咖啡的提神效果来自咖啡豆中的生物碱,其中最具代表性的就是咖啡因。从生物进化角度来讲,咖啡因原本是植物果实中有苦味和一定毒性的化学物质,用来保护植物免遭动物啃食。许多动物会因摄入咖啡而中毒,然而,灵长类动物由于长期吃植物果实,导致其肝脏对其有较强的解毒能力。
咖啡因的化学结构很像人体中的腺苷,而腺苷是能量代谢的产物。腺苷源源不断地从细胞中产生出来,分泌到细胞外,当它和细胞膜上的腺苷受体结合,就等于告诉细胞“能量消耗差不多了,我累了需要休息了”。
人在清醒状态下,神经细胞上的腺苷每个小时都会增加,达到一定数量就会产生困倦。然而,这时如果饮用咖啡会导致咖啡因与腺苷受体结合,抢占腺苷的结合位点。但咖啡因毕竟不是腺苷,它与腺苷受体结合后并不会触发细胞内的信号传导,因此不会引起困倦。此时的腺苷仍在人体细胞中不断产生,既然不能与细胞膜上的受体结合,就在细胞间隙流浪。等到约四五个小时后,咖啡因被人体代谢掉,积累的腺苷会占据几乎所有的腺苷受体,人就会感觉更加困倦。从这个角度来说,咖啡因预支了人的精力,而不是产生额外的精力。
长期饮用咖啡后,腺苷受体会发生反向调节,在神经细胞上的表达水平升高。人体逐渐对咖啡因耐受,从最初精神百倍到习惯后就没有明显的亢奋了。习惯饮用咖啡者在戒断咖啡状态下,精神状态和认知能力会有所下降,需要摄入与平时相等剂量的咖啡才能恢复到正常水平。这样看来,为了提高学习或工作效率而喝咖啡可谓得不偿失,因为你必须每天喝一定量来维持正常的精力,否则还不如正常状态。
(《科普时报》3.17 王欣)

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