【沒喝咖啡會死?!】科學家發現一種基因,解釋你為什麼會對咖啡上癮

咖啡成癮、提神、醒腦、基因、代謝

【我們為什麼挑選這本書】許多人在每天一早都必須先喝杯咖啡,才能開始一天的工作,簡直咖啡成癮末期;而也有一群人,喝了一杯咖啡就會心悸。同一杯飲料,為什麼會造成如此不同的效果?

本文從 我,為什麼會這樣? 一書中摘錄「為什麼你沒有喝咖啡就無法展開一天的生活?」一章,透過科學的角度,說明為何每個人對咖啡這種提神飲料,感受會如此不一。(責任編輯:呂威逸)

在一九八二年的電影《瞞天過海飛飛飛》(Airplane II: The Sequel)中,空服員通知乘客他們所搭乘往月球的飛船偏離了軌道,小行星撞擊了飛船船艙,導航系統受到破壞,這些都沒有讓乘客嚇著,但空服員宣布了最後一個消息,乘客便陷入恐慌中:已經沒有咖啡了。

世界各地許多繁忙的人士,手中往往端著一杯咖啡。對有些人來說,咖啡不只是一種飲料,它簡直就像是身體的一部分。所以說,基因也會影響我們對於咖啡的偏好,就像能夠影響身體的一部分那般。

咖啡的效果:讓你的腦袋誤以為情況緊急

咖啡是無所不在的能量形式,不僅能夠輕易地把咖啡因這種藥物送到身體中,大部分的人也覺得咖啡美味。咖啡因的刺激效果來自於它的分子形狀類似腺苷(adenosine),腺苷會在身體中流動,是身體能量高低的指標。清醒的時候,腺苷在身體中逐漸累積,最後當腦中和腺苷結合的腺苷受體很多時,便會發出訊號:「差不多了,該睡覺了。」而咖啡因會取代腺苷,和腺苷受體結合,截斷了這個程序。如果結合得夠多,腦就不會收到需要睡覺的訊息。當有足夠的咖啡因欺瞞了我們的神經元,腦部就受到愚弄,誤以為有緊急狀況,進而刺激釋放腎上腺素或和「戰或逃」(fight-or-flight)反應有關的激素。這個時候注意力和記憶力會提高,心跳速率加快,先前所儲存的糖會被釋放出來,好增加可以使用的能量。

咖啡的偏好不只口味問題,還跟你的基因有關

有些人對於自己的咖啡癮引以為傲,有些人卻沒有辦法喝太多咖啡。這種喜好差異也可能不是由你決定,而是你的 DNA 發揮了影響力。科學家已經發現 TAS2R38 這種基因和你會喝下多少咖啡有關。超級味覺者難以接受苦味,所以可能就無法忍受比較濃的咖啡,或是需要許多糖和奶精中和苦味。但是除了 TAS2R38 上的突變之外,還有許多事情會讓有些人無法對咖啡因上癮。

對於咖啡的偏好不只受到味蕾的影響,因為咖啡因對每個人的影響也不同。CYP1A2 這個基因或許可說明為何有些人喝咖啡如飲水而不會有任何副作用,有些人只喝了一杯卻會心悸。CYP1A2 基因所製造的蛋白質是一種位於肝臟的細胞色素(cytochrome),具有酵素的功能,能夠分解咖啡因和其他成分。

咖啡有沒有效,看你的基因懶不懶惰

CYP1A2 細胞色素並非人人相同。絕大多數人在攝取到咖啡因後十五到三十分鐘內會感覺到效果,這種藥物的半衰期大約是六個小時(也就是要花六個小時,體內的咖啡因才會消除一半。所以你在六點鐘吃晚餐的時候不要喝太多咖啡,因為在午夜時分你想要去睡覺的時候,還有一半的咖啡因讓你的身體停不下來。)具有 CYP1A2*1F 這種細胞色素的人,代謝咖啡因的速度慢,他們的這種酵素像是懶鬼,不會快速地處理掉咖啡因。實際上的狀況就是咖啡因會因此在身體中留得比較久。這會使得咖啡因的刺激效果增強,也會讓血壓上升。有些研究甚至指出,代謝咖啡因比較慢的人如果食用咖啡因,高血壓和心臟病突發的風險會增加。

你注意到絕大部分的抽菸者會喝很多咖啡嗎?這是因為菸中的尼古丁會活化 CYP1A2 基因,使得咖啡中的咖啡因代謝得比較快,因此從咖啡得到的提神效果比較短暫,癮君子們會比不抽菸者更快想要喝第二杯咖啡。

由人們代謝咖啡因的速度不同來看,毫無疑問地,人們代謝其他藥物與食物的速度也有差異,這造就了不同人之間心智與體能表現上的不同。一項發表於二○一二年的研究指出,在固定式自行車比賽中,代謝咖啡因緩慢的人喝了咖啡以後一分鐘就出現效果,但是代謝咖啡因快速的人,在喝了咖啡後要四分鐘才有效果。所以現在奧林匹克運動會是不是需要禁止咖啡和其他含有咖啡因的飲料呢?

另一個咖啡有沒有效的可能因素:腸道細菌

有另一個原因或許能解釋個人對於咖啡因飲料的偏好差異:腸道中的細菌類型。腸道微生物能夠影響咖啡因代謝的證據來自於咖啡果小蠹(coffee berry borer)。這種惹人討厭的生物對於種植咖啡的人來說是天大的威脅,牠們會把咖啡豆當成早餐、午餐和晚餐。咖啡果小蠹是目前已知唯一只靠咖啡就能夠生存的動物,每天吃下的量如果換算成成年人類,相當於兩百三十杯小杯咖啡。牠們為什麼能夠忍受足以致死的咖啡因量,一直是個謎。

二○一五年,勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的微生物學家伊恩.布羅地(Eoin Brodie)所領導的研究團隊發現,咖啡果小蠹腸道中的幾種細菌中,包括精於分解咖啡因的黃褐假單胞菌(Pseudomonas fulva)。黃褐假單胞菌帶著能夠分解咖啡因毒性的基因,住進了咖啡果小蠹的身體裡面,讓咖啡果小蠹能夠以吃咖啡為生。雖然目前我們還沒有證據指出人類具備了這類能夠消滅咖啡因的細菌,但是在煮咖啡機上已經找到了那些細菌。如果這些細菌進入人體而且成為了微生物相的一部分,就能影響身體代謝咖啡因的速度。

現在研究人員發現,有其他的基因會影響人類代謝咖啡因的過程,甚至細菌也可能來摻一腳,我們也還要去研究為什麼咖啡因對某些人的作用比較快或是比較強。咖啡因影響身體的方式,當然會影響我們對於咖啡因飲料的感覺。

(本文書摘內容出自《我,為什麼會這樣?》,由 臉譜出版社 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題;首圖來源:Chris Benson on Unsplash

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