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科研斗志靠咖啡,但之后更颓?原因与对策在这里

三月,美好的季节,春风来了,春天的脚步近了……同学们该交标书的交标书,该写论文的写论文,该开题的开题,该毕业的毕业,该延期的延期……嗯……好好做实验,科研圈一片生(āi)机(hóng)勃(biàn)勃(yě)的景象。春天虽好,但是春困难挡。相信有很多科研小伙伴与笔者相似,几乎每天都靠着喝咖啡、浓茶等“精神饮品”来延续自己的科研斗志。不论是清晨、中午还是午夜,喝下去的“精神饮品”仿佛总能化成打进身体的“鸡血”,让我等原地满血复活。近日,笔者在写论文之余,浏览有关2月24日第七轮中美贸易磋商的新闻时,意外看见了下面一段描述:

图片来源:央广网 [1]


看完这段,笔者内心释然了很多——难怪自己喝了咖啡能兴奋一阵子,然后很快就颓了!原来很多人都会有这样的感觉,原来我自己没毛病!哈哈……确定自己没毛病后,冷静下来想一下,咖啡对人体的作用到底有哪些呢,除了会让人兴奋,还有什么作用?

图片来源于网络


咖啡使精神振奋的原因人尽皆知,其主要成分咖啡因是一种中枢兴奋剂,在临床被用于治疗神经衰弱。根据中国现行法规,咖啡因被划归为第二类“精神药品” [2],违法制售不论剂量多少都会受到刑事处罚(点击阅读相关:芬太尼类“麻精药”,除了不能滥用,你还要知道更多)。不过大家也不要担心,日常通过咖啡、茶、功能饮料等渠道摄入咖啡因都是合法且安全的……当然了,虽然喝再多也不用蹲大牢,但要是真喝太多还是有可能要住医院的。


咖啡因的生物利用度极高,口服摄入后45分钟内吸收比例高达99%,并迅速分散至全身体液,空腹下15分钟血药浓度即达到峰值。通过血脑屏障后,咖啡因主要阻断腺苷受体(Adenosine receptors)来发挥中枢兴奋作用。当人处于清醒状态时,腺苷会在大脑中的某些突触处逐渐累积,当积累到一定程度时,腺苷受体接收到的来自于腺苷的化学信号高过一定的阈值,会加大对于基底前脑(Basal forebrain)的神经细胞的抑制作用,让人感到困倦。入睡后,腺苷的浓度会伴随着睡眠过程降低。咖啡因作为腺苷的拮抗剂,能够阻断腺苷与腺苷受体的结合,使腺苷受体感受不到腺苷浓度的增加,所以使人在一定时间内不受逐渐累积的腺苷的影响而保持中枢兴奋 [3]。这就是为什么我们喝咖啡、可乐、某些功能饮料之后会觉得“神清气爽”。但是要注意的是,在我们“爽”的时候,腺苷的累积是不会停止的。


健康人血浆中咖啡因的半衰期是5小时,其总血浆清除率为0.078 L/h/kg [3]。喝咖啡一时爽,但是根据我们的经验往往爽不过3-4小时。当咖啡因被人体代谢后,就再也没有什么能够阻挡神经突触部位累积的腺苷对其受体的进攻了,此时与慢慢累积的疲惫感相比,人会产生突如其来的困倦。当有这种感觉产生时,最好的办法是休息一下,而不是再来一杯——毕竟人的负荷是有限的,想要醒着拼最好的办法就是保证充足的睡眠。而且特别需要注意的是,喝咖啡(也包括喝茶、功能饮料、吃巧克力等)虽然能够提高脑力劳动的效率,但是它们会降低人的反应速度,让人容易紧张,所以靠这些东西提神来长时间开车、操纵大型机械是错误的,一定要记住!再说一遍,开车靠咖啡、茶、功能饮料提神是绝对不能代替休息的!毕竟道路千万条,安全第一条……(说句题外话:关注细节的影迷朋友会发现电影里007这种特工行动时是不喝咖啡的……)。

咖啡后的困倦往往使工作效率大打折扣。图片来源于网络。


除了发生在我们大脑里的因素外,还有一些间接的原因可能会导致兴奋后的疲倦:

1)正如你喝完咖啡会经常跑卫生间所感受到的一样,咖啡因是一种利尿剂,如果不及时摄入水,它导致脱水——心跳加速,血压降低,加重心脑血管负荷。其结果也会导致暂时的兴奋与兴奋过后的疲惫。

2)咖啡因导致血管收缩,因此可能会改变某些部位的血供情况,为长期的疲惫积累基础。

3)人体的睡眠-清醒有自己的节律,而喝咖啡会破坏这一节律,使人容易在非自然兴奋过后出现“报复性”的疲惫。

4)如果你喝的咖啡含糖量较高,可能会因为血糖降低造成疲惫。糖的吸收与代谢比咖啡因更快,如果你喝的咖啡中糖过高而咖啡因较少,首先会因为血糖与咖啡因的共同作用而产生兴奋,而很快身体大量释放胰岛素导致血糖快速下降,此时咖啡因的兴奋作用很有可能无法与血糖降低导致的失落抗衡。


以上就是一些咖啡兴奋后疲倦的原因,但是很多人会发现咖啡后的疲倦与劳累导致的疲倦并不相同:前者往往伴随着严重的焦虑、失落、抑郁等消极情绪。最初人们认为导致这一现象的原因是咖啡因失效后疲倦来的太过突然,让人无所适从,但是一些研究指出这种消极情绪需要引起我们的警惕。一项研究指出,每日摄入超过1000 mg咖啡因的人会产生明显的焦虑与紧张情绪,他们的心理测评结果与被明确诊断为焦虑症的患者几乎“无法区分(indistinguishable)”[4]。而每日摄入超过400 mg咖啡因则容易引起失眠、肌肉震颤、反胃等现象。


虽然咖啡因会让我们疲惫、抑郁,但是学界普遍认为,只要我们不过多摄入,咖啡因不会对我们的健康产生不良影响。下图是一张各种常见咖啡、茶等饮品的咖啡因含量,可见每天喝1-2杯普通杯的各种咖啡几乎都不会被划为“过量”。相反的,一项发表在《美国科学院院报》(PNAS)上的研究则指出,咖啡因对腺苷受体A2A亚型的阻断能够通过缓解压力应激来改善情绪化、记忆障碍等问题 [5]。可见,咖啡、茶、软饮等“精神饮品”虽然不是提神的万能良药,但是也远远不是碰都不能碰的垃圾饮料,最重要的是我们要根据自身情况合理饮用,可以利用它们,但是不能依赖它们。

常见咖啡、茶等饮料中咖啡因的含量。图片来源于网络


最后是几条小建议,帮助我们控制饮用“精神饮品”后的不适反应:

1)不要空腹饮用:咖啡因的生物利用度极高,血药浓度的陡升会让人迅速兴奋,但是过后的失落会叫你难以适应。此外,咖啡因对肠胃有刺激性,肠胃不舒服,人肯定心情不好。

2)不论什么时候,慢慢喝:缓慢升高体内咖啡因浓度,让你的腺苷受体大脑不要一下子全被咖啡因“堵上”。

3)选择无糖、低糖的咖啡:血糖的降低会加剧你更加疲倦。

4)根据自己的工作性质合理选择饮用的时间:9:00-10:00饮用可能让你难以午休,12:00-13:00饮用可能让你上班的最后一两个小时困倦难受又不得不继续工作。

5)不要让咖啡因扰乱自己的晚间休息:睡前6小时不要喝含有咖啡因的饮料 [6]


看完文章,转眼一看活还没干完,那就来杯咖啡吧~~嗯,真香~~~


参考文献:

1. 《刷屏的中国米饭美国汉堡背后,还有一张图》,央广网,2019-03-10

http://finance.cnr.cn/gundong/20190310/t20190310_524537752.shtml

2. 《食品药品监管总局、公安部、国家卫生计生委关于公布麻醉药品和精神药品品种目录的通知》,国家食品药品监督管理总局,2013-11-11

http://samr.cfda.gov.cn/WS01/CL0844/94735.html

3. Caffeine for the Sustainment of Mental Task Performance: Formulations for Military Operations. National Academies Press (US); 2001.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK223808/

4. Neuropsychiatric effects of caffeine. Advances in Psychiatric Treatment, 2005, 11, 432-443, DOI: 10.1192/apt.11.6.432

https://www.cambridge.org/core/journals/advances-in-psychiatric-treatment/article/neuropsychiatric-effects-of-caffeine/7C884B2106D772F02DA114C1B75D4EBF

5. Caffeine acts through neuronal adenosine A2A receptors to prevent mood and memory dysfunction triggered by chronic stress. PNAS, 2015, 112, 7833-7838, DOI: 10.1073/pnas.1423088112

https://www.pnas.org/content/112/25/7833

6. Caffeine Effects on Sleep Taken 0, 3, or 6 Hours before Going to Bed. J. Clin. Sleep Med., 2013, 9, 1195–1200, DOI: 10.5664/jcsm.3170

http://jcsm.aasm.org/ViewAbstract.aspx?pid=29198


(本文由BingzzZ供稿)


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