长恒是云南大理一家咖啡店的店主，对咖啡品质精益求精的他每天开门迎客前会先做2～3杯咖啡并以此调节磨豆机，以保证当天出品的咖啡品质一如既往。一天，他从云南保山购进一批新咖啡豆，由于是从未使用过的品种，他花了很多时间来调试。从中午开张一直到晚上关店，他一共喝了15杯咖啡。在回家路上，他感觉手臂发麻、胃里恶心。当他骑车在一个路口停下等紅灯时，一阵强烈的耳鸣袭来，他很快瘫倒在地。在失去意识之前，他能听到的只有自己心脏狂跳的声音……
　　长恒醒来后，医生说他是因为急性低血钾症而晕倒的。经过简单询问，医生确定了摄入太多咖啡因是他昏厥的原因。为什么本应该让人精神振奋的咖啡因也能让人昏厥？原来，含大量咖啡因的咖啡属于利尿剂，过量摄入会迫使肾脏排出大量钾，而足量的钾离子是肌肉细胞和神经细胞发挥正常功能所必需的。长恒因为细胞缺钾而出现手麻、肌肉无力、心悸，并最终晕倒。

　　世界卫生组织建议，成年人每日摄入的咖啡因不超过400毫克。也就是说，我们每天喝咖啡（200毫升）不要超过4杯，运动饮料（300毫升）不要超过5瓶，听装可乐（355毫升）不要超过10听。好在普通人几乎不可能像长恒一样短时间内摄入如此多的咖啡因。

奇妙的生物碱

　　咖啡因是一种甲基黄嘌呤生物碱（正式名称“1，3，7-三甲基黄嘌呤”），自然界中有60多种植物能够合成咖啡因。咖啡因帮助这些植物打压其他植物，抑制竞争对手生根和萌芽，同时也能阻止昆虫啃食这些植物。
　　咖啡因对人、猩猩和羊等哺乳动物有很强的兴奋作用。咖啡因的分子结构十分类似细胞代谢活动产生的“腺苷”。腺苷和腺苷受体结合，人就会感觉疲倦。而咖啡因这个“冒牌货”虽然也能和腺苷受体结合，但不会让大脑感觉疲倦。在咖啡因的作用下，神经细胞会变得更加兴奋，导致肾上腺素分泌量增加，给人带来心跳加快和精神振奋等效果。

　　人类首次提炼出纯的咖啡因是在18世纪。1794年，后来成为化学家的德国人朗格在一家药房做学徒。一次操作失误，让他从颠茄植物中意外提取到了一种能让人瞳孔放大的物质。德国诗人兼化学家歌德（《浮士德》的作者）知道这件事后，给朗格寄了一小盒希腊咖啡豆，希望朗格能破解咖啡豆让人无法入睡的秘密。几个月后，朗格从咖啡液中成功分离出一种能让人兴奋失眠的针状结晶，他将其命名为“咖啡因”。
　　茶碱、咖啡因和可可碱都属于甲基黄嘌呤生物碱，它们各自的分子式和对人体的作用都略有不同，但服用后对人都有兴奋作用。茶叶同时含有咖啡因、可可碱和茶碱，但比例相差巨大：咖啡因一般占茶叶干物质量的2%～5%，可可碱约为0.05%，茶碱约为0.002%。由此可见，茶叶中含有的甲基黄嘌呤生物碱的主要类型是咖啡因，喝茶让人精神振奋主要是通过咖啡因起作用。

咖啡因的代谢过程

　　一个健康成年人的咖啡因半衰期为3～4小时，也就是每隔3～4小时，其体内的咖啡因含量减半。儿童代谢咖啡因的能力不如成年人，新生儿的咖啡因半衰期为30小时。患有严重肝病的患者无法有效代谢咖啡因，其咖啡因半衰期可长达90多小时。
　　在饮用茶、咖啡或含咖啡因的运动饮料后的45分钟内，咖啡因被胃和小肠完全吸收并通过血液散布到全身所有器官。
　　在肝脏细胞色素P450氧化酶的作用下，咖啡因被代谢为副黄嘌呤、茶碱和可可碱这三种二甲基黄嘌呤。其中，副黄嘌呤能加速脂肪分解，可可碱能扩张血管，增加尿量，茶碱能舒缓支气管平滑肌。
　　上述三种代谢产物经过进一步代谢，最终随尿液被排出体外。

咖啡因提高运动表现？

　　在2015年1月的霍普曼杯上，网球名将小威廉姆斯在对战佩内塔的第一盘中一分未获。在休息阶段，小威廉姆斯向主办方要了一杯浓缩咖啡并一饮而尽。这杯咖啡在接下来的两盘比赛中帮助小威廉姆斯恢复了应有的表现，并助她最终获得胜利。因此，媒体将这杯咖啡称为“奇迹浓缩咖啡”。
　　由于咖啡因具有提升运动员表现的作用，世界反兴奋剂机构曾在很长一段时间里将咖啡因列为禁止使用药物之一。并且，咖啡因对运动表现的提升作用是多方面的：一方面，咖啡因能帮助人体分解脂肪，从而提供能量，因此能帮助主要依靠分解脂肪供能的长跑者取得更好成绩;另一方面，咖啡因还能降低长跑运动员的痛苦感，使他们更容易坚持完成全部赛程;此外，对于短跑、游泳和力量运动这类无氧运动，咖啡因则能帮助运动员增加神经细胞募集肌肉纤维的数量，也就是说，运动员摄入咖啡因后能调动更多的肌肉纤维，从而提升运动表现。 　　从2004年起，世界反兴奋剂机构将咖啡因从禁止使用药物清单中删除。虽然具体原因无从得知，但一项发表于2019年的研究告诉我们，尽管咖啡因对运动员的表现有提升作用，作用却并不明显。在综合分析了历年来300多份关于咖啡因和运动表现的研究后，科学家得出结论：对于普通人，咖啡因能够提升2%～6%的运动表现，效果非常有限;对于专业运动员，咖啡因对运动表现的提升最高能到16%，但也仅限于极少数个体。运动表现受许多因素影响，平时的训练在其中起主要作用，咖啡因最多只能帮助他们达到应有水平。这样看来，让小威廉姆斯扭转比赛成绩的那杯奇迹浓缩咖啡所起的作用，可能更多在于帮助她集中注意力。

咖啡因对儿童好不好 ？

　　明明的母亲在怀孕26周时，因为身体原因不得已生下了体重只有800克的明明。然而，出生两天后的明明出现间歇性呼吸中断，心跳时不时地变慢，皮肤也因缺氧而呈现青紫色……幸运的是，在注射咖啡因后，明明的呼吸恢复了正常，皮肤也渐渐恢复红润。
　　咖啡因是治疗新生儿呼吸暂停的标准药物。血液中二氧化碳含量上升会激活大脑呼吸中枢，让人产生呼吸欲望。然而，许多早产儿的呼吸中枢没有完全发育，对血液中二氧化碳含量上升并不敏感，也就不会产生呼吸欲望。咖啡因作为一种呼吸兴奋剂，可以提高呼吸中枢对二氧化碳的敏感性，迫使服用者加速呼吸。
　　人们一直担心喝太多咖啡会影响人体吸收钙，从而影响儿童发育。那么，这种说法有没有依据呢？饮用咖啡会影响儿童发育的说法最初来源于一系列广告。20世纪初，一家美国饮品公司开始推广一种以麦麸为原料制成的冲泡热饮。为了和咖啡争夺消费者，该公司在广告词中暗指咖啡会造成儿童出现紧张、学习障碍和生长迟缓等副作用。根据现有对咖啡因的研究，科学家还没有证实咖啡因会影响人体吸收钙质或造成骨质疏松。由此可见，咖啡因会影响儿童发育这种说法是站不住脚的，但咖啡因毕竟是一种中枢神经兴奋剂，正在发育中的儿童还是应该避免大量摄入。

想方设法脱去咖啡因

　　一些消费者虽然喜欢咖啡的口味，但无法承受咖啡因给身体带来的种种影响。因此，脱因咖啡的问世是迟早的事。最早的脱咖啡因（简称“脱因”）技术的发明源于一次意外。1905年，一位名叫路德维希的德国咖啡商收到了一批被海水泡过的咖啡生豆，他并没有丢掉这批咖啡豆，而是试着对其进行烘焙。路德维希发现，用这批咖啡豆做出的咖啡虽然没有了咖啡因，但味道没有什么变化。
　　这个发现启发了路德维希，他的公司开始大量生产脱因咖啡，并以“闪卡”为品牌在许多国家出售。为了对咖啡豆进行更彻底的脱因，路德维希的公司采用了苯这种有毒的有机溶剂，而苯对大脑和身体的危害巨大。例如，在当时的一部电影中，一位生物老师上课前对学生们说：“我刚喝了闪卡咖啡，反应有点慢，你们多上点儿心。”如今，咖啡生产商已经不再使用苯来加工脱因咖啡，采用化学溶剂法脱咖啡因的公司转而使用乙酸乙酯或二氯甲烷对咖啡豆脱因。

　　另一种给咖啡豆脱因的方法同样来自德国。1967年，德国科学家科特意外发现，在加热和加压条件下，气体会进入一种气液共存的超临界状态，此时的超临界二氧化碳能从咖啡豆中轻易萃取出咖啡因。由于二氧化碳无毒，用这种方法生产的脱因咖啡也很安全。
　　还有一种被称为“瑞士水处理法”的脱因技术则可谓大费周章。首先，第一批咖啡生豆被置于热水中，咖啡中的绿原酸、氨基酸、糖和咖啡因会逐渐溶入热水。第一批咖啡生豆完成使命后被丢弃。接下来，泡过第一批咖啡豆的热水通过活性炭过滤器，其中的咖啡因在此过程中被去除。然后，第二批咖啡生豆被浸入泡过第一批咖啡豆的热水中。因为热水的所有成分中只有咖啡因的浓度低，所以在渗透压的作用下，生豆的成分中只有咖啡因会大量溶入溶液，而其他成分则依然会被生豆所保留。最后，人们就得到了只脱去咖啡因并尽可能保留了香味的咖啡豆。經过这种脱因处理，咖啡中的咖啡因含量可以被降低到初始水平的1/5左右。

一杯奶茶= 5碗米饭

　　长期适量摄入咖啡因被证实能显著降低患上心脏病、阿尔兹海默病、帕金森病、2型糖尿病和中风等疾病的风险。虽然咖啡因有那么多好处，但常见咖啡饮料中的脂肪（尤其是反式脂肪、饱和脂肪）和糖的含量都很高，过量摄入脂肪和糖则会抵消掉咖啡因给身体带来的好处。
　　奶茶和咖啡是当今最受年轻人欢迎的含咖啡因饮料。喝下含糖饮料会让我们的大脑释放大量多巴胺，从而让人感到幸福;而咖啡因一旦和糖水结合，则能放大这种幸福感。科学家发现，咖啡因能强化多巴胺对大脑的刺激作用，从而让人们更难以忘记饮用含糖咖啡或奶茶带来的幸福感。然而，一杯600毫升的奶盖奶茶需要添加50～70克植脂末（饱和植物油制品）、40～60克糖浆和10～20克淡奶油，总热量高达550大卡。一般人不到10分钟就能喝完这样一杯奶茶，但许多人并不清楚自己短时间摄入了相当于5碗米饭的热量。
　　一些人相信咖啡因能帮助自己减轻体重，然而科学家并没有证实定期摄入咖啡因有助于长期减轻体重。不过，喝咖啡会抑制饮用者的食欲，这在一定程度上的确有助于减重。