咖啡、咖啡因与健康：研究揭示了什么

目录

• 要点
• 引言：全球最受欢迎的兴奋剂
• 咖啡因的来源
• 身体如何处理咖啡因
• 咖啡因对身体各系统的影响
• 精神益处与止痛
• 潜在风险与副作用
• 咖啡因与慢性疾病风险
• 心脏健康与血压
• 体重管理与糖尿病
• 癌症与肝脏健康
• 大脑与神经系统疾病
• 妊娠注意事项
• 实用建议
• 常见问题解答
• 信息来源

要点

• 大多数成年人每天饮用3-5杯中度过滤咖啡通常是安全的。
• 喝咖啡可能降低患2型糖尿病、心血管疾病和帕金森病的风险。
• 高咖啡因摄入可能导致焦虑、睡眠障碍以及妊娠并发症。
• 能量饮料和补充剂带来的风险高于传统咖啡和茶。
• 咖啡因对个体的影响因基因和代谢差异而异。

引言：全球最受欢迎的兴奋剂

咖啡和茶是全球最受欢迎的饮料之一，它们含有大量的咖啡因，使咖啡因成为消费最广泛的活性物质。多种植物的种子、果实和叶子中天然含有咖啡因，包括可可豆（用于巧克力）、马黛茶叶（用于草药茶）和瓜拉纳浆果（用于饮料和补充剂）。

除了天然来源外，合成咖啡因被添加到许多产品中，包括软饮料、能量饮料、能量浓缩液以及旨在减轻疲劳的片剂。咖啡因还具有医疗用途——它用于治疗早产儿呼吸暂停，并与止痛药结合使用以增强疗效。

这些饮料已被人们饮用数百年，代表了重要的文化传统和社会仪式。人们通常使用含咖啡因的饮料来提高警觉性和工作效率。在美国，85%的成年人每天摄入咖啡因，平均摄入量为每天135 mg（相当于约1.5标准杯咖啡）。

我们的咖啡因来源

不同来源的咖啡因含量差异显著。对于典型份量，咖啡、能量饮料和咖啡因片剂中的咖啡因含量最高；茶居中；软饮料最低。咖啡是成年人的主要咖啡因来源，而软饮料和茶对青少年来说更为重要。

具体咖啡因含量包括：

• 现煮咖啡店咖啡（12 oz）：235 mg
• 美式咖啡店饮品（12 oz）：150 mg
• 现煮咖啡（8 oz）：92 mg
• 速溶咖啡（8 oz）：63 mg
• 浓缩咖啡（1 oz）：63 mg
• 红茶，冲泡（8 oz）：47 mg
• 绿茶，冲泡（8 oz）：28 mg
• 可乐型软饮料（12 oz）：32 mg
• 能量饮料（8.5 盎司）：80 毫克
• 能量浓缩液（2 盎司）：200 毫克
• 黑巧克力（1 盎司）：24 毫克

青少年（15-19 岁）平均每天摄入 61 毫克咖啡因，而中年成年人（35-49 岁）的摄入量显著更高，为每天 188 毫克。

您的身体如何处理咖啡因

咖啡因在化学上被归类为甲基黄嘌呤（1,3,7-三甲基黄嘌呤）。摄入后，您的身体在 45 分钟内几乎完全吸收咖啡因，血液浓度在 15 分钟至 2 小时之间达到峰值。咖啡因遍布全身并穿过血脑屏障。

在肝脏中，咖啡因由细胞色素 P-450 (CYP) 酶代谢，特别是 CYP1A2。其代谢产物包括副黄嘌呤以及少量茶碱和可可碱，这些物质进一步被处理并最终随尿液排出。

咖啡因的半衰期（即消除一半物质所需的时间）在成年人中通常为 2.5 至 4.5 小时，但个体间差异显著。多种因素影响咖啡因代谢：

• 新生儿的咖啡因代谢能力有限（半衰期约 80 小时）
• 吸烟会加速咖啡因代谢（使半衰期缩短多达 50%）
• 使用口服避孕药会使咖啡因半衰期加倍
• 怀孕会大幅降低咖啡因代谢，尤其是在孕晚期（半衰期长达 15 小时）

遗传因素显著影响咖啡因代谢。编码 CYP1A2 的基因变异与较高的血浆咖啡因水平和较慢的代谢速度相关。具有遗传性较慢代谢的人群往往倾向于通过减少总体咖啡因摄入量来补偿。

许多药物会影响咖啡因的清除，包括几种抗生素、心血管药物、支气管扩张剂和抗抑郁药，因为它们竞争相同的肝脏酶。同样，咖啡因也会影响其他药物的作用机制，因此在开具新药时与医生讨论咖啡因摄入非常重要。

咖啡因对您身体系统的影响

咖啡因影响您全身的多个器官系统，其益处和潜在风险取决于剂量和个人敏感性。

大脑影响：通过提高警觉性来增强认知表现和警惕性，但可能导致失眠并引发焦虑（特别是在高剂量和易感人群中）。可能降低抑郁症和帕金森病的风险。

心血管系统：短期升高血压，但习惯性摄入会导致至少部分耐受性的产生。

疼痛管理：可以增强非甾体抗炎药（NSAIDs）和对乙酰氨基酚治疗头痛和其他疼痛的效果。

肺部：对早产儿呼吸暂停的治疗有效，并略微改善成年人的肺功能。

内分泌系统：短期内降低骨骼肌对胰岛素的敏感性，但习惯性摄入似乎会产生耐受性。

肝脏：可能降低肝纤维化、肝硬化和癌症的风险。

肾脏和泌尿道：大剂量可产生利尿作用，但习惯性适度摄入对水合状态没有实质性影响。

生殖系统：可能降低胎儿生长并增加流产风险。

精神益处与镇痛

咖啡因的分子结构与腺苷相似，使其能够结合腺苷受体并阻断腺苷的作用。大脑中腺苷的积累会抑制觉醒并增加困倦感。在中等剂量（40-300 毫克）下，咖啡因可抵消这些作用，减少疲劳、提高警觉性并改善反应时间。

这些益处既出现在不经常摄入咖啡因的人群中，也出现在习惯性消费者短期戒断后。咖啡因特别能改善在长时间单调任务（如流水线工作、长途驾驶和飞机操作）期间的警觉性。虽然在睡眠剥夺状态下最有益，但咖啡因无法弥补长期睡眠剥夺后的性能下降。

根据对19项研究的综述，在止痛药中添加100-130毫克咖啡因可适度提高经历成功镇痛的患者比例。

潜在风险与副作用

晚间的咖啡因摄入会增加入睡时间（睡眠潜伏期）并降低睡眠质量。咖啡因还可能引发焦虑，特别是在高剂量（每次>200毫克或每日>400毫克）以及敏感个体（包括患有焦虑症或双相情感障碍的人）中。

个体对咖啡因在睡眠和焦虑方面影响的反应差异很大，这可能反映了咖啡因代谢速率和腺苷受体基因变异的差异。习惯性消费者应意识到这些潜在副作用，并在出现这些问题时考虑减少摄入量或避免在一天晚些时候摄入咖啡因。

虽然高咖啡因摄入可刺激尿液排出，但长期适度摄入（每日≤400毫克）不会对水合状态产生不利影响。习惯性使用后停用咖啡因可能导致戒断症状，包括头痛、疲劳、警觉性下降、情绪低落，有时还有流感样症状。

戒断症状通常在停止摄入后1-2天达到高峰，总共持续2-9天。逐渐减少咖啡因摄入量而非突然停止可以最小化这些症状。

毒性作用与过量风险

在极高摄入水平下，咖啡因可引起焦虑、坐立不安、紧张、心境恶劣、失眠、兴奋、精神运动性激越以及思维奔逸和言语杂乱。据估计，摄入量达到1.2克或以上时会出现毒性作用，而10-14克的剂量可能致命。

对致命过量案例的综述显示，死后血液咖啡因水平的中位数为每升180毫克，相当于约8.8克的咖啡因摄入量。传统咖啡和茶的中毒很少见，因为需要快速饮用极大量的咖啡（75-100标准杯）才能达到致死剂量。

大多数与咖啡因相关的死亡涉及来自药片或粉末/液体补充剂的极高剂量，通常发生在运动员或精神病患者身上。能量饮料和浓缩液，特别是与酒精混合时，已与不良心血管、心理和神经系统事件（包括死亡）有关。

与其他含咖啡因饮料相比，能量饮料可能带来更大的风险，原因包括：高间歇性消费阻止耐受性的发展；在易感儿童和青少年中流行；咖啡因含量标签不明确；可能与能量饮料的其他成分产生协同作用；以及经常与酒精或剧烈运动结合使用。

研究表明，高能量饮料消费（约1升含320毫克咖啡因），而非适度消费（≤200毫克咖啡因），会导致不良的短期心血管影响，包括血压升高、QT间期延长（心律测量）和心悸。

咖啡因与慢性疾病风险

关于咖啡因与慢性疾病的研究面临若干方法学挑战。首先，由于耐受性的产生，急性咖啡因效应可能无法反映长期效应。其次，早期研究往往未能充分控制吸烟等混杂因素，导致结果具有误导性。

即使是经过更好调整的近期研究，仍可能存在残余混杂。长期的随机试验通常难以实施，因此研究人员采用替代方法，如孟德尔随机化（利用遗传变异作为咖啡因摄入的代理指标），尽管这种方法存在统计效能有限等局限性。

测量误差也会影响咖啡因摄入量的评估。虽然自我报告的咖啡饮用频率通常较为准确，但研究中通常未捕捉到杯量、冲泡浓度、咖啡豆种类以及添加配料等方面的差异，从而导致一定的暴露分类错误。

最后，由于在大多数研究中，咖啡和茶是主要的咖啡因来源，因此尚不清楚研究结果是否适用于能量饮料或补充剂等其他咖啡因来源。

心脏健康与血压

在未习惯摄入咖啡因的人群中，咖啡因摄入会短期升高肾上腺素水平和血压。耐受性在一周内形成，但在部分人群中可能不完全。针对较长试验的荟萃分析显示，单独摄入咖啡因（非饮料形式）会导致收缩压和舒张压轻度升高。

然而，含咖啡因咖啡的试验显示其对血压无显著影响，即使在高血压患者中也是如此，这可能是因为咖啡中的其他成分（如绿原酸）抵消了咖啡因升压的作用。前瞻性队列研究同样发现，咖啡摄入与高血压风险增加之间无关联。

未过滤咖啡（法压壶、土耳其式、斯堪的纳维亚煮咖啡）含有川芎嗪（cavestol），会升高胆固醇水平。意式浓缩咖啡和摩卡壶咖啡中的川芎嗪含量居中，而滴滤咖啡、速溶咖啡和虹吸咖啡中的含量可忽略不计。

随机试验表明，大量饮用未过滤咖啡（中位数为每日6杯）会使LDL胆固醇升高17.8 mg/dL (0.46 mmol/L)，预测心血管事件风险增加约11%。过滤咖啡不会升高血清胆固醇水平，这表明限制未过滤咖啡的摄入并适度饮用意式浓缩咖啡可能有助于控制胆固醇。

人体实验和队列研究表明，咖啡因摄入与心房颤动之间无关联。许多考察咖啡/咖啡因摄入与冠状动脉疾病及中风风险的前瞻性研究一致表明，在普通人群或患有高血压、糖尿病或心血管疾病的人群中，每日饮用多达6标准杯的过滤含咖啡因咖啡与心血管风险增加无关。

事实上，咖啡摄入与心血管疾病风险降低相关，每日3-5杯时风险最低。在冠状动脉疾病、中风和心血管死亡率方面均观察到负相关关系。

体重管理与糖尿病

代谢研究表明，咖啡因可能通过减少食欲、增加基础代谢率和食物诱导的热生成来改善能量平衡，这可能是通过交感神经系统刺激实现的。白天重复摄入咖啡因（每次100 mg，共6次）使24小时能量消耗增加了5%。

队列研究显示，增加咖啡因摄入与长期体重增长略少相关。有限的随机试验证据支持其对体脂率有轻微的有益影响。然而，富含热量的含咖啡因饮料（如软饮料、能量饮料以及加糖咖啡/茶）可能会促进体重增加。

短期咖啡因摄入会降低胰岛素敏感性（按每公斤体重3 mg摄入后降低15%），这可能是通过抑制葡萄糖作为肌肉糖原的储存并增加肾上腺素释放所致。然而，每日饮用4-5杯含咖啡因咖啡长达6个月并不影响胰岛素抵抗。

含咖啡因和去咖啡因咖啡均可减轻果糖诱导的肝脏胰岛素抵抗。队列研究一致表明，习惯性咖啡摄入与2型糖尿病风险降低呈剂量反应关系，含咖啡因和去咖啡因咖啡均显示出类似的关联。

这些发现表明，要么对咖啡因对胰岛素敏感性的不利影响产生了耐受性，要么这种影响被非咖啡因咖啡成分对葡萄糖代谢（可能在肝脏中）的长期益处所抵消。

癌症与肝脏健康

大量前瞻性队列研究提供了有力证据，表明咖啡和咖啡因摄入不会增加癌症发病率或癌症死亡率。事实上，咖啡摄入与黑色素瘤、非黑色素瘤皮肤癌、乳腺癌和前列腺癌风险的轻微降低相关。

子宫内膜癌和肝细胞癌（肝癌）的负相关关系更为显著。对于子宫内膜癌，含咖啡因和去咖啡因咖啡的关联相似；而对于肝癌，与含咖啡因咖啡的关联似乎更强。

咖啡与更好的肝脏健康指标一致，包括较低的肝酶水平（表明损伤较少）以及肝纤维化和肝硬化风险的降低。咖啡因可能通过阻断腺苷受体来预防肝纤维化，因为腺苷会促进组织重塑，包括胶原蛋白的产生。

咖啡因代谢物可减少肝细胞中的胶原沉积；在动物模型中，咖啡因可抑制肝癌的发展；一项随机试验显示，饮用含咖啡因咖啡可降低丙型肝炎患者的肝脏胶原水平。咖啡多酚也可能通过改善脂肪代谢和减少氧化应激来保护肝脏免受脂肪堆积和纤维化的侵害。

胆结石与肾结石

咖啡消费与胆结石风险降低相关，其中含咖啡因咖啡的关联性强于脱因咖啡，这表明咖啡因可能发挥保护作用。咖啡可能通过抑制胆囊液体吸收、增加胆囊收缩素分泌和刺激胆囊收缩来预防胆固醇性胆结石的形成。

在美国队列研究中，饮用含咖啡因和脱因咖啡均与肾结石风险降低相关。

脑部与神经系统疾病

来自美国、欧洲和亚洲的前瞻性队列研究表明，咖啡因摄入量与帕金森病风险之间存在强烈的负相关。这种关联在男性中比女性更强，且含咖啡因咖啡与其他咖啡因来源的关联相似，但与脱因咖啡无关，这表明是咖啡因而非其他咖啡成分介导了这种保护作用。

实验研究表明，咖啡因可能通过阻断参与调节运动行为并可能保护多巴胺能神经元的腺苷A2A受体来保护脑细胞。有限证据表明，咖啡因可能降低认知能力下降、痴呆和阿尔茨海默病的风险，尽管其结果不如帕金森病的研究一致。

对于抑郁症，队列研究显示其与咖啡消费呈负相关，每日饮用4-6杯时风险最低。含咖啡因和脱因咖啡均显示出类似的关联，表明其他咖啡成分可能有助于这一潜在益处。

孕期注意事项

在怀孕期间，咖啡因代谢显著减慢，特别是在第三孕期，咖啡因的半衰期可延长至15小时。咖啡因容易穿过胎盘，而胎儿由于肝脏酶尚未成熟，代谢咖啡因的能力有限。

观察性研究表明，孕期较高的咖啡因摄入与较低的出生体重和增加的妊娠丢失风险相关。一项包含14项研究的荟萃分析发现，每日咖啡因摄入量每增加100 mg，出生体重就会减少3盎司（86克）。

关于妊娠丢失，一项包含26项研究的荟萃分析发现，较高的咖啡因摄入（尤其是每日>300 mg）与较低的摄入（<100 mg/日）相比，风险增加。在调整吸烟和其他因素后，这些关联依然存在，对于不同的咖啡因来源（包括咖啡、茶和软饮料）也发现了类似的结果。

基于这些证据，目前的指南建议孕妇将咖啡因摄入量限制在每日200 mg（约2标准杯咖啡）。

实用建议

基于全面的研究证据，以下是关于咖啡因摄入的实用建议：

1. 对于大多数健康成年人：适度摄入咖啡因（每日高达400 mg或3-5杯咖啡）通常是安全的，并可能带来健康益处
2. 选择过滤咖啡：为避免升高胆固醇的影响，请优先选择滴滤式、速溶或虹吸式咖啡，而非法式压滤壶或土耳其咖啡等未过滤方法
3. 限制浓缩咖啡：适度饮用基于浓缩咖啡的饮品，因其含有中等含量的咖啡醇
4. 对能量产品保持谨慎：避免大量饮用能量饮料和能量针剂（每次>200 mg），尤其是在与酒精或剧烈运动结合时
5. 监测个体反应：根据个人对睡眠紊乱、焦虑及其他副作用的敏感程度调整摄入量
6. 明智安排时间：如果咖啡因影响您的睡眠，请避免在一天晚些时候摄入咖啡因
7. 孕期：将咖啡因限制为每天200毫克（约2杯咖啡）
8. 用药期间：服用新药时，请与医生讨论咖啡因的摄入情况
9. 戒断管理：逐渐减少咖啡因摄入量，而非突然停止，以最小化戒断症状
10. 考虑整体饮食：避免在含咖啡因的饮料中添加过多的糖、奶油或其他高热量配料

请记住，个体对咖啡因的反应因基因、代谢、年龄及其他因素而有显著差异。适合一个人的方式可能并不适合另一个人。请倾听身体的声音，并据此调整您的咖啡因摄入量。

常见问题解答

每天喝多少咖啡是安全的？

文章指出，适量饮用过滤咖啡（定义为每天3至5杯）对大多数成年人通常是安全的。这一摄入量甚至可能带来健康益处，包括降低2型糖尿病、心血管疾病和某些癌症的风险。然而，个体耐受性因基因和代谢而异。

咖啡因会导致焦虑或睡眠问题吗？

是的，文章解释说，咖啡因可能引发焦虑，特别是在单次剂量超过200毫克或每日400毫克时，以及在敏感个体中。一天晚些时候摄入咖啡因会延长入睡时间并降低睡眠质量。个体反应存在差异，这可能与咖啡因代谢和基因因素的不同有关。

为什么咖啡有时会升高血压？

对于不习惯摄入咖啡因的人，摄入量会短期升高肾上腺素水平和血压。然而，耐受性在一周内就会形成。研究表明，习惯性饮用者饮用含咖啡因的咖啡并不会显著影响血压，可能是因为咖啡中的其他成分（如绿原酸）抵消了咖啡因的作用。

过滤咖啡与未过滤咖啡在胆固醇方面有何区别？

未过滤咖啡（如法压壶、土耳其或斯堪的纳维亚煮咖啡）含有咖啡醇，会升高LDL胆固醇。大量饮用未过滤咖啡（每天约6杯）可使LDL升高17.8 mg/dL，从而可能增加心血管疾病风险。滴滤式、速溶和虹吸式咖啡的咖啡醇含量可忽略不计，不会升高胆固醇。

咖啡因会影响我的药物吗？

是的，咖啡因可能与许多药物发生相互作用，包括某些抗生素、心血管药物、支气管扩张剂和抗抑郁药，因为它们竞争相同的肝脏酶。这会影响咖啡因和您的药物的作用方式。在开具新药时，与医生讨论您的咖啡因摄入量非常重要。

怀孕如何影响咖啡因代谢？

怀孕期间，咖啡因代谢显著减慢，特别是在孕晚期，半衰期可延长至15小时。咖啡因可穿过胎盘，而胎儿代谢咖啡因的能力有限。孕期较高的咖啡因摄入量与较低的出生体重和流产风险增加有关。

患有高血压时喝咖啡安全吗？

习惯性饮用咖啡似乎不会增加高血压的风险，即使在已患有高血压的人群中也是如此。虽然咖啡因会在短期内升高血压，但耐受性在一周内即可形成。针对含咖啡因咖啡的试验显示其对血压没有实质性影响，这可能是因为咖啡中的其他成分（如绿原酸）抵消了咖啡因的作用。

对咖啡因摄入或咖啡饮用存在担忧的患者何时应寻求第二诊疗意见？

如果您患有高血压、怀孕或焦虑等健康状况，且对安全的咖啡因限量不确定，寻求第二诊疗意见可能有所帮助。研究表明，对于大多数成年人来说，每天饮用3-5杯过滤咖啡通常是安全的，但由于遗传和代谢差异，个体反应各不相同。如果您出现睡眠障碍或焦虑等副作用，或者正在服用与咖啡因相互作用的药物，第二诊疗意见可以帮助明确个性化的建议。Diagnostic Detectives Network 提供独立的专家第二诊疗意见。

来源信息

Original Article Title: Coffee, Caffeine, and Health

Authors: Rob M. van Dam, Ph.D., Frank B. Hu, M.D., Ph.D., and Walter C. Willett, M.D., Dr.P.H.

Publication: The New England Journal of Medicine, July 23, 2020

DOI: 10.1056/NEJMra1816604

这篇患者友好型文章基于《新英格兰医学杂志》发表的同行评审研究。它在将复杂的医学信息转化为受教育患者易于理解的语言的同时，保留了所有原始数据、统计数据和发现。