每年,世界各地消費超過10萬公噸的咖啡因,等於14個艾菲爾鐵塔的重量。這些咖啡因大部分是在咖啡或茶中消耗的,但它也被加入一些蘇打水,巧克力,咖啡因丸,甚至標簽為無咖啡的飲料。
即使我們沒有足夠的睡眠,咖啡因也能幫助我們感到警覺,專注,快樂和充滿活力。 但是也可以提高我們的血壓,並讓我們感到焦慮。 這是世界上使用最廣泛的毒品。
那麽它是如何讓我們保持清醒的? 咖啡因在植物進化中,有幾個用途。 高劑量咖啡因,例如在某些物種的葉子和種子中被發現的,對昆蟲是有毒的, 可以殺死昆蟲。 但是當它們以較低的劑量存在時,例如在花蜜中發現的,它實際上可以幫助昆蟲記住並重新回到花朵采蜜。
在人體中,咖啡因充當中樞神經係統的興奮劑。 它通過阻斷身體的一個關鍵的睡眠誘導分子- 一種叫做腺苷的物質使我們保持清醒。 你的身體需要持續的能量供應,這是通過分解稱為ATP的高能量分子而獲得的。 在這個過程中,它釋放出腺苷- ATP的化學組成。 大腦中的神經元具有完全適合這種分子的受體。 當腺苷停靠在這些受體上時,它會激活一係列生化反應,導致神經元更緩慢地活動並減緩重要腦信號分子的釋放。 換句話說,你會困倦。 咖啡因是所謂的腺苷受體拮抗劑。 這意味著它會阻斷這種腺苷受體而減緩神經元放鬆的過程。
咖啡因和腺苷具有類似的分子結構,足夠使咖啡因楔入腺苷受體,但不足以激活它們。 總而言之,腺苷抑製你的神經元, 咖啡因抑製腺苷,所以它使你興奮。
咖啡因也可以促進積極的感受。 在一些神經元中,腺苷受體與稱為多巴胺的另一種分子的受體連接。 多巴胺在大腦中的作用之一就是促進快感。 當腺苷停靠在這些配對受體之一時,可能會使多巴胺難以與自身受體結合,從而中斷其提升心情的工作。 但是,當咖啡因取代腺苷時,則不一樣,多巴胺可以滑入, 與自身受體結合。
有證據表明,咖啡因對腺苷和多巴胺受體的影響也可以帶來長期益處,例如可以降低像帕金森氏症,阿爾茨海默氏症和某些類型的癌症等疾病的風險。 咖啡因也可以增加人體燃燒脂肪的能力。 事實上,一些體育機構認為咖啡因為運動員提供了不公平的優勢,並限製了其消費。 從1972年到2004年,奧運選手血液咖啡因必須控製在一定的濃度以下才能參賽。
當然,並非所有咖啡因的效果都非常有幫助。 它可能會讓你感覺更好,更警覺,但它也會增加你的心率和血壓,導致排尿或腹瀉增加,並導致失眠和焦慮。 另外,食物和飲料咖啡因被發現對你的身體有其自身的影響,必須予以考慮。
你的大腦可以適應經常飲用咖啡因。如果你的腺苷受體永久堵塞,你的身體會製造額外的受體。這樣,即使在咖啡因圍繞的情況下,腺苷仍然可以發揮其信號傳遞大腦的功能。這就是為什麽你可能會發現你需要消耗越來越多的咖啡因才能感覺到警醒。因為有越來越多的腺苷受體需要阻斷。這也是為什麽如果你突然戒掉咖啡因,你可能會遇到不愉快的戒斷症狀。由於有大量的受體,沒有競爭,腺苷就加班工作,導致頭痛,疲倦和情緒低落等症狀。但幾天後,額外的腺苷受體會消失,你的身體會重新調整,即使沒有輸入世界上最流行的興奮劑,你也會感到和以前一樣警醒。
(翻譯自TED-Ed 短視頻課程https://www.youtube.com/watch?v=foLf5Bi9qXs)