一、咖啡因簡介
現代人可能因為生活壓力大而容易失眠、焦慮，甚至是憂鬱症的產生，
導致學校或工作的成效不佳，往往以咖啡或茶等飲料來提神，提升精力應 付每日的工作量。另外，運動員為了追求更好的運動表現，尋求一切合法 的官能增補劑 ( ergogenic aid ) ，尤其是某些耐力型運動員，會使用咖啡 因來增進運動表現，雖然目前咖啡因的使用在國際奧會並沒有被列未禁 藥，但還是被列為興奮劑的觀察名單。
咖啡因 ( caffeine，C8H10N4O2 ) 是屬於黃嘌呤 ( xanthine )衍生物的一 種，在常溫下呈現白色粉末狀。黃嘌呤是含有二個氧原子的嘌呤，咖啡因、
茶鹼與利尿劑有相似的結構，三種化合物除了構造類似之外，其作用也很 相類似，只是甲基 ( CH3, methyl group ) 的數目位置不同而已（見圖 2-3）。
咖啡因是在日常生活中飲食及成藥中相當普遍的刺激物，在食品中咖啡的 咖啡因含量最多，而在茶葉、可口可樂、巧克力、可可亞等飲料中皆含有 咖啡因的成分咖啡因是興奮劑的一種，其藥理學作用是影響大腦皮層、延 腦和脊隨，刺激腎上腺髓質分泌腎上腺素，增加心跳率、呼吸頻率和深度。
圖 2-3 咖啡因的結構式
衛生署參考世界各國對咖啡因飲料之安全性評估及法規、民眾對提神 飲料需求與國外提神飲料咖啡因含量情形，擬放寬茶、咖啡及可可以外之 包裝飲料，其咖啡因之總濃度上限，由原先200ppm 修正為 320ppm﹙即每 公斤飲料中咖啡因總含量為320 毫克以下﹚，並要求標示咖啡因含量。行 政院消保會於2006 年 8 月 1 日推行咖啡因分級制度，主要針對臺灣主要 11 家連鎖咖啡店的現煮咖啡，包括濃縮咖啡或其他類型，推動按照紅色、
黃色、綠色顏色差異標示來提醒消費者每杯咖啡的咖啡因含量。其中紅色 為200-300 mg 或以上，黃色為 100-200 mg，綠色為 100 mg 以下。
相關安全評估資料顯示，一般人如謹守均衡飲食原則，並適量攝取咖 啡因飲料，例如每日飲用市售金屬罐裝咖啡 2-3 罐或前述濃度上限之提神 飲料 3-4 罐以下，尚不致造成不良影響。同時為避免民眾過量飲用含咖啡 因飲料，且兒童、孕婦及哺乳婦女等族群，應限制咖啡因攝取量。為加強 管理，衛生署要求各類含有咖啡因之飲料，須標示「一般人每天攝取咖啡 因總量應低於300 mg，孩童懷孕及哺乳婦女與對咖啡因敏感者不宜飲用」
等警語（行政院衛生署，2005 年 9 月）。
二、咖啡因對人體生理的影響
咖啡因進入人體大約 60 分鐘後會被消化吸收，人體血液中咖啡因濃 度可達到最高，在人體內半衰期 ( half-life ) 大約為 3.5 小時 ( Dews，
1984 ) 。攝取咖啡因對人體產生的主要生理反應有以下幾點：
（一）刺激中樞神經系統
人類思考力是由大腦內的興奮過程與抑制過程兩者相互作用，形成思 考力，而咖啡因則是促成這兩種過程的主要物質。咖啡因能促使中樞神經 系統興奮，刺激大腦皮質及腦中樞，使人感到清醒、警覺性高、好動、延 長知覺受器接受疲勞的產生，減低疲勞感。
（二）刺激心血管系統
咖啡因會刺激交感神經，並抑制副交感神經興奮，直接作用於血管肌 層，使全身血管擴張。亦能使心肌收縮力、心跳率、每跳輸出量、安靜血 壓增加。
（三）促進腎上腺素的分泌
Van Soeren & Graham ( 1998 ) 指出咖啡因能提升兒茶酚胺的釋放。兒 茶酚胺的釋放會導致腺苷酸環化酶活性增加，促使ATP分解形cAMP，使得 cAMP濃度增加，有助於脂肪的分解 ( Dodd等，1993 ) 。腎上腺素增加導 致脂肪分解增加的過程，就是所謂的串級效應（cascade effect，亦稱瀑布 效應），此外腎上腺素濃度上升也會刺激交感神經活性。
（四）促進脂肪代謝
咖啡因能抑制磷酸二酯酶 ( phosphodiesterase ) ，使 cAMP 的濃度增 高，因而活化脂肪酶 ( lipase ) ，使三酸甘油酯 ( triglycerides, TG ) 分離出 甘油 ( glycerol ) 與游離脂肪酸 ( free fatty acids, FFA ) ，增加脂肪的利用 率，並幫助能量產生 ( Doubt & Hsieh, 1991) 。FFA 在組織中可行 β-氧化 作用 ( β-oxidation ) 分解成乙醯輔酶 A ( acetyl CoA ) ，進入檸檬酸循環，
產生能量；亦可以與甘油經酯化作用 ( esterification ) 合成甘油酯類，身體 的主要熱量的儲存即為三酸甘油酯，儲存於各組職中。
（五）增加肌肉收縮強度
咖啡因快速的進入細胞，降低細胞膜與鈣離子 ( Ca2+ ) 的結合力，使
鈣離子由肌漿網中釋放出來，促使細胞內鈣離子的活性增加，增加肌肉收 縮力。Dodd等 ( 1993 ) 指出咖啡因可增加肌纖維細絲 ( myofilament ) 對 鈣離子的親和性，因而增加肌肉收縮的張力。
（六）促進利尿作用
咖啡因會增加腎血管血流，抑制鈉離子 ( Na+) 再吸收，進而利尿作用。
（七）促進消化系統分泌作用
咖啡因可促進消化酶與胃酸的分泌，亦有延長分泌時間的效果。
咖啡因對人體生理反應除了上述各點，長期或大量攝取咖啡因，可能 會產生一些副作用，例如：焦慮、不易入睡、頭痛、上癮徵兆、沉悶、消 化性潰瘍等。有些人在每日服用250 毫克以下時就會有這些症狀。每天多 於1 克可以導致痙攣、思想和語言突然轉換、心跳不穩、心搏過速和精神 亢奮。咖啡因中毒的症狀有點類似恐慌症和全面化焦慮症。對普通成年人 來說，每公斤體重攝取 192mg 的咖啡因或相當於 72 杯咖啡可能會導致死 亡。
三、咖啡因對健康的影響
（一）咖啡因與心血管疾病的關聯性
“喝咖啡是否會對健康造成影響？”一直是頗具爭議的議題，目前咖啡 因對人體健康影響的研究，尚未有明確的定論，有些學者認為咖啡因對人 體健康無害；而有些學者持相反看法。不過可以確定的是，過量的咖啡因 的確會對人體產生傷害。
Richardson 等 ( 2004 ) 分別以 Type I 糖尿病患者及健康人每天攝取兩
次 250 mg 咖啡因，持續 14 天，研究發現適量的咖啡因增補可以改善 Type I 糖尿病患者及健康人的心率變異性，長期規律適量的使用咖啡因可以減 低心血管疾病的危險性。
Grobbee 等 ( 1986 ) 以美國 45,589 名 40-75 歲無心血管疾病且有喝咖 啡習慣的男性，研究喝咖啡與心血管疾病危險性的關係。經過2 年的觀察，
其中有221 位 ( 0.48% ) 發生心肌梗塞或死於冠心病，136 位 ( 0.3% ) 曾 做過冠狀動脈繞道手術或血管修復術，有54 位 ( 0.12% ) 猝死。研究者認 為會發生上述心血管疾病者，主要影響的因素為飲食習慣與膽固醇的問 題，而非喝咖啡所造成的，顯示喝咖啡並沒有增加罹患心血管疾病或猝死 的機率。
Kawachi, Colditz, and Stone (1994) 以 8 個病例對照研究 ( case-control studies ) 與 15 個世代研究 ( cohort studies ) 進行整合分析
( meta-analysis ) ，並以統計的方法排除各個研究的實驗設計、性別、心血 管疾病、吸菸習慣等變異因素後，結果發現病例對照研究每天喝5 杯咖啡 與冠狀動脈疾病的「相對危險度」( relative risk, RR ) 達 1.63 ( 1.5-1.78，在 95%信心水準下 ) 。結果顯示，世代研究中喝咖啡的習慣與冠狀動脈疾病 的關聯性較小，RR 為 1.05 ( 0.99-1.12，在 95%信心水準下 ) ；而在病例 對照研究中顯示具有喝咖啡習慣者與冠狀動脈疾病的關聯性較高，RR 達 1.63 ( 1.5-1.78，在 95%信心水準下 ) ，研究者認為可能還要在加入喝酒或 喝無咖啡因飲料影響性的研究才能評估咖啡與冠狀動脈的相關性。
儘管有學者認為咖啡因對心血管疾病的關聯性仍然有待進一步的研 究釐清，但對於某些較脆弱的人而言，單單一杯咖啡可能就足以讓其生平 頭一次心臟病因此而發作。Baylin, Hernandez-Diaz, Kabagambe, Siles, 與 Campos (2006)調查了從 1994 年至 1998 年間，來自哥斯達黎加共 503 位遭 受首次心臟病發的成人，除了詢問患者病發數小時及數天前喝咖啡的習慣 外，同時也調查患者的醫療紀錄背景與飲食、生活習慣等。研究人員發現 每日平均喝不到一杯咖啡的人若改成平均每日喝一杯咖啡，則他在飲用咖 啡後一小時心臟病發的機率會比平日提高四倍，若改成平均每日喝二到三 杯，則他在飲用咖啡後一小時心臟病發的機率會比平日提高60%。
研究發現習慣少量或中量飲用咖啡的人，尤其是那些平常甚少運動或 屬於心臟病高危險群的中老年人（如本身患有糖尿病、高血壓等疾病或抽
菸者），其心臟病發的機率可說大大的提高許多。另一方面，習慣大量飲 用咖啡（每日習慣喝四杯或四杯以上）的人，卻沒有提高罹患心臟病的風 險。根據研究人員的推測，以上二者之間的風險差異，可能是因為那些有 喝咖啡習慣的人體內已經建立起一種耐受性，這種耐受性大到足以抵抗因 咖啡因而帶給心臟血管方面的負面影響。研究者認為咖啡因可能會激化神 經系統活動並促使血壓升高，致使原本累積於動脈管壁上的脂肪脫落，如 此一來就會阻礙流向心臟的血液進而導致心臟病發作。因此，研究者極力 建議那些已經屬於心臟病高危險群又無喝咖啡習慣的患者，最好能夠避免 喝咖啡。
（二）咖啡因對心率變異性的影響
Bonnet 等(2005) 以 15 位年輕正常成人每晚在隨機服用咖啡因或安慰 劑400mg 之後 30 分鐘睡在實驗室中，研究指出睡覺前服用咖啡因會使快 速動眼期的心率及 QTvi 顯著提高，表示在睡眠前攝取咖啡因會使交感神 經活性提高。
Sondermeijer, van Marle, Kamen, 與 Krum ( 2002 ) 研究咖啡因攝取對
副交感神經的影響，以10 名（6 男 4 女）平均 26 歲（23-32 歲）無咖啡因 攝取習慣者的健康人，單盲的重複量數實驗設計攝取安慰劑、100mg 或 200mg 的咖啡因，測量心跳、血壓與警覺視覺類比量表 ( visual analog scale of alertness ) 。結果發現攝取咖啡因後，其安靜狀態下心跳率增加但沒有
達顯著水準，但SDNN、RMSS 與 HF 都顯著下降，其中在攝取 200mg 咖 啡因組的LH/HF 比顯著高於安慰劑組；收縮壓 ( SBP ) 與舒張壓 ( DBP ) 也顯著增加；而警覺視覺類比量表的分數分別為安慰劑7 ± 9 分，100mg 咖啡因 25 ± 6 分，200mg 咖啡因 28 ± 8 分，也均達顯著差異。結果顯示咖 啡因的攝取會抑制副交感神經活性，血壓升高，提高警覺性。
McClaran, Wetter, Kruger, 與 Ewoldt ( 2003 ) 以 6 名健康受試者（年齡
McClaran, Wetter, Kruger, 與 Ewoldt ( 2003 ) 以 6 名健康受試者（年齡