17世纪英国伦敦的咖啡馆，图片来自British Library
编者按
咖啡是很多人的最爱，这是因为它能够让我们在一个疲惫的午后重新散发活力、头脑保持清醒。但围绕着咖啡能不能减肥、咖啡因会不会致癌等话题一直萦绕在我们的脑海中。最近，知名医学期刊《新英格兰医学期刊》（NEJM）上发表了一篇咖啡、咖啡因与健康的综述文章，详细剖析了人们为何爱喝咖啡以及为何会对咖啡因上瘾。论文的作者认为，咖啡因能加速脂肪燃烧、减少肝硬化、降低胆囊癌风险、预防帕金森病以及减少抑郁和自杀风险，但过量饮用咖啡因会中毒，同时也会让人因失眠和焦虑。因此，爱咖啡没问题，但不要贪杯。
撰文 | 顾卓雅
责编 | 叶水送
● ● ●
你上一次喝茶或咖啡是什么时候？
世界上有80%的成人每天都会摄入咖啡因 [1]。作为全球最广泛的活性食物成分之一，咖啡因对身体有诸多影响。
最近，NEJM 发表《咖啡、咖啡因与健康的关系》综述
近日，《新英格兰医学杂志》（NEJM）发表的“咖啡、咖啡因与健康的关系”一文，来自新加坡国立大学和哈佛医学院的科学家总结了过去的研究，综述了咖啡及咖啡因在人体中的生理效应，及其与人们健康的关系。
1
每天我们吃下了多少 “咖啡因”
我们日常摄入的咖啡因大多来自于咖啡和茶，但带给我们咖啡因的绝不止咖啡和茶。作为一种天然生物碱，咖啡因存在于60多种植物的果实、种子和叶子中。
在这些植物中除了咖啡和茶，还包括用于制作巧克力的可可豆（Theobroma cacao ），曾用来做可乐的可乐果（Cola acuminate），用作茶叶的耶巴马黛茶叶（Yerba paraguariensis）和巴西特色饮料瓜拉那浆果（Pallinia cupana）等 [2]。此外，在软饮料、能量饮料、抗疲劳药和止痛药配方中，也可能存在天然或人工合成的咖啡因。
根据不同食品的咖啡因含量，我们可以大致计算出自己每天的咖啡因摄入量。据统计，一杯咖啡店现煮咖啡（约355ml）含有235mg咖啡因，一杯美式咖啡（约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为63mg。一杯红茶或绿茶（约237ml）中分别含有47mg和28mg咖啡因，一罐可乐约含有32mg咖啡因，28g黑巧克力和牛奶巧克力中分别含有24mg和6mg咖啡因，而在高浓度能量饮料和用于提神的非处方药中，咖啡因含量可以达到200mg以上。统计结果表明，咖啡是美国成人摄入咖啡因的主要来源，茶和软饮是美国青少年摄入咖啡因的主要来源。不难理解，成人通过咖啡摄入的咖啡因达到了青少年的八倍。但令人意想不到的是，青少年通过能量饮料摄入的咖啡因居然达到了成年人的两倍。
2
我们为什么爱咖啡
早在400多年前，咖啡馆就已成为社交场合的一部分，图片来自historyextra.com
你也许会说自己爱咖啡和茶，只是因为它们好喝。但不可否认，人们更贪恋咖啡因带来的清醒和活力。
咖啡因的提神作用有效且快速。一杯咖啡下肚后，其中90%的咖啡因在20分钟内从胃肠道吸收，血液内的咖啡因在1到1.5小时内到达峰值 [3]。很快，咖啡因随血液遍布我们的身体，并可通过血脑屏障到达大脑。
在大脑里，有一种神经递质，称为腺苷。腺苷可以使大脑“放松”，让人们产生倦意。通常，腺苷的水平随着忙碌的一天不断增加，让人越来越累，只想睡觉补充体力。巧的是，咖啡因和腺苷结构相似都具有双键环结构，因此咖啡因会结合到腺苷的受体上，主要是A1受体和A2a受体。A1受体分布在大脑的各个部位，其中海马体、大脑、小脑皮质和某些丘脑核的浓度最高，A2a受体则位于大脑多巴胺丰富的区域 [4,5]。咖啡因与这些受体连接后，就会形成腺苷阻断物，让腺苷没法起效，从而帮助人们减少困意。
咖啡因还可能提高血液肾上腺素水平，增加大脑神经递质多巴胺和去甲肾上腺素的活性 [6]。这一系列的影响，让人们摄入咖啡因后得以保持清醒、提高警觉、并缩短反应时间。不过，虽然咖啡因可以提高疲劳时的表现，但欠下的睡眠债可不会因此减少，如果长期睡眠不足，那咖啡因也爱莫能助了。
咖啡因带来的快感来得快，去得也快。咖啡因在肝脏中由细胞色素P-450酶（尤其是CYP1A2）代谢，并最终从尿液排出，平均半衰期为2.5到4.5小时[7]。不过，具体用时因人而异，且与遗传相关。比如，不同人的CYP1A2基因有所不同，这会导致酶活力差异，从而影响咖啡因代谢的速度。另外，新生儿的咖啡因半衰期可长达80小时，孕妇在妊娠晚期的咖啡因半衰期也可长达15小时。对于咖啡因代谢能力较差的人，对咖啡因的摄入也要相应控制。
左图为咖啡因结构，右为腺苷结构。图源Wikipedia
3
喝咖啡能减肥吗
在运动前来一杯咖啡能更快燃烧脂肪吗？这种做法从原理上是可行的，这是因为咖啡因通过刺激交感神经系统和解偶联蛋白质-1在棕色脂肪组织中的表达，导致食欲降低、基础代谢率提高和食物引起的生热作用升高，由此加大身体热量消耗。
研究发现，白天饮用6杯咖啡（每杯100mg咖啡因），可以每天多消耗5%的能量。多项研究表明，咖啡因确实与小幅体重减小有关。不过，想要消耗热量，最好喝一杯无糖的黑咖啡，而加很多糖的咖啡、奶茶、软饮料等，不但不能减重，说不定还会让体重大幅上升。
咖啡因对糖代谢也有一定影响。摄入咖啡因短期内可以降低人体对胰岛素敏感性，即发生II型糖尿病中的胰岛素抵抗现象，不过这个影响在长期饮用咖啡的人中并没有观察到。进一步的实验发现，这是因为咖啡不等于咖啡因，咖啡中的其他成分对葡萄糖代谢的有益效应，不但可以抵消咖啡因对胰岛素敏感性的影响，甚至会减少II型糖尿病的风险。
4
为何喝咖啡后感觉心跳加快
如果你从没喝过咖啡，第一次喝时可能会肾上腺素上升，血压升高。不过对于大多数人，这种效应在一周内就会消失，但也有人会一直出现血压升高的现象。进一步研究发现，单纯咖啡因会导致收缩压和舒张压小幅上升，不过直接喝咖啡却不会出现这样的现象，咖啡中的其他成分可能消除了咖啡因的升血压作用。
咖啡中还含有一种化合物，称为咖啡醇，具有升高胆固醇的作用，因此会提高心血管疾病的风险。不过咖啡醇在不同做法的咖啡中含量大不一样，在未过滤的咖啡中含量最高，如法压咖啡、土耳其咖啡和斯堪的纳威亚现煮咖啡，在意式浓缩和摩卡壶煮出的咖啡中含量中等，而在滴滤咖啡、渗滤咖啡以及速溶咖啡中的含量几乎可忽略不计。实验也发现，大量饮用未过滤的咖啡会使低密度脂蛋白胆固醇增加，甚至可以让心血管事件的风险提升11%。而过滤的咖啡则不会影响血清胆固醇水平。为了防止高血脂，喝咖啡最好选择过滤过的。
尽管有人觉得喝完咖啡心跳加速，甚至感到心悸，但研究结果一致表明，饮用咖啡与心血管疾病风险降低相关，每天喝3到5杯咖啡时风险最低。
5
咖啡因能抗癌吗
咖啡因是肝脏代谢的，因此会对肝脏产生许多影响。之前提到咖啡是腺苷的拮抗剂，这在大脑中可以抵抗疲惫，而在肝脏中则可以减少肝内胶原蛋白的沉积，从而减少肝纤维化和肝硬化。这是因为腺苷会促进组织重塑，产生胶原蛋白和纤维蛋白，而咖啡因通过拮抗腺苷减少了肝细胞内胶原蛋白沉积。
总体而言，饮用含咖啡因的咖啡，与肝细胞癌风险呈负相关，甚至在动物模型中还可以抑制肝癌发生。此外，咖啡多酚还可改善脂肪的体内平衡和减少氧化应激，防止肝脏脂肪变性和纤维发生。
不仅如此，饮用咖啡还与胆结石和胆囊癌风险呈负相关，含咖啡因的咖啡负相关性更强。饮用咖啡可以抑制胆囊液体的吸收，增加胆囊收缩素的分泌和刺激胆囊收缩，从而防止胆固醇结石形成。在针对美国人的研究中，饮用咖啡与肾结石风险降低相关，不管是不是脱因咖啡。
对于其他癌症，咖啡因的摄入与癌症的发病率和死亡率增加均不相关，甚至与一些癌症的风险呈负相关。因此，作为健康人，不仅不用为了担心癌症而不喝咖啡，还可以期许咖啡可能带来的保护。
此外，咖啡因似乎还能对神经系统起到正面的作用。在美国、欧洲和亚洲开展的研究表明，摄入咖啡因与帕金森病风险呈较强的负相关。在动物模型中，咖啡因可以预防帕金森病，其原理可能是通过拮抗腺苷A2a受体来抑制黑质纹状体多巴胺神经毒性作用和神经退行性病变。还有几项研究显示，适量地摄入咖啡因与抑郁和自杀风险的降低有关。而在常用止痛剂内添加咖啡因也有助于止痛剂更好的发挥缓解疼痛的效果。不仅如此，每日饮用2到5杯咖啡还与全因死亡率降低相关。
6
喝咖啡绝对安全吗？
咖啡因似乎有着许多好处，但并非纯良无害。
最直观的副作用是喝了咖啡可能会睡不着，还可能诱发焦虑。一些药物与咖啡因使用相同的肝脏酶代谢，因此同时摄入可能会相互影响。
对于习惯摄入咖啡因的人，如果停止摄入还会引起戒断症状，包括头痛、疲劳、反应迟钝和情绪低落，严重时还会出现流感样症状。这些症状在停止咖啡因摄入后1到2天到达顶峰，持续时间为2到9天。要缓解这些症状，可以考虑慢慢减量，不要突然戒除。
摄入过多的咖啡因还会中毒。短期极大量摄入的副作用包括焦虑、躁动、紧张、烦躁、失眠、兴奋、精神运动性激越及思维和语言混乱。据估计，咖啡因摄入量超过1.2g即可产生毒性，摄入量达到10到14g可致死。不过不用太担心，只喝咖啡和茶一般不会致命，毕竟谁会一次性喝掉上百杯咖啡呢。但是能量饮料、药品或补充剂中可能含有超大量咖啡因，因此服用时要格外注意成分表，单次摄入别超过200mg咖啡因。
需要注意，咖啡因与酒精同喝是不安全的，因为酒精和咖啡因都会影响中枢神经，但两者作用方式不同，关系复杂，叠加效应极其危险 [8]。
另外，妊娠期女性需要格外注意咖啡因的摄入。孕妇代谢咖啡因的速度比一般人慢好几倍，而且咖啡因可以通过胎盘，提高孕妇和胎儿血液中的儿茶酚胺浓度，引起子宫胎盘血管收缩和缺氧，因此可能导致低出生体重，并增加流产风险。
由于大量摄入咖啡因可能出现的不良影响，一般建议健康成年人每日咖啡因摄入不超过400mg，妊娠期和哺乳期女性的咖啡因摄入量限制在每日不超过200mg。
数百年来，人们已经逐渐习惯了从咖啡的香气中醒来，或在午后的清茶中找回激情，现在这个习惯有了科学的支持。尽管由于个体差异和咖啡成分的复杂性，咖啡和咖啡因对健康的影响不能一概而论，也不能断言饮用咖啡或摄入咖啡因能预防疾病。但至少可以得出结论，对于无特殊健康状况的人来说，咖啡与茶可以成为健康生活的一部分，继续为我们带来快乐与活力。
作者简介
顾卓雅，复旦大学生物信息学博士，上海市科普作家协会会员，公众号 “顾小姐的百草园” 创始人，从事科普教育活动8年。
参考资料：
[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.