咖啡對正常大腦的作用,你都知道嗎?

導讀 
咖啡因對大腦有許多積極的作用,每日攝入咖啡和咖啡因可以是健康均衡飲食的一部分,有助於集中註意力、改善情緒,Practice Neurology雜誌對於咖啡因有關的常見問題及具體作用進行了綜述,在此與大家共享。

coffee-1059576_1280

背景

咖啡是全世界攝入量僅次於水的飲品。它是一種非常複雜的飲品,包含1000餘種化合物,甚至許多尚未被識別。其中一種主要的成分是咖啡因,咖啡因有多種來源,例如飲品(茶、軟飲料、能量飲料、熱巧克力、雞尾酒、瓜拉納)、食物(主要是巧克力)和藥物。

下面對咖啡因對大腦的主要作用進行總結。但是,咖啡因利弊作用的這些證據大多數來自於觀察性研究,尚需隨機對照研究的證實。

常見問題

為什麼我對咖啡的反應與其他人不同?

咖啡因在經口攝入後迅速並完全吸收(最大時間30-120分鐘),並自由通過血腦屏障和胎盤屏障。大腦/血液含量比接近1。咖啡因在血漿中的平均半衰期是2.5-4.5小時。在人類,咖啡因主要經肝臟細胞色素酶(CYP)1A2 N-3去甲基化形成副黃嘌呤(84%)、可可鹼(12%)和茶鹼(4%)。95%咖啡因的清除依賴CYP1A2活性。

個體對咖啡因代謝的差異可以用CYP1A2多態性解釋。CYP1A2基因1號內含子734位AC鹼基突變,可降低酶的可誘導性。AA純合子基因型被認為是“快速代謝者”,AC和CC基因型是“慢代謝者”。CC和AC慢代謝型總共佔52-60%,約40-48%是快代謝AA型。

生活方式可能會影響咖啡因的代謝。最主要的因素包括:

➤1.  白天攝入咖啡,每攝入1L清除率增加1.45倍。

➤2.  吸煙,清除率增加1.22倍(每天1-5支)至1.72倍(每天>20支)。

➤3. 口服避孕藥,清除率降低0.72倍。

➤4.  女性,清除率降低0.9倍。在懷孕期間,咖啡因的半衰期增加,孕晚期時半衰期較非孕婦長3-4倍。

咖啡因如何作用於大腦?

大腦中的咖啡因作為A1和A2A型腺苷受體的非特異性抑製劑。這種效應出現在低濃度咖啡因中,即攝入一倍咖啡後達到幾個mmol/L。咖啡因激活主要興奮性遞質的釋放,這些更多地被腺苷抑製而不是抑制性神經遞質。基於對A1和A2A腺苷受體敲除大鼠的研究顯示,咖啡因對A2A受體的阻斷可影響睡眠和運動活性,A1和A2A敲除影響心率、機體核心溫度和氧代謝。

安全攝入量是多少?

低劑量咖啡因(50-200mg每次)可產生有益的作用:增加警覺和能量、愉悅、放鬆、良好的情緒和記憶改善。但是高劑量咖啡因(400-800mg每次)可能會產生負性作用:焦慮、緊張、神經過敏、失眠、心動過速和震顫。已達成共識的是,每日攝入300-400mg咖啡因(約4-5杯咖啡)不會導致任何健康問題。

幾個國家評估了咖啡因攝入量的安全界值。最近,依據澳大利亞和新西蘭食品標準、健康加拿大和英國食品、消費品和環境化學毒性委員會的評估,比利時優質健康理事會認為每天攝入5.7mg/kg(相當於體重70kg的成年人每天攝入400mg)咖啡因不會導致一般毒性、行為改變、男性生育能力下降、心血管或腫瘤風險。該理事會推薦兒童和青少年每日攝入咖啡因最大劑量為2.5mg/kg,超過此劑量後導致焦慮和行為改變的風險增加,並建議育齡期女性每日攝入量不超過200-300mg。

最近歐洲食品安全管理局對咖啡因安全性的報告認為,單次攝入任何來源的咖啡因200mg(約3mg/kg)對一般成年人不會產生安全問題,即便正常環境下劇烈運動前2小時內攝入也是安全的。每日攝入任何來源的咖啡因達400mg(約5.7mg/kg)對除孕婦以外的一般成年人不會增加安全性問題。在隨後的亞組分析中,他們認為“每日攝入任何來源的咖啡因200mg不會增加胎兒的安全性問題”。最後,“由於對兒童和青少年的數據有限,成年人急性攝入量(3 mg/kg每天)可作為判斷每日安全攝入量的依據”。

這些數據與既往文獻報導一致認為,咖啡因的作用是具有劑量依賴性的。

咖啡因對正常大腦的作用

警覺性和睡眠

眾所周知,咖啡因可通過消除乾擾來使人精力充沛、改善情緒和幫助集中註意力,具有劑量依賴性。咖啡因(75mg)可以縮短反應時間,提高視覺注意力和在長時間工作中維持注意。特別是在覺醒度下降的情況下可有效的提高警覺,例如午餐後注意力下降、普通感冒、夜班工作和開車時。

咖啡因容易影響睡眠,這是咖啡因最敏感的功能。劑量低至100mg(約1杯咖啡)可以延長睡眠潛伏期,縮短總睡眠時間,延長淺睡眠期,同時縮短深度睡眠,快動眼睡眠(REM)基本不受影響。

這些影響顯然是由於在睡前攝入咖啡因,但即使在早上攝入咖啡因也會嚴重影響睡眠。例如,早上攝入200mg的咖啡因(約2-2½杯咖啡)可使總睡眠時間減少約10分鐘,睡眠效率降低約3%,延長2期睡眠潛伏期。這些作用出現在低劑量攝入者,但不出現在習慣性攝入者,且無年齡差異。

然而,每個人攝入咖啡因對睡眠的影響有顯著差異。這可能與CYP1A2多態性部分相關,但更重要的是,大腦腺苷A2A受體(ADORA2A)的多態性調節者個體的易感性和咖啡因對睡眠客觀影響。敏感的個體攝入咖啡因後失眠幾乎加倍。

情緒和情緒障礙

已有多項報導顯示,低劑量咖啡因(150至200mg)可改善情緒狀態。這些作用可以解釋為什麼咖啡和茶被廣泛用作早餐飲料。與麵包同食或在藍光背景下(對情緒有積極的影響)可增強這種作用。這種作用在中老年人更為明顯;此外,非習慣性咖啡因攝入者會產生預期的作用。

幾項大型隊列研究認為,每天喝咖啡可降低患抑鬱症的風險。針對婦女、老年人及其他幾項對青年和中年人群的研究證實了這一觀察,這種情況也發生在單獨攝入茶或咖啡時。此外,咖啡的攝入也可降低自殺風險。

焦慮

高劑量的咖啡因會導致焦慮感,雖然在低劑量下並不經常發生在。焦慮動物模型已經證實了咖啡因的致焦慮作用。人類的兩項研究報告了咖啡因相關性社會威脅性語言(如恨意和孤獨)焦慮自評分級以及消極面部表情(如憤怒和恐懼的面孔)的增加。一項研究表明,攝入75~300mg咖啡因所致的劑量依賴性焦慮增加僅發生於男性,而不見於女性。

在一項咖啡因試驗(急性攝入480mg咖啡因)中,驚恐障礙患者和他們健康的一級親屬比健康志願者更容易出現驚恐發作症狀,這種反應與ADORA2A基因變異一致,在非習慣性攝入或很少攝入咖啡因的患者,該基因可調節咖啡因引起的焦慮。頻繁攝入咖啡可對這種致焦慮性作用產生中樞性耐受,甚至在遺傳易感人群中也一樣。

咖啡因與依賴

很多人質疑咖啡因的依賴問題。而咖啡中的咖啡因是一種溫和的中樞神經興奮劑,臨床前研究表明,咖啡因不會刺激伏隔核外殼多巴胺能神經傳遞,後者是依賴性藥物的特性。同樣地,人體影像學研究表明,咖啡因不會激活大腦的依賴和獎賞環路。許多數據表明適度飲用咖啡的人不會出現對咖啡因產生機體依賴。

然而,美國精神病協會已經將咖啡因戒斷症狀加入到第五版精神疾病的診斷和統計手冊。有些人突然停止咖啡因後出現症狀。這些症狀往往發生在停用咖啡因12至24小時後,主要是頭痛、嗜睡和疲勞感,但通常持續時間不會大於48小時。他們可以通過逐漸減少攝入量來避免類似症狀。

咖啡因作為一種強刺激劑,它能消除撤藥所導致的不愉快的作用,但是潛在的機制還不清楚。人們出現戒斷症狀的情況下,茶葉和咖啡中的咖啡因劑量似乎足以作為刺激劑,每杯25~50mg咖啡因已經可以作為增強劑。但是,咖啡的增強效果可能與咖啡因無關,而是與氣味、味道和社會環境等有關,這些因素常伴隨咖啡以及任何一種含咖啡因的飲料或無咖啡因飲料的攝入。

咖啡因與兒童/青少年

咖啡因對兒童的影響的資料很少。來自健康加拿大的數據顯示,大約10%的12~9歲青少年的每日咖啡因攝入量大於2.5mg/公斤。但是,12歲的兒童攝入高劑量咖啡因對睡眠的影響與成年人相似。特別有趣的是,咖啡因導致慢波或深睡眠時間的百分比劑量依賴性減少,並改變快動眼/非快動眼睡眠的結構。

青少年攝入晨和白天困倦。慢波睡眠和快速眼動睡眠對學習和鞏固記憶起著非常重要的作用,白天困倦與學業成績呈負相關。攝入高劑量和正常量咖啡因的青少年似乎形成了一個循環,其中睡眠紊亂與咖啡因引起的困倦有關,從而導致咖啡因的攝入量的增加。攝入高劑量咖啡因常常與其他影響睡眠的行為並存,例如深夜使用電子和計算機設備,尤其是青少年。一些研究還表明,青少年可以用咖啡因來調節情緒和/或有助於緩解抑鬱。

原文轉自醫脈通編譯

發表迴響

在下方填入你的資料或按右方圖示以社群網站登入:

WordPress.com 標誌

您的留言將使用 WordPress.com 帳號。 登出 /  變更 )

Google photo

您的留言將使用 Google 帳號。 登出 /  變更 )

Twitter picture

您的留言將使用 Twitter 帳號。 登出 /  變更 )

Facebook照片

您的留言將使用 Facebook 帳號。 登出 /  變更 )

連結到 %s