咖啡因存在于咖啡、能量饮料、苏打水、茶和巧克力等许多产品中，是全球最常消费的兴奋剂。据估计，85%的美国人每天至少饮用一种含咖啡因的饮料，每人平均每天摄入165毫克咖啡因——相当于大约一杯半咖啡。
对一些人来说，这个剂量不足以让他们保持一整天的清醒，但对另一些人来说，却可能导致他们变得烦躁不安。那么，咖啡因是如何影响身体的，为什么人们对它的兴奋作用会有不同的反应呢？
咖啡因如何影响身体
虽然在相当大的剂量下被证明是安全的，但咖啡因是一种药物——一种改变身体精神或身体状态的物质。法国健康与医学研究所名誉研究主任、咖啡因生理学家Astrid Nehlig博士解释了它是如何发挥其广受追捧的作用的。
Nehlig说：“咖啡因在体内的第一个目标是大脑。当一个人摄入任何形式的咖啡因时，它会迅速 spread 遍及全身，咖啡因的最初痕迹在两到五分钟内到达大脑，在摄入后45到90分钟达到峰值水平。”
一旦进入大脑，咖啡因就会改变大脑关于睡眠和清醒模式的回路，并能触发许多人所寻求的清醒和警觉。
在这个回路中，特定的脑细胞，即神经元，会检测一种叫做腺苷的分子，它在我们消耗能量时会随着一天的进行而积累。腺苷会结合到这些神经元上专门的A1和A2A型受体，减缓它们的活动，增加整体的睡意，让我们入睡。
相反，腺苷在睡眠期间会减少，从而消除其抑制作用，帮助我们醒来时感觉神清气爽。但腺苷可能在昏昏欲睡的早晨 lingering，或者在下午犯困时再次积累——这时许多人会转向他们最喜欢的脑部兴奋剂。
咖啡因在化学上与腺苷相似，甚至会结合到这个睡眠-清醒脑回路中的相同受体上。但与触发睡意不同的是，咖啡因会阻止腺苷结合，使细胞处于更活跃、更清醒的状态。
Nehlig说：“这转化为提高警觉性、更好的专注力和更高的工作效率。”
这种相互作用还会触发肾上腺素的产生，使身体进入高度的“战斗或逃跑”状态。随之而来的是在猛饮含咖啡因饮料后可能感受到的兴奋和能量激增。咖啡因对腺苷受体的作用可以使大脑对多巴胺——“感觉良好”的荷尔蒙——更加敏感，从而提升人的情绪。
但奇怪的是，虽然咖啡因激活了相同的大脑通路，但其效果的强度在个体之间可能会差异很大。一些人也可能经历不太理想的副作用，如焦虑和失眠，即使摄入量相对较少。
那么，是什么决定了我们对咖啡因的生理反应呢？我们的摄入习惯和基因构成似乎是最有影响力的因素。
咖啡因的习惯
与其他药物一样，身体在反复使用咖啡因后会产生耐受性。这意味着身体会适应定期摄入的量，并且随着时间的推移需要越来越多的咖啡因才能达到相同的效果。
由于咖啡因会占据并阻止腺苷与其受体结合，大脑会作为一种反击产生更多的受体。一旦一个人拥有了更多的腺苷受体来填充，他们就需要更多的咖啡因来获得相同的预期效果。
令人惊讶的是，在规律摄入几周后，至少可以对咖啡因的生理和认知益处产生部分耐受性。
但咖啡因的适应性不仅仅局限于大脑，规律摄入者还可以通过肝脏更有效地清除体内的咖啡因。
习惯性摄入咖啡因可以提高负责分解和清除咖啡因的肝脏酶——细胞色素P450 1A2 (CYP1A2) 的活性。这会缩短咖啡因的兴奋作用时间，导致咖啡因代谢增强的人随着时间的推移会耐受并需要更大剂量的咖啡因。
一项研究表明，这种适应过程需要大量的咖啡因摄入。只有那些每天定期饮用三杯或更多杯咖啡的人才表现出咖啡因代谢活动的增强。
除了喝咖啡的习惯，你身体对咖啡因的反应也写在你的DNA里。
咖啡因基因
人类在基因构成上99.9%是相同的，但我们基因代码中仅0.1%的变异就造成了任何两个人之间的差异。这些基因变异——称为多态性，或“多种形式”——负责眼睛颜色、血型、疾病易感性甚至咖啡因的生理效应等独特特征。
就像习惯控制的变化一样，腺苷受体中的基因变异也会影响大脑中的咖啡因信号传递。这些变异可以改变其功能，进而改变一个人对咖啡因效应的敏感性——导致一些人要么高度抵抗，要么高度敏感。一些高度敏感的人即使摄入相对少量的咖啡因也会出现严重的焦虑症状。
正如Nehlig解释的那样，这些基因变异也可能影响睡眠模式，使一些人“对咖啡因对睡眠的影响非常敏感，通常会阻止他们饮用任何咖啡，尤其是在下午晚些时候。相反，其他拥有A2A基因不同表达的人可以在晚上喝一杯咖啡而不影响他们的睡眠。”
咖啡因消化酶CYP1A2的多态性也会影响一个人的敏感性——几乎平均地将人群分为“快速”或“缓慢”的咖啡因代谢者。
Nehlig说：“快速代谢者需要全天饮用更多的咖啡才能达到血液中的活性水平，而缓慢代谢者能饮用的量受到限制，否则就会出现不愉快的副作用。”
这种缓慢代谢多态性的一项不利影响是，在规律摄入咖啡因的情况下，非致命性心脏病的风险增加。
那么，你与咖啡因的关系是爱还是恨？答案可能取决于我们的基因、习惯或完全其他的东西，因为我们对是什么让我们与众不同还有很多需要了解的地方。
