咖啡因为什么能使人保持清醒?
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咖啡因是通过改变大脑内的化学反应而起作用的。它阻断了大脑中天然存在的一种化学物质的作用,而这一物质与睡眠有关。下面介绍咖啡因是如何起作用的。

如果读过博闻网的文章睡眠的奥秘,您就会知道化学物质腺苷可以与大脑内的腺苷受体结合。腺苷与腺苷受体的结合降低了神经细胞的活跃性,从而引起困倦。在大脑中,腺苷结合还会引起血管扩张(据推测是为了增加睡眠过程中的摄氧量)。

腺苷是人日常活动的产物。例如,文章怎样锻炼就讨论了作为运动的副产物之一,腺苷是如何由肌肉产生的。

对神经细胞而言,咖啡因与腺苷的化学结构很相似。因此,咖啡因能与腺苷受体结合。但是,咖啡因并不会像腺苷那样降低细胞的活跃性。细胞不能再感知腺苷,因为咖啡因已经占据了所有的腺苷受体。所以,细胞变得活跃起来,而不是由于腺苷水平所引起的细胞活跃性降低。可以看到,咖啡因还能引起大脑血管收缩,因为它阻断了腺苷扩张血管的功能。这就是为什么一些像Anacin之类治疗头痛的药物中会含有咖啡因——如果您患有血管性头痛,咖啡因能为您收缩血管缓解疼痛。

由于咖啡因阻断了腺苷,使得大脑中的神经元放电随之增加。脑下垂体观察到这种活动的全过程,并且认为某种紧急情况就要发生,于是便释放出能刺激肾上腺产生肾上腺素的荷尔蒙。当然,肾上腺素是一种供人体“战斗或逃跑”所用的荷尔蒙,它对人体有很多影响:

  • 瞳孔扩大
  • 呼吸道打开(这就是有时要给哮喘病严重发作的患者注射肾上腺素的原因)
  • 心跳加速
  • 体表血管收缩以减慢伤口的出血速度,同时增加去往肌肉的血流;血压上升
  • 通往胃部的血流减慢
  • 肝脏向血流中释放糖以使人获得额外的能量
  • 肌肉紧张准备行动
这就解释了为什么喝完一大杯咖啡后,您的双手会变冷,肌肉会紧张,您会感到兴奋,甚至还能感到心跳加速。

与苯异丙胺的作用机制一样,咖啡因也能提高多巴胺水平(海洛因和可卡因也可以通过减慢多巴胺再摄取速度来控制多巴胺水平)。多巴胺是一种神经递质,它位于大脑中的某些部位,可以激活“奖赏通路”(即快感中枢)。很显然咖啡因的效果要比海洛因差很多,但二者的作用机制是相同的。人们怀疑多巴胺的介入促使人对咖啡因上瘾。

所以现在您可以知道,为什么您的身体可能在短期内会喜欢咖啡因,尤其是当您精神欠佳并需要保持活力的时候:

  • 咖啡因阻断了腺苷结合,使您保持清醒。
  • 咖啡因将肾上腺素注入身体系统,使您精神兴奋。
  • 咖啡因还能控制多巴胺的产生,使您产生快感。

咖啡因的问题在于更长期的影响,这种影响呈螺旋状趋势。例如,一旦肾上腺素耗尽,您就会感到疲倦和沮丧。那么之后您会怎样做呢?为了使肾上腺素恢复到先前的水平,您会服用更多的咖啡因。正如您能想到的那样,整天让身体处于紧急待命状态并不是一种健康的做法,这会使人变得神经质和易怒。

咖啡因最大的长期问题在于它对睡眠的影响。腺苷与受体的结合对睡眠很重要,尤其是对深度睡眠更是如此。咖啡因在人体内的半衰期大约为6个小时。这就意味着如果您在下午3点喝了一大杯含有200mg咖啡因的咖啡,那么到晚上9点仍有约100mg的咖啡因滞留体内。您或许也能入睡,但您的身体很可能无法得到深度睡眠所带来的好处。这种缺乏会迅速积累。于是第二天您会感觉更差,所以刚起床就需要摄入咖啡因来提神。这种循环会日复一日地继续下去。

这就是90%的美国人每天都要食用咖啡因的原因。一旦您进入这种循环,就不得不一直服用这种药物。更可怕的是,如果您尝试戒服咖啡因,就会感到疲倦、沮丧,还会患上一种令人难受的、好像大脑血管都要涨裂的剧烈头痛。所以即使您想要戒除咖啡因,这些副作用还是会迫使您重新投入到咖啡因的怀抱中。

据说,之所以这么多苏打水和可乐饮料都含有添加的咖啡因,就是为了使人上瘾。人们对尼古丁上瘾,使得香烟成为香烟生产公司的热销产品,与此相同,可乐中加入咖啡因也会导致人们对这类饮料上瘾。

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