咖啡、茶、奶茶为什么提神?(咖啡因的作用原理)

纪念2020年,欢迎2021年!发一篇文章,局部原理用现代科学阐述,治病思维以整体观念指导。以此,作为年末的表示,意思意思。

壹 咖啡因的作用机理

咖啡、茶、奶茶提神主要依靠其中的咖啡因。简单讲,如果把人比作汽车,那么人体白天清醒时就是处于油门踩得比刹车重一些的状态。咖啡因之所以能提神是因为它把人体细胞的刹车松开了一些(效果相当于加油门),于是相对来说汽车就跑得快了些。

对于还有比较多油的汽车,加油门松刹车则车就跑得更快,但是对于没有什么油的汽车,松刹车就没有什么效果了,这就是为什么有些人喝咖啡无效的缘故。

专业版解释:

咖啡因就是1,3,7-三甲基黄嘌呤。其作用分两个层面,在肉体细胞层面,咖啡因是细胞级别的腺苷受体拮抗剂,同时是磷酸二酯酶(PDE)抑制剂。腺苷受体活化会引起平滑肌舒张,脂肪分解减慢,肾上腺激素释放减少等等作用(减慢细胞工作),因此,咖啡因相当于加速了细胞的工作。

PDE是降解环磷酸腺苷(cAMP)的酶,cAMP在细胞内起促进ATP分解的作用。因此咖啡因抑制PDE就相当于促进了细胞ATP的分解,这也是加快了细胞的工作。

此外,咖啡因因为以上作用,能够使肾上腺(其实还包括其他内分泌腺)的工作加强,即糖皮质激素、醛固酮、肾上腺素都会增加分泌(至少是提前分泌)。这些激素的增多会带来间接的提神、注意力集中等等效果。

咖啡因还有三甲基,具有脂溶性,能够进入大脑,在大脑中,咖啡因也会拮抗腺苷A受体,而此类受体主要分布在乙酰胆堿能系统的相关神经元当中。因此,咖啡因相当于兴奋了乙酰胆堿能神经元,这部分神经元主要与记忆、联想、学习等有关,因此对于工作学习有正面的“提神”效果。

也有研究称极高浓度的咖啡因进入大脑会导致GABA受体的拮抗(原理不清,可能和ach系统兴奋有关,也可能没有这回事),但该研究未有定论。

总之,咖啡因主要可以兴奋全身的细胞,加速工作;促进肾上腺相关激素的释放,同时在脑内主要是兴奋乙酰胆堿能系统,起到“提神”作用。

贰 效果

咖啡因能够兴奋细胞,加快他们的工作,因此其的宏观效果是:

呼吸变深、变长;心跳加快,加强,血管舒张;胃酸分泌变多;肾脏工作加快,尿量增加……

大脑胆堿能系统兴奋后作用是能提升记忆力,联想力。肾上腺所分泌的激素增多产生上冲感,注意力集中、心境提升等等效果。 

古人对于咖啡、茶也有相关记载:

《本草纲目》:咖啡,灌木,果核可入药,性温,味苦偏酸,提神醒脑,健胃消食。可治精神萎靡,阳气阻滞,小儿积食。

《本草纲目》:时珍曰∶茶苦而寒,阴中之阴,沉也,降也,最能降火。火为百病,火降则上清矣。然火有五,火有虚实。若少壮胃健之人,心肺脾胃之火多盛,故与茶相宜。温饮则火因寒气而下降,热饮则茶借火气而升散,又兼解酒食之毒,使人神思爽,不昏不睡,此茶之功也。

《本草纲目》中记载的咖啡基本上是咖啡因的效果,茶叶的效果指的是绿茶,因为绿茶中有很多茶多酚等其他物质所以综合作用还表现为能下气降火。经过深度发酵的茶(红茶)其茶多酚含量降低,综合效果就更类似咖啡。

因此,咖啡因可以类似于一种短期兴奋类药物对体质好的人使用,用于消食、解酒、提神等等,作用就是让身体“加班”干活。

叁 危害

咖啡因并不是补药,起到“提神”效果其本质是透支。相当于是刷身体银行的信用卡,把明天的精神拿到今天来用。所以长期摄入大量咖啡因总的结果就是“肾虚”,每天拼命工作,靠咖啡因顶着,就相当于只借钱不还钱,总有一天会被黑名单。“咔嚓”,最后信用卡没了。

咖啡因本来是植物生产的一款农药,能毒死害虫。但是对于人来说,变成了兴奋类物质。

咖啡因并不会增加ATP,更不能增多受体和神经递质,只是先用掉。所以体力本来就透支的人喝咖啡基本无效,喝咖啡太多的人受体敏感性也会下降。

一次性大量摄入过量咖啡因,乙酰胆堿能神经元过度激活则可能出现记忆混乱,各种联想串台等精神效果。

而有些人本身某些器官就“上火”,摄入咖啡因就会恶化病情,比如胃溃疡的人喝咖啡使胃酸分泌增多,导致反酸烧心;肥胖的人摄入过多咖啡因导致心动过速等等。

总之,要不要摄入一些咖啡因要看个人身体和价值观。从身体上讲太虚弱和“上火”严重的人不适合摄入太多咖啡因;而太懒,从不思考的人也许适当摄入咖啡因有助于锻炼相关神经元,可能可以预防老年痴呆。从价值观上讲,人生反正不是挥霍在这件事情上就是挥霍在那件事情上,反正也没有指望活150岁,喝点咖啡也无妨。

没有任何绝对好或者绝对坏的东西,咖啡因也是,明白原理以后就看自己怎么用。

肆 诊断意义

如果一个人基本没有摄入过咖啡因,其相关受体的敏感性一般就是比较高的。这个时候通过喝咖啡的反应可以相应地推测其身体机能。

例如,喝了咖啡本应该能利尿,不利尿说明可能其肾过劳;

喝了咖啡本应该能稍微有点开心、注意力集中,既不开心也注意力集中不起来说明肾上腺过劳;

喝了咖啡本应该能消食,结果该撑还是撑,说明消化系统过劳。

……

伍 类似药物

咖啡因本质上是PDE抑制剂,腺苷受体拮抗剂。从原理上看比较类似的药物,随便举几个:

1.氨茶堿——PDE抑制剂——支气管扩张药;

2.米力农——PDE3抑制剂——心衰药;

3.万艾可——PDE5抑制剂——???

4.伊曲茶堿——腺苷A2A抑制剂——帕金森

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