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导语:咖啡提神是共有认知,但是您知道这个“神”是怎么“提起来”的吗?咖啡中“提神”的主要物质咖啡因,可改变大脑细胞与“腺苷”的相互作用方式。腺苷细胞使用能量的副产物,可与细胞表面腺苷受体结合,告诉细胞机体疲劳,慢下来休息一下,让我们感到昏昏欲睡。咖啡因会优先与腺苷受体结合,阻断细胞疲劳信号传导,“强制开机”。但是,咖啡因终会分解,一直排队等待的腺苷会“一拥而上”,让困意来的更猛烈!

咖啡提的“神”,是怎么来的?

人类每天要喝掉超过20亿杯咖啡。很多人感觉咖啡就是续命神器,能够让自己精力充沛的度过每一天,但是咖啡提供的“能量”并没有你想象的那么多。要了解咖啡的“供电”机制,需要先了解身体的“放电”机制。

说到能量,那么就绕不开为机体供能的化学物质三磷酸腺苷(ATP)。ATP是细胞将葡萄糖分解后的产物,由三个磷酸基团和一个腺苷组成,磷酸基团以化学键相连,蕴含能量。当ATP水解时,磷酸基团之间的化学键断裂,释放能量为细胞供能,维持机体的正常生命活动。当ATP完全水解后,磷酸基团完全脱去,只剩下被榨干能量的副产物---腺苷。

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图1 ATP组成示意图(图源:生物探索编辑团队)

作为细胞能量传递的“能量货币”,ATP可储存和传递能量,是生物体内最直接的能量来源。腺苷是细胞使用ATP时的副产品,是调节睡眠和觉醒周期系统的一部分,也是高强度活动导致疲劳的部分原因。具体来说,大脑清醒时,ATP在不断分解,释放能量,细胞外的腺苷分子也越多。腺苷会通过与细胞表面的受体结合,通过神经系统,向大脑传递信号:能量用的太多了,细胞要超负荷工作了,该休息一会了。大脑收到信号后,会抑制神经元活动,降低身体活动的强度,让身体越来越困,从而降低能量消耗。

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图2 腺苷与疲劳的关系示意图(图源:生物探索编辑团队)

腺苷与其受体(细胞中接收信号的部分)结合,让细胞放慢速度,让我们感到昏昏欲睡。这就是在一天的活动后,你会感到疲倦的原因。当我们睡觉时,会降低腺苷水平,将它重新转变为其他形式。睡眠可降低腺苷水平,为身体“充电”,让其“满血复活”。这也是你早上醒来感觉神清气爽的原因。

咖啡提的“神”不是供能,而是透支细胞能量

当你感到昏昏欲睡时,咖啡因会暂时有所帮助。咖啡因的分子结构和腺苷很像,也能跟腺苷受体结合。但是,又因为长得不完全一样,没办法发挥像腺苷那样的神经调节作用;取而代之,则是阻断疲劳信号传导,会让人不想睡、精神亢奋、抗疲劳。而且,这个结合的状态不会持续太久,过一阵子,咖啡因就被代谢掉,腺苷就又能顺利的跟受体结合,这个时候,人就又会变得想睡觉了。

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01

早上喝咖啡的作用不大

皮质醇是一种应激激素,在应付压力中扮演重要角色,故又被称为“压力荷尔蒙”。皮质醇能增加血液中的糖(葡萄糖),增强大脑对葡萄糖的利用,提高能量供给。咖啡因还可以提高皮质醇的水平,可以让你感觉更清醒。在早上起床时皮质醇已经自然升高,这就意味着咖啡的提神作用在晚些时候发挥的更好,刚起床就喝咖啡的提神作用并没有那么大。

02

含糖和咖啡因饮品,会让疲惫加剧

含糖饮品中的游离糖会导致血糖在短期内飙升,加上咖啡因的作用,加剧血糖高峰。随后,当葡萄糖供能放缓,血糖含量下降时,大量的腺苷“反扑”,传递的疲劳信号会让您感到更加困倦。

03

浓茶或能量饮料具有相似的影响

咖啡并不是唯一可以给你一些“能量”的含咖啡因的饮料。茶、能量饮料和其他饮料中的咖啡因仍然以同样的方式影响身体。但是,每种含咖啡因的饮料都有自己的额外化合物特征,这些化合物可能具有兴奋作用,或者可以与咖啡因相互作用以改变其影响。

咖啡并非能量“充电站”,透支的细胞能量最终是需要偿还的,而唯一真正的偿还方式就是睡觉。

责编|文竞择

排版|文竞择

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参考资料:

[1]https://theconversation.com/nope-coffee-wont-give-you-extra-energy-itll-just-borrow-a-bit-that-youll-pay-for-later-197897

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-023-00280-1

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