科普|咖啡也会歧视?为什么有人喝了睡不着,有人喝多少都能睡?
上海科普 2024-05-17 11:00

咖啡,这种深受人们喜爱的饮料,它的香气、味道和提神效果使得无数人为之倾倒,可谓是学生和打工人的“续命神器”。但奇怪的是,咖啡的提神效果堪称“玄学”:有人喝一杯就能顶一天,有人得一天喝两三杯才能支棱起来;有人大晚上喝上一杯,照睡不误,有人坚持“过午不喝”,不然失眠一整夜……这背后的原因是什么?咖啡提神的背后又有怎样的奥秘?

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为什么喝咖啡就能不犯困?

咖啡原产于非洲的埃塞俄比亚。据相传,一千多年以前,非洲的一位牧羊人发现羊吃了一种植物(咖啡树)后,变得非常兴奋活泼,进而发现了咖啡。我们今天常喝的咖啡,就是用经过烘焙的咖啡豆制作出来的饮料,与可可、茶同为流行于世界的主要饮品。

咖啡为什么能让羊和人兴奋呢?主要的原因就是咖啡中含有一种中枢神经系统的兴奋剂--咖啡因。咖啡因不只存在于咖啡中,像能量饮料、茶叶、奶茶、可乐中都有。我们大脑中负责产生困意的是腺苷和腺苷受体。咖啡因的分子结构类似于腺苷,能够抢先结合到腺苷受体,占据原属于腺苷的位置,从而阻止腺苷与腺苷受体结合,使我们感到清醒和精神焕发。咖啡之所以能提神醒脑,正是因为咖啡因通过这种机制“挟持”了大脑,阻断了犯困信号的正常传递。

咖啡因对我们身体的影响远不止于此。它还可以增加心脏的搏动频率,提高血压,甚至影响我们的情绪。这也就是为什么有些人在喝咖啡后会感到焦虑或者亢奋的原因。

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为什么咖啡的效果因人而异?

每个人对咖啡因的反应都是不同的。不同个体之间对咖啡因代谢速率存在较大差异,可能主要归因于肝脏中与咖啡因代谢相关酶的效率。我们的基因、年龄、体重甚至是性别都会影响我们对咖啡因的反应。

更具体地说,有些人的肝脏可能具有更多的细胞色素氧化酶等肝酶,这使得他们可以快速地分解咖啡因,使其效果减弱;而有些人则可能因为缺少这些酶的原因,对咖啡因的敏感度更高,可能喝了咖啡心脏突突又手抖的。对于这部分人来说,还是要注意控制摄入咖啡因的量。

另外提一点,有些奶茶中的咖啡因含量甚至比咖啡还要高好几倍,这也是很多人喝完奶茶难以入眠的原因。

有些经常喝咖啡的人可能会发现,咖啡越来越“不管用”了。这是因为如果持续性地摄入咖啡因,咖啡因老是抢占腺苷的受体,体内游离的腺苷就越来越多。这样反而会让人更加容易犯困。如果已经出现这种情况,就需要缓一缓,多进行休息,等体内腺苷被分解掉一部分,让大脑重新燃起对咖啡因的爱。另外,研究发现,长期摄入咖啡因会增加腺苷受体的数量,来接收游离在外无家可归的腺苷。这反而会让人容易犯困,从而对咖啡更加依赖。

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不想失眠如何喝咖啡?

有人喜欢咖啡的香醇,也有人不适应咖啡的苦涩。有人说喝咖啡有很多好处,也有人害怕喝咖啡后会心慌。如果你是恰好那种喝了咖啡就会失眠的人,那么有没有什么办法在不失眠的情况下享受咖啡的香醇呢?

我们知道咖啡因在体内是会逐渐代谢分解的。在这里我们可以引入半衰期的概念。在原子物理学中,半衰期(Half-life)是指放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。

类比到医学领域,药物在体内的代谢过程也按一级动力学过程进行,故而药物在体内也存在相对稳定的半衰期,遵从类似的规律,称作药物消除半衰期或血浆半衰期,其具体定义是药物在生物体内浓度下降一半所需要的时间。因此t时刻体内药物浓度N满足:

N=N0×(1/2)t/T

其中N0是初始时刻药物浓度,T是半衰期。

浓度随时间变化曲线丨作者自制

咖啡因的半衰期大约为3到5小时(平均取4小时),也就是说,咖啡因在被人体完全吸收后,大约4小时后,体内的咖啡因浓度减半,8个小时后减到四分之一,以此类推。所以,对咖啡因敏感的人应该尽量避免在睡前几小时内喝咖啡。

知道了这个原理,你也可以对照不同咖啡的咖啡因含量表,然后来计算需要在睡前提前多长时间来喝咖啡!

打个比方,睡前喝咖啡因含量较低的红茶拿铁,发现不会影响睡眠,也就是在要睡觉的时候N=40mg。那么如果我有天想喝咖啡因含量较高的美式咖啡N0=150mg,就需要提前t=ln(15/4)/ln2▪T≈1.91 T,也就是需要提前大约7小时零38分钟来喝。这样通过简单的计算,就可以精确而优雅地喝咖啡啦!

或者,你可以干脆选择低咖啡因或者无咖啡因的咖啡(没错,无咖啡因咖啡真的存在)。现在市场上有低咖啡因或者无咖啡因的咖啡供你选择,这些咖啡的味道和普通咖啡几乎没有区别,但是却可以让你避免失眠。再睡不着,就只能用助眠的热牛奶或者热巧克力代替咖啡了。

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喝咖啡的正确姿势

首先,想用咖啡提神,得先下手为强,赶在犯困之前喝!

咖啡从入口到吸收是需要时间的。一般喝完咖啡后45分钟左右,咖啡才被人体充分吸收,99%的咖啡因会开始发挥作用。半衰期就按4小时来计算,也就是说,喝咖啡后的45分钟到4小时零45分钟内,咖啡因浓度较高,会持续发挥提神作用。当然,提神效果应该是越来越差的。(这也说明了为什么喝完咖啡越工作越困......)如果你总在早上10点犯困,那就在9点半左右来一杯咖啡。想在下午保持清醒,那就赶1点左右喝咖啡。

另外,喝完咖啡后先睡一会儿再工作,也是个很好的提神方法。据英国一项新的研究发现,午睡前先喝一杯咖啡,能让午觉醒来后精神更好。这是由于短时间的睡眠能帮助大脑清除产生睡意的腺苷,与此同时,咖啡因需要一定时才能发挥功效,而这时午睡刚好醒来。研究人员将这种模式称为咖啡小憩,他们声称,在午睡前喝杯咖啡能提高咖啡因对大脑的影响,提高记忆。

其次,喝咖啡一定要适量!

适量饮用咖啡不仅可以提神,还对健康有一定好处。近年来,咖啡被世界各地的研究者证实对健康具有多重有意的功效。喝咖啡或可降低患大肠癌和肝癌的风险,降低心血管疾病风险。发表在《英国医学杂志》上的一项研究还表明,咖啡因可能还具有减肥功效,血液中咖啡因含量高可能会抑制体内的脂肪含量,并且降低患Ⅱ型糖尿病的风险。

咖啡确实有诸多好处,但是过量饮用也会带来一些不良后果。短期表现有失眠、心慌等。长期、重度(每天6杯或以上)的咖啡摄入反而能增加血液中脂肪的量,并且显著提高患心血管疾病的风险。

所以,即便非常喜欢,我们也应该适量有节制地饮用咖啡,控制摄入咖啡因的量。一般来说,每天最多喝3-4杯(约400毫克咖啡因)的咖啡是安全的。另外,也应该注意咖啡的糖分和奶油含量,过多的糖分和奶油会增加热量摄入。

最后,不要依赖咖啡,忙碌过后适当休息才是最好的。

要记住,咖啡只会推迟疲惫的到来,但不能消除疲惫。当咖啡因被代谢,疲惫依然会显现。腺苷虽说能通过休息清除,常年睡眠不足会引起更多健康问题。当你松弛下来再去喝杯咖啡,会发现咖啡最迷人的不是清醒和克制,而是它的香醇。

咖啡是一种神奇的饮料,它既可以提神醒脑,又可以带给我们愉悦的口感。只要我们正确地、适量地饮用,就可以从中获益。下次当你手中拿着一杯咖啡时,不妨想一想这背后的科学原理,或许会有不同的体验哦!

编辑/王静

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