早晨的例行公事包括刷牙、整理床鋪以及一杯咖啡。咖啡因為能量飲料增添了活力。根據愛好者的說法，它既可以保持冷靜，又可以讓頭腦清晰，或者在熬夜時提供必要的提神效果。
不論是渴望還是避開咖啡因，它在我們的生活中都是一個強大的影響力量。
咖啡因的消費現狀
約有90%的美國人每天以某種形式消費咖啡因。超過一半的美國成年人每天消耗超過300毫克的咖啡因，使其成為美國最受歡迎的藥物 。
然而，美國並不是國家咖啡因消費的領導者。根據2010年《商業週刊》商品分析師的報告，芬蘭等斯堪的納維亞國家人均咖啡因消費量最高——主要是咖啡。報告還指出了其他令人驚訝的趨勢，比如巴西將咖啡飲料作為小學生午餐的一部分 。
儘管美國人的人均咖啡因消費量不是世界最高，我們也不是完全不碰咖啡因。根據美國食品藥品監督管理局 (FDA) 和美國醫學會 (AMA) 的研究，這些機構認為300毫克（約兩杯咖啡）是每日適量咖啡因攝入的上限。然而，約20%到30%的美國人每天消耗超過600毫克——這被認為是高劑量。如果你每天消費超過四杯咖啡，你可能就是其中一員。
咖啡因是巧克力、咖啡和茶的天然成分，並添加到可樂和能量飲料中。國際醫學界認可咖啡因戒斷是一種醫學綜合徵，但它仍是減肥藥和一些非處方止痛藥和藥物的常見成分，並且正在研究其在對抗帕金森病、阿爾茨海默病甚至癌症方面的潛在益處。繼續閱讀以了解有關這種強大藥物及其複雜關係的更多信息。
咖啡因是什麼？
你沒看錯：咖啡能為你的大腦和新陳代謝提供提神效果。咖啡因是一種天然存在的化學興奮劑，稱為三甲基黃嘌呤。其化學公式是C8H10N4O2（參見Erowid：咖啡因化學圖像來查看分子結構圖）。這是一種藥物，並且實際上與更臭名昭著的藥物如安非他命、可卡因和海洛因有許多共同特性。正如我們在接下來的幾頁中更詳細解釋的那樣，咖啡因使用與這些其他藥物相同的生化機制來刺激大腦功能：如果你覺得喝了一杯過多的濃縮咖啡後頭腦一片混亂，你並沒有在幻想。
咖啡因的純形式是一種白色結晶粉末，味道非常苦。它在醫學上有助於刺激心臟，並且作為輕度利尿劑，增加尿液生成以將液體排出體外。
咖啡因在全球文化中已經存在了數百年。非洲民間傳說將發現咖啡具有提神特性的時間定在公元800年左右，歐洲和亞洲的記錄表明，咖啡和茶在14世紀早期已經是當地的主食。儘管咖啡經常被視為遠離咖啡種植區的社會中的稀有奢侈品，但從其他含有咖啡因植物製成的食物和飲料可能自記錄歷史之前就已成為人類醫學和營養的重要組成部分 。
今天，咖啡因像過去幾代人一樣被使用：它提供了“能量提升”或提高警覺的感覺。許多曾經的學生回憶起使用濃咖啡或咖啡因藥片來熬夜備考。同樣，長途駕駛的司機經常用能量飲料或便利店的咖啡來幫助他們到達目的地。
但是請記住，咖啡因與那些更強效的藥物有一些共同特性——包括能引起上癮。許多人覺得如果早上沒有一杯咖啡（及其咖啡因提供的提神效果），他們就無法正常工作。咖啡因的效果可能比非法藥物溫和得多，但戒除咖啡因對於已經使咖啡因成為其飲食和生活方式中重要部分的人來說可能是困難的。
與許多其他藥物不同的是，咖啡因在我們吃喝的食物中非常豐富。繼續閱讀以了解哪些食物提供了大多數世界咖啡因，並探索在全球範圍內消費咖啡因已成為文化的一部分的多種方式。
飲食中的咖啡因
咖啡因天然存在於許多植物中，包括咖啡豆、茶葉和可可豆，因此它存在於各種食品中。咖啡因也被添加到許多其他食品中，包括各種飲料。例如，可口可樂最初是用含有咖啡因的可樂堅果提取物製成的，這是早期飲用者喜愛這種飲料的主要原因（雖然早期配方中的可卡因也確實幫助增加了這種渴望）。
現代可樂使用人工香料製成，並在生產過程中添加咖啡因。典型的含咖啡因汽水（如可口可樂、百事可樂、山露、Dr. Pepper等）每12盎司（355毫升）罐中含有35至55毫克的咖啡因。產品如Vault和Jolt則緊貼FDA對作為汽水銷售的產品中咖啡因含量的正式限制：每12盎司（355毫升）罐中71毫克。
能量飲料將高濃度的咖啡因與糖和其他興奮劑混合，是含咖啡因飲料中的一個相對較新的趨勢。它們通過不自稱為汽水來繞過FDA的限制：受歡迎的飲料如紅牛和Rockstar每8.3盎司（245毫升）和8盎司（236毫升）分別含有約80毫克的咖啡因。
咖啡因也存在於許多受歡迎的食品中。許多人認為巧克力是含咖啡因的食品，但實際上一塊巧克力中的咖啡因含量因其可可脂、可可固體、糖、香料和填充物的混合而異。50克巧克力棒中的咖啡因含量可能從3毫克到63毫克不等。由於巧克力牛奶和熱可可主要是牛奶或水，它們平均含有更少的咖啡因——每5盎司（150毫升）不到8毫克。
然後是與咖啡因密切相關的茶和咖啡這些沖泡飲料。雖然製作這些飲料的沖泡過程和使用的咖啡豆或茶葉的種類會影響其咖啡因濃度，但兩者的咖啡因含量都可能超過甚至強效能量飲料。一份5盎司（147毫升）的咖啡，可能含有高達150毫克的咖啡因，而相同份量的紅茶可能含有高達80毫克的咖啡因。為了讓這些份量有一個參考，如果你在星巴克或便利店購買咖啡，或在家或辦公室使用馬克杯飲用，你可能是在12盎司、14盎司或20盎司的容器中飲用。你可以根據你正常的份量來計算你的咖啡因攝入量。
接下來，我們將看看咖啡因的一些藥用用途。
咖啡因的藥用用途
咖啡因可在許多減肥藥中找到，用來提高新陳代謝。但在許多其他情況下，咖啡因也有重要的醫療用途。
經過檸檬酸處理的咖啡因——用檸檬酸鉀或檸檬酸鈉處理的咖啡因——可以幫助早產兒呼吸。在手術後有呼吸問題的幼兒也可能受益於咖啡因的醫療處理。
對於成年人，咖啡因有時用來啟動其他藥物。它可以提高阿司匹林或對乙醯氨基酚的效果，並與一種叫做麥角胺的藥物一起用來治療叢集性和偏頭痛。研究表明，咖啡因收縮血管從而減少血流的能力——我們將在下一節討論這種效果——可能在引起這些效果中起作用。
在過去的30年中，有超過19,000項研究研究咖啡因和咖啡，大多數旨在揭示這種藥物對人體的確切影響。哈佛大學進行的一項最徹底和詳盡的研究涉及126,000人，持續了18年。
哈佛研究的發現可能看起來令人驚訝：他們指出，每天喝一到三杯咖啡的人比不喝咖啡的人患糖尿病的可能性低9%。對於每天喝六杯或更多咖啡的受試者，男性將患糖尿病的風險降低了54%，女性則降低了30%。
我們將稍後探討更多關於咖啡因益處的研究，但目前重要的是要注意，大多數美國人消費他們的大部分咖啡因——無論是有意還是無意——作為一種自我藥療形式。例如，在需要提神時喝一杯咖啡，或在漫長一天的結束時啜飲能量飲料，這使許多飲用者達到了FDA建議的咖啡因每日攝入上限。考慮到這種消費方式對身體的影響，咖啡因是一種需要了解其作用的重要藥物。繼續閱讀了解咖啡因如何影響身體和大腦。
咖啡因與腺苷
咖啡因通過欺騙腺苷受體來喚醒你。腺苷通過減慢神經細胞活動來引起嗜睡，但咖啡因（結合到相同的受體）則加快活動。為什麼這麼多人消費這麼多咖啡因？為什麼咖啡因能讓你清醒？簡而言之，這一切都與兩個詞有關：大腦化學。
在《睡眠運作方式》一文中，詳細討論了腺苷的作用。但雖然聽起來像是高級科學，其實很簡單。腺苷在大腦中生成時，會與腺苷受體結合。這種結合通過減慢神經細胞活動引起嗜睡。在大腦中，這也會導致血管擴張，最可能是為了在睡眠期間讓更多氧氣進入大腦。
對於神經細胞來說，咖啡因看起來像腺苷：咖啡因結合到腺苷受體。然而，咖啡因不像腺苷那樣減慢細胞的活動。因此，細胞無法再識別腺苷，因為咖啡因佔據了腺苷通常會結合的所有受體。相反，由於腺苷的影響，神經細胞加快了活動。咖啡因還導致大腦的血管收縮，因為它阻止了腺苷打開它們的能力。這種效果解釋了為什麼一些頭痛藥如Anacin含有咖啡因——收縮大腦中的血管有助於停止血管性頭痛。
咖啡因對大腦的影響導致了神經元的增加活動。腦垂體感覺到這種活動，認為某種緊急情況必須發生，因此釋放激素，告訴腎上腺產生腎上腺素（腎上腺素）。腎上腺素是“戰鬥或逃跑”的激素，它對你的身體有多種影響：
- 你的瞳孔擴大。
- 氣道打開（這就是為什麼在嚴重哮喘發作時有時會注射腎上腺素）。
- 你的心跳加快。
- 表面血管收縮以減慢出血並增加肌肉的血流。
- 血壓升高。
- 胃的血流減慢。
- 肝臟將糖釋放到血流中以提供額外能量。
- 肌肉收緊，準備行動。
這解釋了為什麼在喝了一大杯咖啡後，你的手會變冷，肌肉變得緊張，你感到興奮，心跳加快。
腺苷並不是唯一受咖啡因影響的神經遞質。繼續閱讀了解這種藥物如何影響另一種重要的體內化學物質——多巴胺。
咖啡因與多巴胺
巧克力中的咖啡因影響多巴胺，是你吃巧克力感到快樂的部分原因。多巴胺是一種激活大腦某些部分快樂中心的神經遞質。海洛因和可卡因通過減慢多巴胺再吸收速率來操控多巴胺水平。咖啡因以相同方式增加多巴胺水平。其效果比海洛因弱得多，但機制相同。研究人員懷疑這種多巴胺的聯繫是導致咖啡因上癮的部分原因。
你可以看到為什麼你的身體可能在短期內喜歡咖啡因，特別是當你缺乏睡眠並需要保持活躍時。咖啡因阻止腺苷接收，讓你感到清醒。它將腎上腺素注入系統以提供提神。並且它操控多巴胺產生，讓你感覺良好。
但咖啡因可以在長期內引起一系列惡性循環的問題。例如，一旦咖啡因引起的腎上腺素消退，你會面臨疲倦和沮喪。另一杯咖啡或能量飲料可以再次讓腎上腺素流動，但讓你的身體處於緊急狀態，一整天都緊張和易怒，這對健康並不利。
咖啡因最重要的長期問題是它對你睡眠的影響。咖啡因在你體內的半衰期約為六小時。這意味著在下午3點喝一大杯含有200毫克咖啡因的咖啡，到晚上9點你體內仍然會有約100毫克的咖啡因。受咖啡因影響的腺苷接收對睡眠，特別是深度睡眠很重要。你可能在喝了那杯咖啡後幾小時就能入睡，但你的身體可能會錯過深度睡眠的好處。
這種睡眠不足很快積累起來。第二天你感覺更糟，所以你一醒來就需要咖啡因。這種循環每天都在繼續。一旦你進入這個循環，你就必須繼續消費這種藥物以推遲不可避免的低潮。試圖戒掉會讓你感到疲倦和沮喪，頭痛欲裂，因為大腦中的血管擴張。這些負面影響可能足以迫使咖啡因上癮者回到這種藥物。
但咖啡因並不是一面倒的藥物。繼續閱讀了解咖啡因如何實際上改善你的健康。
咖啡因的健康益處
儘管咖啡因可能有用，但要記住它是一種藥物——並且要注意你喜愛的咖啡因形式中含有多少脂肪和糖。咖啡因長期以來一直被列為希望過上健康生活方式的人的禁忌。醫生指出咖啡因對神經系統的負面影響以及它增加焦慮、壓力和食物渴望的記錄，以及它對睡眠質量的破壞性影響。然而，最近的研究表明，咖啡和咖啡因實際上可能提供一些顯著的醫療益處。
還記得之前提到的超過19,000項研究嗎？這些研究揭示了咖啡因對人體的一系列正面影響：
- 定期喝咖啡的人患帕金森病的可能性降低80%。
- 每天喝兩杯咖啡使患結腸癌的風險降低20%。
- 每天喝兩杯咖啡使患肝硬化的幾率降低80%。
- 每天喝兩杯咖啡使患膽結石的風險減半。
研究還表明，咖啡因在治療哮喘、停止頭痛、提升情緒甚至預防蛀牙方面也有益處 。
其中一些發現可能與咖啡豆的其他健康特性有關，但大多數可以直接與咖啡因聯繫起來。研究人員甚至在開發含有咖啡因衍生物的帕金森病藥物。
越來越多的研究揭示了這種常見消費藥物的潛在益處。佛羅里達州坦帕市Byrd阿爾茨海默病研究所的一項研究顯示，注射咖啡因的小鼠可以防止患阿爾茨海默病。注射甚至幫助減輕患病小鼠的症狀。這些發現使醫生相信每天最多喝五杯咖啡對人類也會有同樣的積極效果。
2007年羅格斯大學的一項研究表明，規律運動加上每日咖啡因劑量可以增加小鼠中癌前皮膚細胞的破壞。一旦測試在人類身上，這些發現有望顯示類似的效果。
儘管有這些近期發現，大多數醫生仍然建議適度消費咖啡因。這些研究為那些堅信早晨一杯咖啡價值的人提供了希望，但要確定咖啡因的長期影響仍有很長的路要走。