【科普】咖啡因与健康【转载】

阿迪拉·赛买提 熊若谷 黄斯妤 周丹丹 甘人友 李华斌

咖啡因（C8H10N4O2）是一种黄嘌呤生物碱化合物，天然存在于许多植物的种子、叶子以及果实中，例如咖啡豆、茶叶、可乐果等。由于咖啡因在饮食中的广泛存在，因此不同年龄段的人群可能每天都在有意或无意中摄入咖啡因。相关研究表明，成年人每天平均摄入180～190毫克咖啡因，约等于2～3杯咖啡[1]。

咖啡因经口服摄入后，通过胃肠道快速吸收，可以穿过血脑屏障并分布到人体各个组织器官，血浆咖啡因浓度可在15～120分钟达到峰值。咖啡因在肝脏中被细胞色素P450氧化酶分解，并通过酶促反应产生3种代谢物：对黄嘌呤（84%）、茶碱（4%）和可可碱（12%），其中，对黄嘌呤是主要代谢物，然后进一步代谢成尿酸，并最终随尿排出体外。

咖啡因存在于市面上常见的食品和饮料中，例如巧克力、软饮料、能量饮料等[1-3]。其中，茶（Camellia sinensis）和咖啡（Coffea spp.）含有大量的咖啡因，是全球最受欢迎的两种饮料[1-3]。

茶起源于中国，距今已有5000多年的历史，是除水外，第一大最受欢迎的饮料。茶具有令人愉悦的味道、香气和风味，此外，茶中含有的丰富活性分子，如咖啡因、儿茶素等，具有多种健康益处。中国成年消费者平均每天从茶中摄入的咖啡因含量约为180毫克，以绿茶、黑茶和红茶为主要来源，并且男性的平均咖啡因摄入量高于女性。泡茶过程中，水温和冲泡时间会影响咖啡因的释放量，例如，更高的水温和更长的冲泡时间会释放更多的咖啡因。值得注意的是，不同种类的茶中咖啡因的含量可能会有所不同[5]。例如，一项研究评估了不同茶叶样品的咖啡因含量，结果表明，绿茶、红茶和白茶的咖啡因含量略有不同，每克茶中分别为18.3～25.3毫克、14.3～34.8毫克和21.5～31.0 毫克。

咖啡起源于埃塞俄比亚，是世界上第二大受欢迎的饮料，含有咖啡因、多糖、蛋白质等1000多种生物活性物质。咖啡的消费量在世界范围内各不相同，其中，北欧国家消费量最大，如芬兰、挪威、冰岛、丹麦和瑞典人均年咖啡消费量分别为12、9.9、9.0、8.7和8.2千克[4]。值得注意的是，咖啡的类型和来源、种植地点、气候和环境条件、咖啡豆的加工，即清洗和烘烤过程，以及储存的时间和条件等都会影响咖啡因的含量。例如，烘焙咖啡豆的过程可以改变咖啡中生物活性化合物的含量，影响其感官特性。烘焙级别可分为浅度、中度、中深和深度烘焙，而在较高的烘焙温度下，咖啡因的损失可能会更大[6]。

咖啡因在不同人群中的流行源自于与其摄入相关的各种益处，例如，对于高强度、长时间工作的人群来说，咖啡因可以减轻疲劳和提高警觉性；而对于年轻人来说，摄入适量的咖啡因能提神、提高工作和学习效率。

咖啡因具有抗氧化活性，可保护机体免受过量游离基诱导的细胞损伤和氧化应激，预防多种慢性病的发生[2]。例如，糖尿病已成为日益严重的公共卫生问题，其发病率在全球范围内呈上升趋势[9]。研究发现，从咖啡或茶中摄取适量的咖啡因可降低2型糖尿病的患病风险。此外，还可以提高糖尿病高乳酸血症和体育锻炼后的乳酸清除率和激素稳定性。

肥胖与许多因素有关，例如能量摄入和消耗失衡、社会环境因素以及直接和间接的遗传效应。咖啡因可以提高人体的新陈代谢率，促进脂肪组织的分解和脂质的氧化，从而有助于减肥[8]。研究发现，健康参与者在骑车前摄入咖啡因会使脂肪氧化增加，而总碳水化合物氧化率和对疲劳的自我感知减少。

非酒精性脂肪肝病是一种与肥胖相关的疾病，近年来已成为全球肝病的主要致病原因。研究发现，咖啡因可以刺激肝脏脂质氧化，在非酒精性脂肪肝病中具有潜在的有益作用。此外，咖啡因摄入量的增加可导致慢性丙型肝炎病毒感染者的肝纤维化减少。同时，每天喝1～2杯咖啡的人患心血管疾病的风险显著降低；而不喝咖啡、喝不含咖啡因的咖啡和每天喝6杯以上咖啡的人，心血管疾病的患病风险分别增加11%、7%和22%。

此外，咖啡因还减少一些炎症反应，对预防和治疗炎症相关疾病有一定的作用。适量摄入咖啡因可以改善记忆和认知功能，预防神经性疾病。尤其是女性通过饮用咖啡或绿茶，可能降低痴呆和认知能力下降的风险，并改善认知障碍。抑郁症患者可能表现出情绪低落、嗅觉受损、欲望减少、社交退缩等多种症状，严重的患者可能有自杀行为。研究发现，咖啡因可能会增强典型抗抑郁药的抗抑郁效果，在服用抗抑郁药的基础上，长期摄入低剂量咖啡因可能会降低抑郁评分，并提高其认知能力。

咖啡因是一种会影响人体血压、心率、睡眠等的中枢神经兴奋剂。长期过量摄入咖啡因，可能会给消费者的身体和心理带来一些负面影响。例如，睡前过量的咖啡因可能会导致睡眠压力增加，睡眠质量下降。

长期过量摄入咖啡因可能会诱发多种疾病，如慢性偏头痛，而突然停止摄入咖啡因也可能是偏头痛发作的一个重要原因。對于偏头痛患者来说，每天的咖啡因摄入量不应超过200 mg，并且每天的摄入量应尽可能保持一致，以避免脱瘾性头痛。此外，咖啡因的摄入还可能导致眼压变化。在具有高眼压遗传易感的人群中发现，高眼压和青光眼的患病率增加与摄入过多的咖啡因有关，因此，青光眼遗传风险高的人应该减少或避免咖啡因的摄入。

大量研究表明，怀孕期间摄入咖啡因与不良妊娠结局有关。咖啡因可能会影响胎儿大脑发育并造成认知损伤，或影响生殖发育的各个阶段，因此，怀孕期间应该限制或减少咖啡因的摄入。此外，儿童时期过量摄入咖啡因可能会对成年期产生负面影响。对于青少年来说，过早接触高剂量的咖啡因会导致血管阻力的持续增加，随着时间的推移，可能增加高血压和其他疾病的患病风险。因此，高剂量的咖啡因摄入可能会对儿童和青少年的身体、心理和行为造成伤害。

对于那些需要控制或减少咖啡因摄入量的消费者，例如儿童、青少年、孕妇、患心血管疾病以及对咖啡因敏感的人群来说，低咖啡因咖啡或者茶也许可以在日常生活中满足他们对咖啡因的消费需求并具有安全性。低咖啡因咖啡或茶是指在咖啡豆或茶叶生产加工过程中， 采取各类咖啡因脱除手段， 如溶剂萃取法、膜分离法、酸洗脱法、离子交换树脂法、热水脱除法、超临界CO2萃取法， 以及培育低咖啡因品种等使咖啡因含量降低至一定水平而制成的精深加工产品[7]。

咖啡因存在于许多食品中，并且被广泛消费。适量摄入咖啡因可以降低多种疾病的发病风险，如心血管疾病、癌症、糖尿病、肥胖、神经退行性疾病和肝脏疾病。此外，咖啡因还可以改善记忆和认知功能，预防神经性疾病，缓解疲劳。通过喝咖啡或饮茶适量摄入咖啡因可能是一种预防某些疾病的健康生活方式。然而，长期过量摄入咖啡因会对睡眠、偏头痛和眼压产生副作用。此外，高咖啡因摄入可能会导致孕妇的后代认知障碍，增加成年后患病的易感性，并对儿童和青少年的生长发育产生有害影响。因此，特殊人群和对咖啡因敏感的人应该限制或减少咖啡因的摄入量，以避免潜在的不良反应。

[1]van Dam R M， Hu F B， Willett W C. Coffee， caffeine， and health. New England Journal of Medicine， 2020， 383（4）： 369-378.

[2]Saimaiti A， Zhou D D， Li J H， et al. Dietary sources， health benefits， and risks of caffeine. Critical Reviews in Food Science and Nutrition， 2022.

[3]Shang A， Li J H， Zhou D D， et al. Molecular mechanisms underlying health benefits of tea compounds. Free Radical Biology and Medicine， 2021， 172： 181-200.

[4]Jahrami H， Al-Mutarid M， Penson P E， et al. Intake of caffeine and its association with physical and mental health status among university students in bahrain. Foods， 2020， 9（4）： 473.

[5]Law V K M， Li K-k， Lam A K C. Caffeine consumption from drinking tea in chinese “dim sum” meal. Journal of Caffeine and Adenosine Research， 2018， 8（1）： 37-42.

[6]Olechno E， Puscion-Jakubik A， Zujko M E， et al. Influence of various factors on caffeine content in coffee brews. Foods， 2021， 10（6）： 1208.

[7]Hui Z， Xiao D U. The research progress of the decaffeinated tea. Journal of Huazhong Agricultural University， 2008， 27（4）： 564-568.

[8]Xu X Y， Zhao C N， Li B Y， et al. Effects and mechanisms of tea on obesity. Critical Reviews in Food Science and Nutrition， 2021.

[9]Meng J M， Cao S Y， Wei X L， et al. Effects and mechanisms of tea for the prevention and management of diabetes mellitus and diabetic complications： An updated review. Antioxidants， 2019， 8（6）： 170.

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