咖啡因如何影響身體？

生物學家Neal J. Smatresk——德克薩斯大學阿靈頓分校理學院院長——提供了以下解釋

咖啡因——這種使咖啡和可樂提神的藥物——具有許多生理效應。在細胞層面，咖啡因阻斷了一種名為磷酸二酯酶 (PDE) 的化學物質的作用。在細胞內部，PDE 通常會分解第二信使化學物質環磷酸腺苷 (cAMP)。許多激素和神經遞質無法穿過細胞膜，因此它們透過第二信使間接地發揮作用；當它們與細胞表面的受體結合時，就會啟動稱為酶級聯的化學鏈式反應，從而形成第二信使化學物質。

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從歷史上看，cAMP 是第一個被描述的第二信使。然而，現在科學家已經確定了幾類主要的第二信使，它們通常透過一組稱為 G 蛋白的分子以類似的方式形成。這種複雜系統的優勢在於，細胞外訊號可以在該過程中被大大放大，從而產生巨大的細胞內效應。

因此，當咖啡因阻止 cAMP 的分解時，其作用會延長，並且全身的反應會被有效放大。在心臟中，這種反應會促使去甲腎上腺素（也稱為去甲腎上腺素）和相關的神經遞質腎上腺素增加肌肉收縮的速率和力量。儘管兩者協同作用，但去甲腎上腺素是由心臟起搏器組織附近的交感神經釋放的，而腎上腺素主要由腎上腺釋放。這些化學資訊導致“戰鬥或逃跑”行為。在壓力或緊急情況下，它們會提高心臟的速率和力量，從而增加血壓並向大腦和其他組織輸送更多氧氣。

預計咖啡因會對任何使用這些神經遞質來調節心跳的動物產生這種影響。一般來說，咖啡因的作用在鳥類和哺乳動物中最明顯。爬行動物有一些反應，而較低等的脊椎動物和無脊椎動物的反應相當小或沒有反應。從進化角度來看，魚類和兩棲動物對腎上腺素和去甲腎上腺素的反應不如高等脊椎動物那麼強烈，而且它們缺乏對心臟的充分發育的交感神經（即刺激性）神經支配。