咖啡因如何影響人類大腦和身體：科學所顯示的

咖啡因如何到達大腦

根據News-Medical.net發布的咖啡因藥理學概述，咖啡、茶或能量飲料的興奮劑效應最早可在攝入後15分鐘內開始。一旦被吸收進血液中，咖啡因在大腦中的主要作用是阻斷腺苷的受體。腺苷是一種分子，通常在白天積累並向大腦發信號讓其放慢速度並感到困倦，根據佛羅里達大西洋大學Thrive健康計劃的說明。

通過佔據腺苷受體而不激活它們，咖啡因阻止了這種自然的'關閉開關'起作用，這使得大腦刺激活動比原本會持續更長的時間，FAU資料解釋道。腺苷受體阻滯也被描述為咖啡因的中樞藥理學機制，在2023年發表於Biomolecules期刊的關於慢性咖啡因消耗的研究中。

多巴胺、去甲腎上腺素和警覺性

根據FAU的說明，阻斷腺苷受體會影響其他幾種神經遞質，包括GABA、谷氨酸、多巴胺、去甲腎上腺素和血清素。咖啡因還提高了一種叫做cAMP的細胞信號分子水平，同一來源將其與兒茶酚胺如多巴胺和去甲腎上腺素水平增加相關聯——這些化學物質與注意力和清醒有關。

Biomolecules研究由研究者Cátia R. Lopes領導，給小鼠在飲用水中攝入咖啡因約兩週。該團隊報告說這種暴露使腺苷A1和A2A受體基本上繼續如前運作，並且沒有改變動物在行為測試中的記憶、情緒或運動。研究人員確實發現了能量儲備增加以及大腦皮層神經細胞連接處的改善的氧化還原（抗氧化劑）平衡，指向該腦區的代謝效應。由於研究在小鼠中進行，其關於大腦代謝的發現在人類中不一定相同。

身體如何分解咖啡因

吸收後，咖啡因主要由肝臟的細胞色素P450酶系統清除，該系統將其轉化為三種相關化合物：副黃嘌呤（約84%的劑量）、可可鹼（約12%）和茶鹼（約4%），根據News-Medical.net。在健康成年人中，咖啡因的半衰期——其中一半離開血液所需的時間——約為5到6小時，儘管同一來源指出這有所不同：大量吸煙可將其縮短約一半，而懷孕可延長至多15小時。

每日限制的官方指導

美國食品藥物管理局表示，每天400毫克——大約2到3杯12盎司的咖啡——對大多數健康成年人來說'通常不與負面影響相關聯'，同時指出耐受性取決於體重、藥物和個人敏感性。歐洲食品安全局在其2015年科學意見中得出了類似數字，得出結論認為單次劑量最多200毫克和每日總攝入量最多400毫克對健康成年人不會引起安全顧慮，根據歐洲食品信息委員會(EUFIC)發布的摘要。

EFSA為其他群體設定了較低的閾值：孕婦和哺乳婦女每天最多200毫克，兒童和青少年每公斤體重3毫克，根據EUFIC摘要。FDA另外建議不要給兩歲以下兒童飲用含咖啡因飲料，並指出醫學專家因其糖和咖啡因含量而建議兒童和青少年不要喝能量飲料。

過量消耗、有毒劑量和脫水

超過典型攝入量會導致心率增加、心悸、高血壓、失眠、焦慮、緊張不安、胃部不適、噁心和頭痛，FDA表示。該機構估計，毒性效應如癲癇發作可在快速攝入約1,200毫克咖啡因後出現——不到純物質的半茶匙——並警告說純的、高度濃縮的咖啡因產品'可能有嚴重的健康後果，包括死亡'。

咖啡因作為脫水利尿劑的名聲只是部分得到證據支持。發表在《營養前沿》的研究發現，約6毫克每公斤體重的劑量產生了可測量的尿液輸出增加，而約3毫克每公斤的較低劑量與純水相比沒有擾亂液體平衡。研究人員得出結論，對於大多數習慣性飲用者每天消耗相當於2到3杯咖啡的情況，咖啡因不太可能造成有意義的脫水。

耐受性和戒斷

定期使用導致耐受性，突然停止可能引發戒斷。由約翰霍普金斯大學精神病學教授Roland Griffiths和美利堅大學的Laura Juliano領導的綜述，涵蓋57項實驗和9項調查研究，發表於2004年《精神藥理學》期刊，確認了頭痛、疲勞或困倦、情緒低落和易怒、難以集中注意力，以及如噁心和肌肉酸痛等流感樣症狀是主要影響，根據ScienceDaily分發的研究結果摘要。

綜述發現，每天100毫克的日常攝入——約一小杯咖啡——足以在停止後對某些人產生戒斷症狀。在審查的研究中，大約一半的停止咖啡因的參與者報告了頭痛，約13%經歷了嚴重程度足以干擾正常活動如工作的痛苦或損害。症狀通常在最後一次劑量後12到24小時開始，在1到2天內達到峰值，並持續2到9天，ScienceDaily摘要表示。