大家好，我是boss捷，專注於科普和健康領域。
用科學愛自己、愛家人，喜歡請關注我。我會把最實用、最通俗的科學、健康知識每天分享給您！
今天我要和大家聊聊咖啡，看完這篇文章你會知道如何健康、科學的喝咖啡，從而過癮又養身！
不知道你是不是和我一樣，自從愛上喝咖啡，總有人在身邊說教：
“咖啡喝多了不好，會讓你的生物鐘紊亂”
“別喝咖啡啦，小心記憶力減退”
“血脂高還敢天天喝咖啡，小心身體吃不消”……
咖啡喝多了對健康不利，這個我們都懂！但就是忍不住不喝呀！特別是小藍杯開賣後，點餐便捷不說，天天還有大額優惠券，讓人慾罷不能。我們無非是“就是愛喝”或者“不得不喝”一族。
如何你和我一樣，是“道理我都懂，就是離不開”的這樣一群人，那今天這篇文章就是為你而寫，如何科學的喝咖啡，既過癮又不傷身，是今天我們要研究的課題。
01
咖啡因——愛它就要了解它
小時候看著爸爸媽媽喝咖啡，我們提出要嚐嚐時，往往會遭到拒絕。他們說，咖啡很苦，不好喝，可長大了，我們還是忍不住要試一下。
這一試，可能就再也離不開了，甚至成了真愛。有人愛上它是因為“苦”這種獨特得風味，而大部分人最初愛上它還是因為——提神。
- 你知道嗎？咖啡最初的發現者不是人，而是山羊！
一千年前在非洲大陸的某座高山下，一群食用了紅色咖啡漿果的山羊興奮得讓一個牧羊人整夜沒睡。這位牧羊人把山羊的發現物送給一些祭司，結果大大延長了祭司們做禱告的時間。咖啡，就是這樣被人發現了它的存在價值。
大約在13世紀時，咖啡作為一種興奮型飲料，已風行阿拉伯地區，虔誠的伊斯蘭教徒喝上一杯咖啡便精神大振，可以通宵達旦地舉行宗教儀式而不打瞌睡。可是，咖啡在18世紀初傳到歐洲後，卻被人看做是一種毒品而不敢飲用。大家都說那是伊斯蘭異教徒的飲料，信奉基督教的歐洲人吃了是要死的。
瑞典國王古斯塔夫三世決定就此做個試驗。國王找來一個死囚，宣佈用喝咖啡來代替死刑：馬上喝3杯咖啡，如沒死的話，第二天再喝3杯，如此一直喝到死為止。試驗的結果：那死囚不僅沒被毒死，而且身體很好，一直活到80多歲。於是，喝咖啡終於像潮水般流行起來，尤其在上流社會，喝咖啡成了一種時髦。
- 咖啡因是什麼？
咖啡能提神，歸功於咖啡因。咖啡因是一種天然化合物，主要在咖啡豆、可可豆、茶葉中提取，咖啡因化學名稱是 1，3，7- 三甲基黃嘌呤，和DNA 中的嘌呤結構類似。如果咖啡因經過純化，則會得到微苦的白色晶體粉末，且不溶於水。
咖啡因分子式
目前已知的情況是，咖啡因在體內代謝主要位置是肝臟，在去掉一個或兩個甲基後，生成二甲基或單甲基黃嘌呤。在經過一夜代謝之後，80%的咖啡因及其代謝產物會被排出體外。
- 咖啡因為什麼可以提神？
科學家研究表明，咖啡因可以提神的主要原因在於，它可以引起中樞系統興奮。原理我通過王小明很平常的一天來講述。
昨晚，王小明為了寫工作彙報，在辦公室熬了一個通宵，今天上午他依然不能睡覺，因為9：00要在月度的生產經營會議中彙報。這時疲勞的感覺和睏意一陣陣襲來，他感覺有些抵擋不住。用手機小程序點了一杯外賣美式咖啡，並一飲下肚，漸漸的他感覺整個人又有了精神。
這一個過程，王小明身體裡發生了什麼？首先，因為長時間不休息，王小明身體會疲勞報警，產生大量信號物質“腺苷”。要讓大腦知道“我累了”，“腺苷”就必須與大腦中的某一特定受體對接，然後產生睏意。沒有喝咖啡前，“腺苷”的信號能正常傳遞，所以王小明是困的。
喝下一杯咖啡後，咖啡中的咖啡因通過王小明的消化系統進入血液，隨後通過血液循環系統到達特定的位置，開始給傳遞信號的“腺苷”搗亂，讓“腺苷”無法和它對應的受體對接。這時，大腦就無法收到腺苷傳遞的疲勞信號，無法產生睏意，王小明也就睏意漸消，可以繼續扛 4 個小時至 6 個小時。不過，之前讓他感覺疲勞的“腺苷”並沒有減少，所以，咖啡因提神只是騙身體的感受罷了，疲勞仍然還在那裡，只是你感受不到了。
咖啡因對腺苷的抑制作用，打個比方，就像你家的鎖孔被人用東西堵了，原先的鑰匙就開不開門了，咖啡因就是那坨討厭的堵住鎖孔的不明物體！
腺苷與細胞表面腺苷受體結合
再來說說神奇的神經遞質——“腺苷”，它被認為是調節睡眠的內穩態因子之一 。通過了解“腺苷”的調節睡眠機制，我們也可以很好的去理解為什麼晚上喝多了咖啡容易失眠。
為揭示睡眠調節機制， 20 世紀初， 法國生理學家 Piéron和日本生理學家石森國臣等幾乎同時做了一個非常類似的實驗，將剝奪睡眠 150～293小時後的狗腦脊液注射到正常狗的腦室， 隨即這些動物都發生了睡眠， 首次提出了催眠素 （hypnotoxin）的概念。 雖然當時無法對催眠物質進行定性，但他們的實驗肯定了睡眠物質的存在。 大量研究提示： 腺苷、 前列腺素 （prostaglandin， PG）D2、 細胞因子等 20 多種內源性物質可促進睡眠，其中腺苷和PGD2 的促睡眠作用最強。
腺苷分子
1954 年，Feldberg 和 Sherwood在貓腦室內注射微摩爾量的腺苷，增加了30分鐘睡眠，且性質和自然睡眠類似。 隨後的研究發現，強制性睡眠剝奪 （斷眠）、 藥理學或基因操作等手段， 均能升高腦內細胞外的腺苷水平， 顯著增加非快動眼（non-rapid eye movement， non-REM， NREM） 睡眠和快動眼 （REM） 睡眠。
簡而言之，上述的實驗都說明“腺苷”是一種具有“催眠”能力的物質。咖啡因能有效的干擾“腺苷”和它的受體結合，從而干擾催眠作用！也就是說，下次你晚上不小心喝多了咖啡，你體內大量無法被消耗的咖啡因就會給你體內的催眠小能手“腺苷”製造麻煩，從而導致你一整夜都在數羊！
- 不喝咖啡，你也可能攝入咖啡因！
除了咖啡，生活中很多食品和飲料含有咖啡因。衝煮咖啡是目前生活中含有咖啡因含量最高的，一杯咖啡中咖啡因含量能達到 95mg，其次是速溶咖啡，82mg，而紅牛之類的能量飲料中也還含有咖啡因，達80mg，紅茶和可樂的咖啡因含量類似 40mg 左右。而綠茶和熱可可的咖啡因含量在 20 左右。
除了食物，很多藥物也含有咖啡因。藥物氨基比林咖啡因片裡的主要成分就是氨基比林和咖啡因，用於緩解感冒、上呼吸道感染引起發熱、頭痛等症狀，亦可用於神經痛、風溼痛、牙痛等症狀。而咖啡因起到的作用就是興奮中樞，收縮血管，增強氨基比林的緩解頭痛的效果。
- 喝完咖啡也能快速睡著？你可能“咖啡因基因”出了問題
據外國媒體報道，有人喝咖啡能提神，有人喝多少都沒有用，可能是因為人體內有一種“咖啡因基因”，它可以控制身體對咖啡因的反應。
哈弗大學公共衛生學院分析了20多份、累計參與人數超過12萬的研究報告後發現，人體內有四組基因會與咖啡因直接發生反應，這決定了身體分解咖啡因的能力以及是否能加強咖啡因效果的能力。
英國愛丁堡大學和意大利裡雅斯特大學研究人員分析了荷蘭和意大利 3000 名“咖啡粉絲”的 DNA ，並讓他們填寫日均咖啡消耗量的調查問卷，結果發現，攜帶 PDSS2 基因變異的研究對象日均咖啡消費量要低於不攜帶這一基因變異的人。研究顯示，PDSS2 基因變異會降低人體分解咖啡因的能力，讓咖啡因在體內存留時間更長。也就是說，如果你稍微喝一點咖啡就整夜睡不著覺，有可能是PDSS2 基因變異。
有意思的是，研究人員還發現，喝完咖啡葉能快速睡著，也可能是因為“腺苷受體”減少的原因。隨著年齡的增長，大腦中能和咖啡因對接的腺苷受體會越來越少。一個 60 歲的人大腦中的受體僅為 20 歲的人的 1/3，所以咖啡對老年人的作用往往比較小。
看到這裡，你應該對咖啡因以及咖啡因提神的原理有了很全面、很科學的認識。對於接下來理解咖啡因的“罪”與“好”奠定了良好的基礎。
02
咖啡因的“七宗罪”
2017年，演員曹穎在微博上發文透露自己經歷了劫後餘生。原來她在高速路上突然心悸氣短，險些撞車，最後堅持下了高速路，被醫院搶救後才轉危為安。曹穎在文章裡表示，因為自己連續熬夜工作，喝了杯濃咖啡提神，不料在高速路上出現了心悸、呼吸困難、手腳發麻、抽筋等症狀。而對於這次發病的原因，曹穎猜測大概是咖啡因中毒加上自己有哮喘等。
有研究發現，當每日咖啡因攝取量大於600mg時，就會出現焦躁、失眠、眩暈等症狀。咖啡因的含量1杯咖啡大約為70-150mg,一杯綠茶為50-100mg,一杯紅茶為30-50mg,一瓶咖啡因飲料為50-100mg。那麼如果每日飲用咖啡2杯、綠茶3杯、咖啡因飲料1瓶，就可能超過600mg。另外，咖啡因的含量和咖啡的濃度成正比，曹穎很可能是空腹喝了高濃度的咖啡而引起的不適。
- 空腹喝咖啡會刺激胃黏膜
在消化系統方面，咖啡因可通過興奮中樞神經系統的迷走中樞，刺激迷走神經胃支，從而引起胃泌酸增加和胃腺分泌亢進，也會刺激胃肥大細胞釋放組胺，進而造成胃壁細胞泌酸增加。
- 咖啡因易成癮
長時間喝咖啡因的人，在突然停止對咖啡因的攝取後，就會出現戒斷反應，比如出現頭痛、心煩、易怒等情況。而在重新攝入咖啡因後，情況便會有所好轉。
- 咖啡因對孕婦和胎兒不利
孕婦吃了含有咖啡因的食物後，咖啡因會進入血液，隨著血液循環進入羊水中，基本上胎兒就會生活在含有咖啡因的環境下，而咖啡因的一系列的作用，也會在胎兒的體內進行。最近的研究表明，雖然咖啡因對腺苷受體有著抑制作用，對胎兒神經系統的發育有無影響還未研究透徹，但是高濃度的咖啡因會對胎兒產生不良影響已經證實。因此，懷孕婦女應儘量少攝入咖啡因，不僅僅是咖啡，還有含有咖啡因的其他相關食品飲品及藥物。
- 喝咖啡會增加心臟病發病機會
咖啡因具有興奮心臟、增快心率的作用，心動過緩的人大量飲用咖啡後，會引起心動過速，甚至出現 室性早搏或快速型心律不齊。
- 咖啡會引起骨質疏鬆
咖啡會使人體需要的鈣質減少，從而導致骨質疏鬆 。婦女在絕經後 ，每天需要的鈣比絕經前要多10倍以上 。如果老年婦女常飲咖啡，易發生骨折。
- 咖啡會影響維生素B1吸收
維生素Bl對於保持神經系統的平衡和穩定有重要的作用，而咖啡對維生素Bl卻有極大的破壞作用 。
03
合理飲用，不要忽視了咖啡對人體的“好”
作為一個咖啡愛好者，我更喜歡研究咖啡的“好”，咖啡因對與人體有太多的好處，比如有研究表明，咖啡除了能提神醒腦，還能減少結腸癌的復發，能改善血液循環，能夠利尿除溼，能夠抗衰老，除異味、抑制過敏反應及哮喘。
常見的“好”我就不贅述了，今天給大家科普一個不常見的“好”。科學家長期研究發現，愛喝咖啡的人自殺風險低！
Giuseppe Grosso 等研究人員通過薈萃分析發現，咖啡因能夠降低人們患上抑鬱症的風險。咖啡因並不是一種治療情緒紊亂的藥物，但有些人把它當做抑鬱症早期的一種抗抑鬱藥物，這也暗示著咖啡因可能有抗抑鬱的功效，Fredholm 等證實了咖啡因能夠控制抑鬱症患者的單胺類神經遞質的變化，比如增加中樞神經系統中的兒茶酚胺和 5-羥色胺的含量，而且咖啡因能夠增加腦部邊緣系統中 5-羥色胺的含量和促進前額皮質中多巴胺的釋放，其效果與抗抑鬱藥物類似。. Pravin Popatrao Kale 等人以及 Aleksandra Szopa 等人都證實了咖啡因具有抗抑鬱活性，且能增強一些抗抑鬱藥物的抗抑鬱效果。
既然咖啡對人體有“好”有“壞”，那我們如何科學合理的飲用，從而達到規避風險，愛我所愛，堅持喝下去的目的呢？我認為應該從設置合理飲用時間、控制飲用量、合理搭配這三方面去調整。
- 1、我們可以把喝咖啡的時間設定在清晨或者中午
這點建議主要是基於對咖啡因代謝時間的研究來給出的。在人體中，咖啡因通過口服後能夠被快速完全地吸收，其達到峰值的時間大約在 30-120min，且能自由的通過血腦屏障和胎盤屏障，在腦部和血液中的含量比例接近於 1.0。咖啡因在血漿中的半衰期為 2.5-4.5h。個體對咖啡因的代謝具有一定的差異性，女性對咖啡因的代謝時間要長，在懷孕期間咖啡因在體內的半衰期顯著增加。也就是說，我們喝了一杯咖啡後，裡面的咖啡因大概需要4小時左右才會慢慢失去作用，如果要完全代謝出體外，則需要更長的時間。如果不想入睡困難，晚飯後就儘量不要喝咖啡了。
- 2、咖啡不要伴餐及空腹飲用
咖啡是不適合伴餐飲用的飲品之一。原理在於，咖啡因會刺激交感神經興奮，從而降低食慾。空腹飲用則會刺激胃液分泌，損傷胃黏膜，對胃潰瘍患者不利。
- 3、開車前不要喝咖啡
咖啡會加速身體消耗熱量，當熱量消耗加速時，很可能會導致血糖過低的現象發生。發生低血糖時，身體會立即啟動升血糖機制，動用儲存的糖來儘量升高血糖，會伴隨交感神經興奮的表現，比如出汗、面色蒼白、心悸(心率加快)、飢餓難耐、焦慮、緊張不安、肢體震顫和血壓輕度升高等症狀，不利於安全駕駛，另外咖啡利尿，在大堵車的時候憋尿可不舒服。所以開車前還是不要喝咖啡，忍忍吧。
- 4、不要喝過濃的咖啡
濃度高的咖啡咖啡因含量也高，大量咖啡因積累在體內容易引起過分亢奮，心跳加速，噁心想吐等症狀。
- 5、喝咖啡不要放糖過量
飲咖啡時，適當放點糖可以減輕咖啡的苦味。但是，若放糖過多，不但不會提神，反而會使人沒精打采，甚至感到十分疲倦。據分析，導致以上情況的原因主要有兩點：一是咖啡進入人體後，其本身會消耗體內的某些礦物質，而這些礦物質在體內把攝入的碳水化合物轉化為葡萄糖的過程中是不可缺少的；二是飲咖啡時加糖過多，會反射性地刺激胰臟中的胰島細胞分泌大量的胰島素，而過量的胰島素則能降低血液中的葡萄糖含量，導致血糖過低。人體一旦血糖過低，就會出現心悸、頭暈、肢體軟弱無力、嗜睡等低血糖症狀。此外，飲咖啡時也不宜過多地吃蛋糕、糖果等高糖食物，否則也會產生上述現象。
總結一下：
1、咖啡可以提神是因為含有咖啡因。咖啡因可以通過抑制神經遞質“腺苷”與其受體的結合，從而抑制“睏意”，起到提神醒腦的作用。
2、咖啡對人體不單有“罪”，還有“功”，合理飲用，適可而止才可以長長久久的享受咖啡的美味。
我們應該正確認識咖啡對我們生活的影響，小劑量攝取會有很多有益的功效，但是大劑量就會對人體造成傷害。想要把咖啡作為我們生活的一部分，有節有度才是最好的方式。
