咖啡因靠什么让你兴奋?本是植物杀虫剂却让人心瘾难戒

咖啡因靠什么让你兴奋?本是植物杀虫剂却让人心瘾难戒

城市的某个角落里,疲倦的我们望着手中的活儿,一杯暖暖的咖啡又落下肚中。

咖啡顺着你的肠道被吸收入你的体内,注意力逐渐集中、兴奋感迟迟消褪不去。

这神奇的体验,让我们日益沉迷于此,疲惫时更是不喝不快。

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对我们来说,咖啡那微微苦涩的口感,总能从睡意手里抢夺时间。

其实蕴含在咖啡中的咖啡因,才是提神醒脑的大功臣。

作为最受宠的精神性药物,它不但没有被排斥,还聚拢一大批人成为它的拥趸。

可乐、茶叶、咖啡、药品、巧克力、各式能量饮料,层出不穷的产品早已沁入我们的生活。

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咖啡试饮

追本溯源,中华神农氏从一片落入热水中的叶子里,发现了茶饮。

大洋彼岸的美洲土著此时也恰巧用代茶冬青制出黑色圣水。

而非洲埃塞俄比亚的几只牧羊无意吃下咖啡豆后异样的活力,也引起了人们的好奇心。

几乎是同一时期,亚非美三块大陆竟都将咖啡因制成了饮料。

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代茶冬青

对自然认知不足的先民,对这些能够提神醒脑的东西总是充满了疑惑。

不过到了1819年之后,科学家们逐渐揭开了咖啡因的神秘面纱。

德国化学家Runge首次从咖啡豆中提取得到纯的咖啡因,随后同样是德国化学家的E.Fischer成功合成了咖啡因。

现代医学的蓬勃发展,让人们逐渐了解咖啡因这类生物碱的特性。

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咖啡豆

原来,在人的脑内中枢有着专门负责反馈疲劳的腺苷腺苷受体

当人体体能消耗殆尽,只有通过腺苷与腺苷受体结合,向大脑传递身体的信息,大脑才能感受到疲惫,并发出需要睡眠的信号。

而瘦小咖啡因能轻松挤过脑血屏障,凭着和腺苷近似的结构,鬼鬼祟祟的和腺苷受体结合。

在咖啡因主动竞争受体后,腺苷的信号无法传达给大脑,只能在一旁干着急。

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咖啡因的分子式

另外,咖啡因还会通过更为复杂的神经机制提高多巴胺水平。

大脑无法感知睡意的情况下,多巴胺水平的提高,使用者便感受到才思敏捷、精神兴奋。

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也有研究表明,咖啡因不仅作用于神经,它还能够降低内啡肽和皮质醇的阈值*,从而增强人的耐力值。

它同时提高了神经肌肉的传导,改变细胞内钙离子浓度来增强肌纤维的收缩性。

这对于提高瞬时爆发或是提高耐力都有一定帮助,因此许多功能饮料都添加有咖啡因。

不过瞬时的提高不利于维持神经肌肉的稳定性,一些需要精密性的运动反倒不适合使用咖啡因。

*注:内啡肽能够缓解疲劳带来的酸痛,而皮质醇则促进能量释放。

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咖啡因也可当做药物使用,它能使脑部的血管收紧,减少脑部血液流动,可以用作缓解头疼的“特效药”

同时,它还能够促进儿茶酚胺*的合成和释放,所以可用作正性心血管药物。

即使是一次服用小剂量也能产生心率增快、血压升高等正性心理作用。

还有一些研究认为,咖啡因有利于预防II型糖尿病,对预防帕金森症也有神效。

*注:儿茶酚胺有去甲肾上腺素(NAd)、肾上腺素(Ad)、多巴胺(DA),儿茶酚胺分泌能提高血压、使心率增速。

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含咖啡因的头疼药

只是植物为什么要产生如此多神效的咖啡因?

莫非跟水果一样,为了吸引动物上瘾为他们传播种子?

其实,咖啡因是植物自己的秘密武器,具有多种神效。

为了驱赶昆虫,一些植物分泌出咖啡因保护自己。

咖啡因会使昆虫食入后产生厌食症,剂量大时甚至会直接死亡。

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中了咖啡因的毒,蜘蛛连网都织不好

植物不仅仅将咖啡因用作驱赶害虫,还能吸引蜜蜂为其精确传粉。

因为咖啡因能使蜂类对植物的长期记忆提升,以此大大提高了蜜蜂在同类植物上来回采蜜的可能。

若是含有咖啡因的叶子落在地上,咖啡因进入土壤还能抑制周围与之竞争的植物生长。

动物竟将咖啡因当做食物,绝对是植物们始料未及的

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当然,也不仅是咖啡因遭了罪,许多生物碱都有这样的经历,如烟碱(尼古丁)被用作农田杀虫、麻黄碱用作感冒药、黄连素中的小檗碱等等,都属于被带入人类社会的生物碱。

可以说生物碱是不亚于青霉素的重大发现。

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纯咖啡因是白色的,而不是咖啡的黑

作为植物自保的杀虫剂,咖啡因理所当然不是为了帮助人类而生。

咖啡因作为精神药物,本身就会让人产生依赖,当你努力尝试戒掉它时,就会感觉到头疼、疲倦、易怒等戒断症状。

尽管这与毒品的戒断反应比起来好的太多,但许多意外往往是因为漠视了这些可能存在的问题。

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当日新闻

2015年年末,日本NHK电视台报道了一例:20岁年轻男子因为过量摄入咖啡因中毒致死。

这位小伙子在加油站工作,因为时常日夜颠倒,为了提神,经常将功能饮料作为日常饮料。

也许是提神的作用不够明显,他还服用含有咖啡因的药物,最终因为短时间摄入过量的咖啡因导致死亡

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若是持续大剂量维持精神状态,离死亡已经不远了。

有数据显示,咖啡因成人口服致死量一般为10g,这个数值只有当直接消费纯品时容易达到。

按市面上的咖啡平均500ml含有130~240mg咖啡因来算(速溶咖啡会相对更低),饮入20升咖啡才能达到致死量,撑死的概率会更大些。

但是根据FDA给出的标准是每天摄入400mg为安全剂量,超出剂量会产生依赖甚至上瘾,一旦停用会出现精神萎顿、浑身乏力等症状

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咖啡与茶的咖啡因含量,注意容量

但并不是谨慎致死剂量就可以的,因为咖啡因不是重新唤醒人们的活力,而是预支了未来的活力

许多人感受到困时,会考虑不断饮入咖啡,以期摆脱眼皮打架一类让人不悦的微睡眠现象。

咖啡因也不负众望,抑制了腺苷与腺苷受体的结合,只是腺苷并没有因此消失。

腺苷在腺苷受体旁排队等待结合,而且人体的疲惫感只是被咖啡因遮蔽,实际上疲惫感还在累加,腺苷积累也越来越多。

待到咖啡因的功效过去,远超常量的腺苷与腺苷受体结合,就会感到极度疲惫,这便是“咖啡因崩溃”

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而且,400mg的安全剂量其实并不一定适合每一个人。

欧洲人、美洲人有着悠久的咖啡文化,在咖啡耐受性上一定程度高于亚洲人。

如果你的父母能够面不改色地喝下两大杯咖啡,说明你的耐受性也不会太差。

但也有些人,只需要一小杯就能奋战一整晚睡不着,所以剂量仍是因人而异

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虽然饮用咖啡有风险已经很糟糕,不过还有更糟糕的:这份“神采奕奕”也许还不是你需要的

咖啡因能有效缓解睡眠不足导致的注意力缺陷,但这只对于简单枯燥的加班工作有帮助。

在需要更多判断和思考的工作上,咖啡因已经无法掩饰睡眠不足导致的风险认知的不足

严重的认知偏差会使最终的工作结果不称心,与你硬撑着做事不会有什么差别。

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而且刷夜之后,咖啡因的体内代谢情况还会影响到之后的恢复性睡眠。

体内代谢咖啡因的时间也受个体差异影响,一般情况下成人的咖啡因半衰期*大概是5~6个小时。

生活习惯也会影响到代谢的时间,孕妇、酒鬼代谢速度相对慢,而烟民代谢则更快。

如果在体内代谢不完整的情况下睡觉往往质量欠佳,仍摄入咖啡因维持精神,便会陷入恶性循环

*注:指的是一半的咖啡因完成新陈代谢的时间。

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也有数据显示,即使在咖啡因半衰期过后,恢复性睡眠的质量还是有可能受到影响。

所以说咖啡因对人最大的帮助其实并不如想象中的有用,可以选择的话,还是睡一觉吧

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至于对于咖啡因,我们也大可不必谈之色变。

毕竟现在的咖啡因早已经是一种饮料文化,功能饮料、可乐、奶茶、咖啡、茶饮哪一个不是日日相见?

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那些每日论证咖啡因优劣的科学家、研究员们,哪个不是在实验室里喝着咖啡日夜奋战?

倒是我们终日看着新闻报道诚惶诚恐,却从不计较剂量。

*参考资料

McHill, A. W., Smith, B. J., & Wright, K. P.. Effects of caffeine on skin and core temperatures, alertness, and recovery sleep during circadian misalignment. Journal of biological rhythms, 2014. 29(2), 131-143.

翟金晓,崔文,朱军. 咖啡因的中毒、检测及其应用研究进展[J]. 中国司法鉴定,2017,(05):30-35.

李海霞,陈榕,周丹,吴良. 咖啡因的合成及其药理作用的研究进展[J]. 华西药学杂志,2011,26(02):182-187.

易超然,卫中庆. 咖啡因的药理作用和应用[J]. 医学研究生学报,2005,(03):270-272.

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