入、中毒剂量和脱水

FDA表示，超过典型摄入量可能会导致心率加快、心悸、高血压、失眠、焦虑、神经过敏、胃不适、恶心和头痛。该机构估计，毒性作用如癫痫发作可能在快速摄入约1200毫克咖啡因后出现——少于纯物质的半茶匙——并警告纯的、高浓度咖啡因产品'可能导致严重的健康后果，包括死亡'。

咖啡因作为脱水利尿剂的声誉只得到部分证据支持。发表在《营养前沿》上的一项研究发现，每公斤体重约6毫克的剂量产生了可测量的尿量增加，而约每公斤体重3毫克的较低剂量与白开水相比并未破坏流体平衡。研究人员得出结论，对于大多数每天习惯性摄入相当于两到三杯咖啡的人来说，咖啡因不太可能导致有意义的脱水。

耐受性和戒断

经常使用会导致耐受性，突然停止可能会引发戒断。由约翰霍普金斯大学精神病学教授罗兰德·格里菲思和美利坚大学的劳拉·朱利亚诺领导的评论，涵盖57项实验研究和9项调查研究，于2004年发表在《精神药理学》杂志上，根据ScienceDaily发布的研究摘要，将头痛、疲劳或嗜睡、心情低落和易怒、难以集中精力和流感样症状（如恶心和肌肉疼痛）确定为主要影响。

评论发现，每天100毫克的低摄入量——大约一小杯咖啡——足以在停止摄入后在某些人中产生戒断症状。在检查的研究中，大约一半戒除咖啡因的参与者报告了头痛，约13%经历了足以干扰工作等正常活动的痛苦或损伤。根据ScienceDaily摘要，症状通常在最后一剂后12至24小时开始，在1至2天内达到顶峰，并持续2至9天。