熊熊冷知識

不論是夜半發文、還是早晨開會，桌上總是需要些刺激來提振精神。它可能是香味濃烈的咖啡或是淡淡清香的茶。 現代人的生活，已經幾乎離不開這兩種飲品。

到底茶和咖啡為什麼能提振精神呢？茶和咖啡又會不會成癮呢？

回答上面問題，先讓我們來看看茶和咖啡的化學結構：

茶最主要的成分為茶鹼、咖啡則是咖啡因。它們的結構彼此十分類似，更和另一種神經傳導物質 — adenosine 長得很像。因為結構相似，所以它們可以和同一個受體 (receptor) 相結合。大腦內 adenosine 的主要受體為 A1 和 A2a。

前者主要在突觸前神經元上，後者主要在突觸後神經元上。A1 是抑制性受體，結合後會抑制突觸前神經元的活性，並因此減少突觸前神經元神經傳導物質的釋放。A2a 為興奮性，主要分佈在突觸後神經元，結合後會活化突觸後神經元，增加其動作電位，並因此活化下游神經。然而A2a受體主要分佈在抑制性神經元 (GABAergic neurons) 上，這種神經元會釋放神經傳導物質 GABA 並抑制下游神經。因此 adenosine 和抑制性神經元上的 A2a 受體結合後會使抑制性神經興奮並更加抑制下游神經元的活性。簡而言之，adenosine 的作用整體而言會抑制神經的活性。茶鹼和咖啡因是 adenosine 受體的拮抗劑 (antagonist)，也就是會結合在 adenosine 受體上但卻不產生作用，進而降低 adenosine 和受體結合的機率並降低其作用。因此茶鹼和咖啡因有中度的神經興奮劑的功能。

為什麼喝茶或咖啡會睡不著呢？

adenosine 是 ATP 和 cAMP 的代謝產物。[1] ATP 代謝是生物體能量的主要來源，而 cAMP 則為常見的細胞內訊息分子。醒著的時候，大腦內的 adenosine 濃度會累積 。[2] 另外，單獨激活 A2a 受體，會誘導動物進入睡眠。[3] 因此認為 adenosine 濃度的累積和睡眠相關，而咖啡因和茶鹼作為 adenosine 的拮抗劑，阻斷 adenosine 和受體結合，則能使我們維持清醒。

喝茶和咖啡會不會成癮呢？

許多人對茶和咖啡會產生依賴性，偶爾不喝甚至會有頭痛、乏力、注意力不集中甚至些微焦慮和憂鬱等戒斷症狀。然而，這些症狀通常一週內就會消失。儘管有這些依賴性和戒斷症狀，咖啡和茶仍不到成癮藥物的標準。

至於為什麼會有依賴性和戒斷症狀呢？長期使用某種藥物都會導致使身體產生變化去平衡藥物的作用，如果某種神經傳導物質長期釋放過多，則它的突觸後受器就會減少 (因此同樣濃度的藥物越用作用越弱)，突觸前抑制性自體受器 (autoreceptor) 則會被更加的活化去抑制此種物質的釋放。但如果突然停藥，則因為體內的受器已經減少，因此本來體內正常產生的量的不足以激活正常的機能，因此會有不適並想要依賴藥物的反應。

其他你所不知道的冷知識：

咖啡因和茶鹼也被認為有促進運動表顯的功能，對於無論是需要耐力的運動還是短時間高強度的運動的表現都有幫助。另外，在小鼠的研究上發現，約一天一杯咖啡的攝取量會抑制針灸的止痛功能。[4]

[1] Huang, Zhi-Li, Wei-Min Qu, Naomi Eguchi, Jiang-Fan Chen, Michael A. Schwarzschild, Bertil B. Fredholm, Yoshihiro Urade, and Osamu Hayaishi. (2005). "Adenosine A2A, but not A1, receptors mediate the arousal effect of caffeine." Nature neuroscience 8(7), 858-859.

[2] Porkka-Heiskanen, T., Strecker, R. E., Thakkar, M., Bjørkum, A. A., Greene, R. W., & McCarley, R. W. (1997). Adenosine: a mediator of the sleep-inducing effects of prolonged wakefulness. Science, 276(5316), 1265-1268.

[3] Scammell, T. E., Gerashchenko, D. Y., Mochizuki, T., McCarthy, M. T., Estabrooke, I. V., Sears, C. A., ... & Hayaishi, O. (2001). An adenosine A2a agonist increases sleep and induces Fos in ventrolateral preoptic neurons. Neuroscience, 107(4), 653-663.

[4] Moré, Ari O., Francisco J. Cidral-Filho, Leidiane Mazzardo-Martins, Daniel F. Martins, Francisney P. Nascimento, Shin Min Li, and Adair RS Santos. "Caffeine at moderate doses can inhibit acupuncture-induced analgesia in a mouse model of postoperative pain." Journal of caffeine research 3, no. 3 (2013): 143-148.