17世紀英國倫敦的咖啡館，圖片來自British Library
編者按
咖啡是很多人的最愛，這是因爲它能夠讓我們在一個疲憊的午後重新散發活力、頭腦保持清醒。但圍繞著咖啡能不能減肥、咖啡因會不會致癌等話題一直萦繞在我們的腦海中。最近，知名醫學期刊《新英格蘭醫學期刊》（NEJM）上發表了一篇咖啡、咖啡因與健康的綜述文章，詳細剖析了人們爲何愛喝咖啡以及爲何會對咖啡因上瘾。論文的作者認爲，咖啡因能加速脂肪燃燒、減少肝硬化、降低膽囊癌風險、預防帕金森病以及減少抑郁和自殺風險，但過量飲用咖啡因會中毒，同時也會讓人因失眠和焦慮。因此，愛咖啡沒問題，但不要貪杯。
撰文 | 顧卓雅
責編 | 葉水送
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你上一次喝茶或咖啡是什麽時候？
世界上有80%的成人每天都會攝入咖啡因 [1]。作爲全球最廣泛的活性食物成分之一，咖啡因對身體有諸多影響。
最近，NEJM 發表《咖啡、咖啡因與健康的關系》綜述
近日，《新英格蘭醫學雜志》（NEJM）發表的“咖啡、咖啡因與健康的關系”一文，來自新加坡國立大學和哈佛醫學院的科學家總結了過去的研究，綜述了咖啡及咖啡因在人體中的生理效應，及其與人們健康的關系。
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每天我們吃下了多少 “咖啡因”
我們日常攝入的咖啡因大多來自于咖啡和茶，但帶給我們咖啡因的絕不止咖啡和茶。作爲一種天然生物堿，咖啡因存在于60多種植物的果實、種子和葉子中。
在這些植物中除了咖啡和茶，還包括用于制作巧克力的可可豆（Theobroma cacao ），曾用來做可樂的可樂果（Cola acuminate），用作茶葉的耶巴馬黛茶葉（Yerba paraguariensis）和巴西特色飲料瓜拉那漿果（Pallinia cupana）等 [2]。此外，在軟飲料、能量飲料、抗疲勞藥和止痛藥配方中，也可能存在天然或人工合成的咖啡因。
根據不同食品的咖啡因含量，我們可以大致計算出自己每天的咖啡因攝入量。據統計，一杯咖啡店現煮咖啡（約355ml）含有235mg咖啡因，一杯美式咖啡（約355ml）中含有150mg咖啡因，一份 Espresso 咖啡或速溶咖啡中的咖啡因含量爲63mg。一杯紅茶或綠茶（約237ml）中分別含有47mg和28mg咖啡因，一罐可樂約含有32mg咖啡因，28g黑巧克力和牛奶巧克力中分別含有24mg和6mg咖啡因，而在高濃度能量飲料和用于提神的非處方藥中，咖啡因含量可以達到200mg以上。統計結果表明，咖啡是美國成人攝入咖啡因的主要來源，茶和軟飲是美國青少年攝入咖啡因的主要來源。不難理解，成人通過咖啡攝入的咖啡因達到了青少年的八倍。但令人意想不到的是，青少年通過能量飲料攝入的咖啡因居然達到了成年人的兩倍。
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我們爲什麽愛咖啡
早在400多年前，咖啡館就已成爲社交場合的一部分，圖片來自historyextra.com
你也許會說自己愛咖啡和茶，只是因爲它們好喝。但不可否認，人們更貪戀咖啡因帶來的清醒和活力。
咖啡因的提神作用有效且快速。一杯咖啡下肚後，其中90%的咖啡因在20分鍾內從胃腸道吸收，血液內的咖啡因在1到1.5小時內到達峰值 [3]。很快，咖啡因隨血液遍布我們的身體，並可通過血腦屏障到達大腦。
在大腦裏，有一種神經遞質，稱爲腺苷。腺苷可以使大腦“放松”，讓人們産生倦意。通常，腺苷的水平隨著忙碌的一天不斷增加，讓人越來越累，只想睡覺補充體力。巧的是，咖啡因和腺苷結構相似都具有雙鍵環結構，因此咖啡因會結合到腺苷的受體上，主要是A1受體和A2a受體。A1受體分布在大腦的各個部位，其中海馬體、大腦、小腦皮質和某些丘腦核的濃度最高，A2a受體則位于大腦多巴胺豐富的區域 [4,5]。咖啡因與這些受體連接後，就會形成腺苷阻斷物，讓腺苷沒法起效，從而幫助人們減少困意。
咖啡因還可能提高血液腎上腺素水平，增加大腦神經遞質多巴胺和去甲腎上腺素的活性 [6]。這一系列的影響，讓人們攝入咖啡因後得以保持清醒、提高警覺、並縮短反應時間。不過，雖然咖啡因可以提高疲勞時的表現，但欠下的睡眠債可不會因此減少，如果長期睡眠不足，那咖啡因也愛莫能助了。
咖啡因帶來的快感來得快，去得也快。咖啡因在肝髒中由細胞色素P-450酶（尤其是CYP1A2）代謝，並最終從尿液排出，平均半衰期爲2.5到4.5小時[7]。不過，具體用時因人而異，且與遺傳相關。比如，不同人的CYP1A2基因有所不同，這會導致酶活力差異，從而影響咖啡因代謝的速度。另外，新生兒的咖啡因半衰期可長達80小時，孕婦在妊娠晚期的咖啡因半衰期也可長達15小時。對于咖啡因代謝能力較差的人，對咖啡因的攝入也要相應控制。
左圖爲咖啡因結構，右爲腺苷結構。圖源Wikipedia
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喝咖啡能減肥嗎
在運動前來一杯咖啡能更快燃燒脂肪嗎？這種做法從原理上是可行的，這是因爲咖啡因通過刺激交感神經系統和解偶聯蛋白質-1在棕色脂肪組織中的表達，導致食欲降低、基礎代謝率提高和食物引起的生熱作用升高，由此加大身體熱量消耗。
研究發現，白天飲用6杯咖啡（每杯100mg咖啡因），可以每天多消耗5%的能量。多項研究表明，咖啡因確實與小幅體重減小有關。不過，想要消耗熱量，最好喝一杯無糖的黑咖啡，而加很多糖的咖啡、奶茶、軟飲料等，不但不能減重，說不定還會讓體重大幅上升。
咖啡因對糖代謝也有一定影響。攝入咖啡因短期內可以降低人體對胰島素敏感性，即發生II型糖尿病中的胰島素抵抗現象，不過這個影響在長期飲用咖啡的人中並沒有觀察到。進一步的實驗發現，這是因爲咖啡不等于咖啡因，咖啡中的其他成分對葡萄糖代謝的有益效應，不但可以抵消咖啡因對胰島素敏感性的影響，甚至會減少II型糖尿病的風險。
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爲何喝咖啡後感覺心跳加快
如果你從沒喝過咖啡，第一次喝時可能會腎上腺素上升，血壓升高。不過對于大多數人，這種效應在一周內就會消失，但也有人會一直出現血壓升高的現象。進一步研究發現，單純咖啡因會導致收縮壓和舒張壓小幅上升，不過直接喝咖啡卻不會出現這樣的現象，咖啡中的其他成分可能消除了咖啡因的升血壓作用。
咖啡中還含有一種化合物，稱爲咖啡醇，具有升高膽固醇的作用，因此會提高心血管疾病的風險。不過咖啡醇在不同做法的咖啡中含量大不一樣，在未過濾的咖啡中含量最高，如法壓咖啡、土耳其咖啡和斯堪的納威亞現煮咖啡，在意式濃縮和摩卡壺煮出的咖啡中含量中等，而在滴濾咖啡、滲濾咖啡以及速溶咖啡中的含量幾乎可忽略不計。實驗也發現，大量飲用未過濾的咖啡會使低密度脂蛋白膽固醇增加，甚至可以讓心血管事件的風險提升11%。而過濾的咖啡則不會影響血清膽固醇水平。爲了防止高血脂，喝咖啡最好選擇過濾過的。
盡管有人覺得喝完咖啡心跳加速，甚至感到心悸，但研究結果一致表明，飲用咖啡與心血管疾病風險降低相關，每天喝3到5杯咖啡時風險最低。
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咖啡因能抗癌嗎
咖啡因是肝髒代謝的，因此會對肝髒産生許多影響。之前提到咖啡是腺苷的拮抗劑，這在大腦中可以抵抗疲憊，而在肝髒中則可以減少肝內膠原蛋白的沉積，從而減少肝纖維化和肝硬化。這是因爲腺苷會促進組織重塑，産生膠原蛋白和纖維蛋白，而咖啡因通過拮抗腺苷減少了肝細胞內膠原蛋白沉積。
總體而言，飲用含咖啡因的咖啡，與肝細胞癌風險呈負相關，甚至在動物模型中還可以抑制肝癌發生。此外，咖啡多酚還可改善脂肪的體內平衡和減少氧化應激，防止肝髒脂肪變性和纖維發生。
不僅如此，飲用咖啡還與膽結石和膽囊癌風險呈負相關，含咖啡因的咖啡負相關性更強。飲用咖啡可以抑制膽囊液體的吸收，增加膽囊收縮素的分泌和刺激膽囊收縮，從而防止膽固醇結石形成。在針對美國人的研究中，飲用咖啡與腎結石風險降低相關，不管是不是脫因咖啡。
對于其他癌症，咖啡因的攝入與癌症的發病率和死亡率增加均不相關，甚至與一些癌症的風險呈負相關。因此，作爲健康人，不僅不用爲了擔心癌症而不喝咖啡，還可以期許咖啡可能帶來的保護。
此外，咖啡因似乎還能對神經系統起到正面的作用。在美國、歐洲和亞洲開展的研究表明，攝入咖啡因與帕金森病風險呈較強的負相關。在動物模型中，咖啡因可以預防帕金森病，其原理可能是通過拮抗腺苷A2a受體來抑制黑質紋狀體多巴胺神經毒性作用和神經退行性病變。還有幾項研究顯示，適量地攝入咖啡因與抑郁和自殺風險的降低有關。而在常用止痛劑內添加咖啡因也有助于止痛劑更好的發揮緩解疼痛的效果。不僅如此，每日飲用2到5杯咖啡還與全因死亡率降低相關。
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喝咖啡絕對安全嗎？
咖啡因似乎有著許多好處，但並非純良無害。
最直觀的副作用是喝了咖啡可能會睡不著，還可能誘發焦慮。一些藥物與咖啡因使用相同的肝髒酶代謝，因此同時攝入可能會相互影響。
對于習慣攝入咖啡因的人，如果停止攝入還會引起戒斷症狀，包括頭痛、疲勞、反應遲鈍和情緒低落，嚴重時還會出現流感樣症狀。這些症狀在停止咖啡因攝入後1到2天到達頂峰，持續時間爲2到9天。要緩解這些症狀，可以考慮慢慢減量，不要突然戒除。
攝入過多的咖啡因還會中毒。短期極大量攝入的副作用包括焦慮、躁動、緊張、煩躁、失眠、興奮、精神運動性激越及思維和語言混亂。據估計，咖啡因攝入量超過1.2g即可産生毒性，攝入量達到10到14g可致死。不過不用太擔心，只喝咖啡和茶一般不會致命，畢竟誰會一次性喝掉上百杯咖啡呢。但是能量飲料、藥品或補充劑中可能含有超大量咖啡因，因此服用時要格外注意成分表，單次攝入別超過200mg咖啡因。
需要注意，咖啡因與酒精同喝是不安全的，因爲酒精和咖啡因都會影響中樞神經，但兩者作用方式不同，關系複雜，疊加效應極其危險 [8]。
另外，妊娠期女性需要格外注意咖啡因的攝入。孕婦代謝咖啡因的速度比一般人慢好幾倍，而且咖啡因可以通過胎盤，提高孕婦和胎兒血液中的兒茶酚胺濃度，引起子宮胎盤血管收縮和缺氧，因此可能導致低出生體重，並增加流産風險。
由于大量攝入咖啡因可能出現的不良影響，一般建議健康成年人每日咖啡因攝入不超過400mg，妊娠期和哺乳期女性的咖啡因攝入量限制在每日不超過200mg。
數百年來，人們已經逐漸習慣了從咖啡的香氣中醒來，或在午後的清茶中找回激情，現在這個習慣有了科學的支持。盡管由于個體差異和咖啡成分的複雜性，咖啡和咖啡因對健康的影響不能一概而論，也不能斷言飲用咖啡或攝入咖啡因能預防疾病。但至少可以得出結論，對于無特殊健康狀況的人來說，咖啡與茶可以成爲健康生活的一部分，繼續爲我們帶來快樂與活力。
作者簡介
顧卓雅，複旦大學生物信息學博士，上海市科普作家協會會員，公衆號 “顧小姐的百草園” 創始人，從事科普教育活動8年。
參考資料：
[1]Melanie A. Heckman, Jorge Weil, Elvira Gonzalez De Mejia. 2010. Caffeine (1, 3, 7‐trimethylxanthine) in Foods: A Comprehensive Review on Consumption, Functionality, Safety, and Regulatory Matters. J Food Sci 75(3): 77-87.
[2]Barone JJ, Roberts HR. 1996. Caffeine consumption. Food Chem Toxicol 34:119–29.
[3]Nawrot P, Jordan S, Eastwood J, Rotstein J, Hugenholtz A, Feely M. 2003. Effects of caffeine on human health. Food Addit Contam 20:1–30.
[4]Fisone G, Borgkvist A, Usiello A. 2004. Caffeine as a psychomotor stimulant: mechanism of action. Cell Mol Life Sci 67:857–72.
[5]Fredholm BB, Battig K, Holmen J, Nehlig A, Zvartau EE. 1999. Actions of caffeine in the brain with special reference to factors that contribute to its widespread use. Pharma Rev 51:83–133.
[6]Sergi Ferré. 2008. An update on the mechanisms of the psychostimulant effects of caffeine J Neurochem 105(4):1067-79.
[7]Mandel H. 2002. Update on Caffeine consumption, disposition and action. Food Chem Toxicol 40:1231–4.
[8]Sergi Ferré and Mary Claire O’Brien.2011. Alcohol and Caffeine: The Perfect Storm. J Caffeine Res 1(3): 153–162.