coffee  

每个清晨,无数人依赖咖啡来开启新的一天。咖啡作为全球最受欢迎的饮料之一,不仅因其独特的味道香气备受青睐,还因其对健康和多种生物过程的有益影响而广受关注。历史上,人们曾普遍认为饮用咖啡会对健康产生显著的负面影响,但现今越来越多的证据表明,咖啡对多个健康方面都具有重要的积极作用

咖啡的生理影响源于其复杂的成分构成,包括超过1000种不同的生物活性化合物,如咖啡因、咖啡豆醇、绿原酸、咖啡醇,以及多种微量营养素,如镁、钾、维生素E。尽管咖啡对健康有诸多益处,但过量饮用可能导致一些心血管和胃肠道不良反应及功能障碍

越来越多的人体和动物研究证据表明,咖啡对肠道微生物群和胃肠功能具有调节作用,包括运动、分泌、吸收和免疫反应等方面。咖啡对胃肠功能的影响可能部分是通过对微生物群的调节来实现的。适量饮用咖啡(每天<4杯)可增加肠道菌群多样性提高厚壁菌门和放线菌门的相对丰度,降低拟杆菌门的丰度。

咖啡的摄入还可能影响肠道菌群的代谢产物,如短链脂肪酸,这些物质在调节能量代谢、炎症反应和维持肠道健康方面起着关键作用。短链脂肪酸,如丁酸,是肠道上皮细胞的主要能量来源,并且具有抗炎和抗癌的特性。

然而,咖啡对肠道菌群的影响可能因个体差异而异,这可能与个人的饮食习惯、生活方式、遗传等因素有关。例如,一些研究指出,经常食用高脂肪、高糖食物的人可能会有不同反应,因为这种饮食可能会破坏肠道菌群的平衡,从而影响咖啡代谢产物的生成。

本文我们从咖啡的起源,到探讨咖啡对肠道微生物群组成、多样性的具体影响,包括咖啡对健康和疾病状态下某些胃肠道功能的影响,并讨论肠道微生物群在这些与咖啡相关的胃肠道功能变化中可能扮演的角色,以及我们如何在享受咖啡的同时保护肠道健康的一些建议。

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咖啡的起源

非洲埃塞俄比亚高原的Kefa森林中,生长着一种奇特的野生植物——咖啡树。传说公元850年,牧羊人卡尔迪发现吃了红色浆果的山羊异常兴奋,他尝试后也感到兴奋和愉悦,于是向村民宣布了这一发现。

冲泡的咖啡豆实际上是一种经过加工和烘烤的水果种子,这种水果被称为咖啡浆果。

成熟的(红色)和未成熟的(绿色)咖啡浆果。 图源:Britannica

几个世纪后,咖啡树传到阿拉伯半岛,苏菲派僧侣可能是最早制成咖啡饮料的人,用以提神。尽管有伊斯兰教权威视咖啡为违禁饮料,但许多穆斯林将其作为酒精替代品。咖啡因其提神效果在阿拉伯世界流行,15世纪麦加和16世纪君士坦丁堡的咖啡馆成为社交热点,被称为“智慧学校”。

随着奥斯曼帝国扩张,啡文化传入欧洲,16世纪末教皇克莱门特八世品尝后给予祝福。

17世纪末,咖啡在英国、美洲殖民地和欧洲大陆蓬勃发展,种植也从也门扩散到爪哇岛等地,18世纪传到美洲

咖啡馆,17世纪英国,1668年的画作。图源:Britannica

1825年,夏威夷群岛开始种植咖啡。到了 20 世纪,咖啡产量最大的地区集中在西半球,尤其是巴西

1950 年后,速溶咖啡的生产日益完善。速溶咖啡的流行导致非洲更便宜的罗布斯塔咖啡豆产量增加。到了2020年,全球咖啡产量最大的国家是巴西、越南、哥伦比亚、印度尼西亚、埃塞俄比亚。

从埃塞俄比亚高原的小发现到全球产业,咖啡不仅成为了一种广受欢迎的饮品,也成为了科学研究的热点。正如古代的苏菲派僧侣发现咖啡可以帮助他们保持清醒一样,现代科学家们也对咖啡可能带来的健康影响产生了浓厚的兴趣。让我们来看看,这种起源于非洲的神奇饮料,是如何影响我们的健康的。

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咖啡对健康的总体影响

咖啡是由一千多种化学物质组成的复杂混合物。你在咖啡店点的那杯咖啡可能与你在家里煮的咖啡不同。一杯咖啡的定义在于所用的咖啡豆、烘焙方式、研磨量以及冲泡方式。

人们对咖啡或咖啡因的反应也可能有很大差异。

  • 低剂量到中等剂量的咖啡因(50-300 毫克)可能会提高警觉性、精力和注意力

  • 高剂量可能会产生负面影响,如焦虑、烦躁、失眠和心率加快

过去的研究表明咖啡可能有副作用,但最新的研究表明,它实际上可能对健康有益。

以下是喝咖啡的一些最显著的健康益处:

癌症预防

咖啡可能有助于降低多种癌症的风险。研究发现,经常喝咖啡的人患前列腺癌的可能性较小。此外,咖啡中的咖啡因可能有助于预防非黑色素瘤皮肤癌子宫内膜癌等各种癌症。

降低患糖尿病的风险

一些研究表明,经常饮用含咖啡因或不含咖啡因的咖啡可能会降低患 2 型糖尿病的风险。另外,咖啡中的咖啡因对血糖没有明显影响。

预防阿尔茨海默病和帕金森病

饮用咖啡与降低罹患阿尔茨海默病和帕金森病等疾病的风险有关。对于目前被诊断患有帕金森病的人来说,喝咖啡可能有助于减少震颤的频率

为什么研究会逆转?如果仅关注饮食的一个方面,很难将其与健康状况联系起来,因为还有很多其他因素可能起作用。

例如,对咖啡的早期研究并没有考虑到大量饮用咖啡的人也习惯于使用烟草久坐不动。同样,这些早期研究也忽视了咖啡对肠道菌群的潜在影响。

  • 咖啡含有多种生物活性化合物,如多酚等,这些物质可能会影响肠道菌群的组成和功能。

  • 不同人对咖啡的反应可能不同,这部分可能是由于每个人独特的肠道菌群组成。

  • 长期饮用咖啡可能会逐渐改变肠道菌群的平衡,这种变化可能需要时间才能反映在健康指标上

这些新的发现帮助我们更全面地理解咖啡对健康的影响。下面,我们具体来看一下,咖啡到底是如何通过对人体肠道菌群,以及涉及的多种生物活性化合物和肠道微生物的相互作用,对人体健康产生影响的。

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咖啡对肠道菌群的影响

肠道菌群与其微环境密切协调。饮食、生活方式和健康状况的任何变化都会引起菌群结构和组成的显著变化。多项动物和人类样本研究调查了咖啡摄入后肠道菌群的变化。

对微生物群多样性的影响

一项大型人群宏基因组学研究发现,饮用咖啡、茶和红酒(这些物质的多酚含量较高)与粪便样本中肠道菌群的 α 多样性增加有关。

最近的一项横断面研究表明,基于成年人每日咖啡因和咖啡摄入量,结肠黏膜相关细菌的群落组成和结构存在显著差异。

通过人体活检评估了低和高咖啡摄入量对结肠黏膜相关微生物组成的影响,发现较高的咖啡摄入量较高的α多样性较高的FaecalibacteriumAlistipes相对丰度有关,与较低Erysipetoclostridium相对丰度有关。

对微生物群组成的影响

下表总结了人类和动物在饮用咖啡或使用咖啡成分治疗后肠道菌群的具体变化。

咖啡对人体和动物研究中微生物群组成的影响

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咖啡对不同菌群的影响可能存在差异

大多数研究人类粪便样本的研究报告,咖啡增加了厚壁菌门和放线菌门的相对丰度。

一些研究报告咖啡降低了肠道中拟杆菌门的相对丰度,而另一项研究报告可溶性咖啡纤维增加了属于拟杆菌门的拟杆菌-普雷沃菌属的相对丰度60%。

咖啡可能增加有益菌群的丰度

一项人体志愿者研究显示,连续3周每天饮用3杯咖啡可以显著改变微生物群组成,增加肠道中有益的放线菌门和双歧杆菌属的丰度。

咖啡可能影响短链脂肪酸的产生

一项啮齿动物模型研究发现,长期咖啡消费导致产生短链脂肪酸的细菌(如粪杆菌和长双歧杆菌增加,同时普雷沃菌属减少,结果导致短链脂肪酸水平随后增加。

咖啡对肠道微生物生长的影响存在争议

Jaquet等人报告咖啡促进某些特定细菌种类的生长。

然而,Nakayama等人发现咖啡可能对大肠杆菌有抗菌作用。

还有报告称粪便细菌不受咖啡消费的影响。

一项对大鼠的研究中,发现咖啡提取物显著抑制了肠道菌群的生长。

与普通LB琼脂相比,含1.5%咖啡的LB琼脂上结肠内容物中细菌的生长显著受到抑制(9.31×109 CFU/克 vs 9.65×109 CFU/克)。含3%咖啡时,细菌群的生长进一步被抑制到5.02×105 CFU/克。

咖啡因可能不是抑制细菌生长的主要成分

脱咖啡因咖啡提取物在体外显示了类似的抑制细菌生长的效果。体内研究也发现,脱咖啡因咖啡与普通咖啡显示了类似的效果。

普通咖啡和脱咖啡因咖啡在喂食咖啡3天的大鼠的肠道细菌和γ-变形菌种类都减少了,这表明咖啡因以外的成分或代谢物是造成观察到的抗菌作用的原因。

咖啡的不同活性成分对微生物生长有不同的影响

从咖啡渣中提取的甘露寡糖 (MOS) 能够通过刺激一些有益菌属的生长,如Barnesiella 、Odoribacter、Coprococcus 、Butyricicoccus、Intestinimonas、Pseudoflavonifractor、Veillonella等,对肠道菌群发挥益生作用。

而咖啡渣基质在水解过程中产生的糠醛和多酚,可能对其他有益菌属产生抑制作用,如Faecalibacterium、Blautia、Dialister、Collinsella、Butyricimonas、Ruminococcus、Anaerostipes

咖啡对微生物的影响可能因微环境而异

体外粪便M-batch培养研究也报告,咖啡有利于双歧杆菌、乳杆菌、普拉梭菌在肠腔中的生长,而XIVa组、粪球菌属和普拉梭菌在粘膜环境中增加,表明咖啡对微生物群体的影响取决于微环境因素

总的来说,这些研究结果表明咖啡可能抑制某些细菌的生长,同时促进其他细菌的生长。这种影响可能不仅仅依赖于咖啡因,咖啡中的其他成分也可能发挥重要作用。此外,咖啡的加工方法和肠道的微环境因素也可能影响咖啡对肠道微生物的作用。

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咖啡对胃肠道感染和免疫的影响

肠道菌群在竞争性抑制肠道病原体中起着至关重要的作用,有助于维持肠道稳态和改善免疫系统。

咖啡中的多种成分具有抗菌作用

有研究表明,饮用咖啡可显著减少小鼠小肠和结肠中的大肠杆菌和梭菌属细菌数量。

那么,咖啡中的哪些成分具有抗菌作用呢?

咖啡提取物中含有高含量的绿原酸,而绿原酸与咖啡的抗菌、抗真菌和抗病毒功效有关。

注:绿原酸(Chlorogenic Acid,CGA) 是一种重要的生物活性物质,广泛存在于植物性食品中,如咖啡豆、苹果、蓝莓、向日葵仁等。它是由咖啡酸和奎尼酸通过缩合反应形成的天然产物。绿原酸具有多种药理作用,包括抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血糖、降血脂等。

咖啡中存在的两种重要代谢物酚酸类黑精(Melanoidins)也对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌)和酵母菌(白色念珠菌)具有抗菌活性。

注:

酚酸(Phenolic acids) 是一类含有酚环的有机酸,广泛存在于植物中,具有广泛的用途和生物活性,如抗炎、抗菌、抗氧化等,比如醒脑提神、美白肌肤、清热解火、滋阴养颜等功效。

类黑精(Melanoidins) 是一类高分子量、含氮的棕色化合物,主要通过美拉德反应(Maillard reaction)形成,广泛存在于经过热处理的食品中,如面包、可可、咖啡、烤肉、啤酒、蜂蜜等。它具有多种生物活性,包括抗氧化、抗菌、抗肿瘤和降血糖作用。例如,从黑蒜中提取的Melanoidins具有免疫调节效果。

咖啡成分影响肠道免疫反应

咖啡中的多酚等成分可以影响肠道的先天性和适应性免疫反应

咖啡因抑制促炎细胞因子的释放,从而降低自然杀伤(NK)细胞、巨噬细胞以及T细胞和B细胞增殖的活性。

咖啡中的另一种生物活性化合物啡醇通过调节巨噬细胞环氧化酶-2、一氧化氮合酶和NF-κB的表达来介导抗炎作用。

咖啡对炎症性肠病(IBD)的影响存在争议

一些研究报告,在克罗恩病和溃疡性结肠炎患者中,咖啡消费加重了症状并与IBD复发有关。相反,其他研究报告IBD与咖啡无关,实际上咖啡消费对溃疡性结肠炎有保护作用。

咖啡可能降低肠易激综合征(IBS)的风险

一项最近的元分析显示,与对照组相比,咖啡饮用者患IBS的可能性降低。然而,一项全面的IBS患者调查显示,咖啡因消费与腹泻等肠道症状增加有关。

总的来说,咖啡对肠道微生物群和免疫系统有多方面的影响,这些影响可能与其对某些肠道疾病的作用有关。然而,目前的研究结果仍存在一些矛盾,需要进一步的研究来澄清咖啡的确切作用。

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咖啡对胃肠运动和分泌的影响

咖啡刺激胃酸和胰液分泌

研究发现,即使是脱咖啡因咖啡也能刺激胃酸分泌,其效果达到五肽胃泌素峰值酸输出反应的70%

注:五肽胃泌素是一种人工合成的多肽类药物,其化学结构与天然胃泌素一致,主要用于促进胃酸分泌和增强消化功能。

咖啡还能增加血清胃泌素水平。相当于2杯自制咖啡的咖啡溶液,能显著将血液中的胃泌素水平提高2.3倍,而脱咖啡因咖啡也有类似效果,能使血液中的胃泌素提高1.7倍

进一步的研究表明,咖啡因和其他咖啡成分可能直接作用于G细胞,刺激胃泌素释放并增强胃分泌。

注:G细胞是一种重要的胃肠内分泌细胞,主要分布在胃窦部,数量最多,其次在十二指肠、胃底和空肠等处也有分布。它们属于开放型细胞,含有较粗大的圆形颗粒,因其分泌胃泌素(gastrin)而得名。G细胞还参与铁稳态的调节,并且在胃黏膜屏障的破坏和胃肠激素的神经内分泌调节机制中起重要作用。

咖啡刺激胰腺外分泌

Coffey等人确认了咖啡对胃泌素释放的影响,并发现咖啡和脱咖啡因咖啡不仅刺激胃分泌,还刺激胰腺外分泌胰蛋白酶的分泌

咖啡降低下食管括约肌压力

Thomas等人在1980年发现,咖啡显著降低正常受试者和反流性食管炎患者的下食管括约肌压力。脱咖啡因咖啡也有类似效果。

体外研究发现,咖啡刺激胃肌收缩,随后放。然而,人体体内研究发现,咖啡并不显著改变胃排空。

咖啡刺激结肠运动

一项对99名健康志愿者的研究报告,29%的人描述在饮用一杯咖啡后有强烈的排便需求,表明咖啡刺激结肠活动。另一项研究显示,在饮用咖啡后几分钟内,远端结肠运动迅速增加。脱咖啡因咖啡也有类似效果。

咖啡可能有助于预防便秘

一些基于人群的研究发现,咖啡的消费与便秘的发生率呈负相关

咖啡可能通过改变肠道微生物群影响肠道运动

肠道微生物群可能通过短链脂肪酸(SCFAs)和色氨酸代谢物等微生物代谢产物调节肠道运动。咖啡引起的肠道微生物群改变可能解释其对肠道运动的影响。

咖啡直接作用于神经肌肉系统影响肠道运动

体外研究发现,普通咖啡和脱咖啡因咖啡都能剂量依赖性地(0.1至10 mg/mL)刺激大鼠结肠平滑肌条收缩。这种收缩不受神经活动阻断剂河豚毒素或烟碱受体拮抗剂六甲铵的影响毒蕈碱受体拮抗剂阿托品完全阻断

咖啡影响小肠运动,改善术后肠梗阻

多项研究报告了咖啡消费对术后肠梗阻(POI)的益处。不同的研究表明,咖啡是一种低成本的解决方案,可以加速结肠直肠和妇科手术后肠道功能和运动的恢复

注:术后肠梗阻 (POI) 是一种在剖腹手术后发生的具有严重炎症变化的运动障碍疾病。运动功能障碍和运输缓慢主要发生在 POI 中的小肠。

在临床前模型中的研究发现,咖啡不影响POI小鼠的炎症反应,但显著改善肠道通过时间,并以依赖毒蕈碱受体的方式刺激回肠平滑肌收缩。

总的来说,这些研究结果表明咖啡对肠道功能有多方面的积极影响,包括刺激结肠运动,可能有助于预防便秘,以及改善术后肠道功能恢复。这些效果可能部分通过改变肠道微生物群实现,也可能是咖啡直接作用于肠道平滑肌的结果。

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咖啡对肠道菌群-脑轴的影响

“肠道菌群-脑轴”指的是肠道菌群和大脑之间进行双向通讯的连接网络,对维持胃肠道、中枢神经和微生物系统的稳态至关重要。

咖啡可能具有抗压力作用

一项随机、双盲、交叉临床试验发现,在非压力条件下,急性咖啡消费与任何胃肠道症状无关,但激活了交感神经系统,导致唾液α-淀粉酶增加,但唾液皮质醇不变。这被解释为咖啡中除咖啡因外的其他代谢物可能具有抗压力作用,而这种作用是由咖啡中除咖啡因以外的代谢物介导的。

咖啡可能具有抗氧化作用,保护肠道

一项研究表明,严重的睡眠不足导致活性氧(ROS)在肠道中积累,但不会在大脑中积累,这种影响可以通过抗氧化剂(如咖啡中的类黑精Melanoidins)来预防。

咖啡可能改善睡眠剥夺引起的抑郁样行为

咖啡因引起的小鼠睡眠限制与肠道菌群多样性和组成的改变有关,例如,变形菌和放线菌丰度降低,并改变肠道菌群的代谢特征。

最近一项针对慢性反常睡眠剥夺 (PSD) 大鼠的研究表明,咖啡和脱咖啡因咖啡均显著改善了抑郁样行为,血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平升高,IL-6 和 TNF-α 水平降低

平行的肠道菌群分析表明,咖啡摄入逆转了肠道菌群失调,并使S24-7、毛螺菌科、颤螺菌属、副拟杆菌、阿克曼菌和克雷伯菌的丰度恢复到健康水平,表明咖啡、肠道菌群和中枢神经系统之间存在密切的关系。

咖啡可能影响疼痛感知

一项针对 62 名健康人的研究表明,日常饮食中摄入咖啡因可通过涉及外周腺苷受体和环氧合酶途径的机制提高痛阈值、热痛耐受性和压力痛阈值。肠道微生物群参与改变这两种途径,表明微生物群、咖啡因和痛觉之间存在密切的相互作用。然而,还需要进一步研究来了解肠道微生物群、肠神经系统和中枢神经系统之间的分子串扰。

总的来说,这些研究结果表明咖啡可能通过影响肠道微生物群来影响神经系统功能,包括压力反应、睡眠、情绪和疼痛感知等。然而,肠道微生物群、肠神经系统和中枢神经系统之间的分子对话机制还需要进一步研究。

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咖啡对吸收和营养的影响

肠道微生物群在不同矿物质和微量营养素的代谢和吸收中起着关键作用。

咖啡消费导致的肠道微生物群变化可能间接影响营养吸收。然而,关于咖啡在营养吸收中的作用的研究结果分歧很大。一般认为适量咖啡给肠道菌群及健康带来有利影响。

在一种以高脂饮食喂养大鼠的肥胖病理模型中,连续 10 周适量饮用咖啡可降低体重、肥胖、肝脏甘油三酯和能量摄入。它还逆转了与高脂肪相关的Clostridium Cluster XI 的增加。

咖啡因干预还改善了代谢综合征小鼠模型中的血清脂质紊乱胰岛素抵抗。这些变化归因于Dubosiella、双歧杆菌和脱硫弧菌相对丰度的变化,拟杆菌、乳酸杆菌、乳球菌的减少

与咖啡相关的代谢成分变化和

通过微生物群变化的吸收变化

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咖啡对某些营养物质的吸收有积极影响

在健康青少年中,咖啡消费可以增加HDL胆固醇维生素D水平。

适度的咖啡消费可能有助于改善代谢综合征。在一项小鼠研究中,咖啡处理组的普雷沃菌属减少【普雷沃氏菌的减少导致糖尿病小鼠的内毒血症和全身炎症改善】

肠道重要基石菌属——普雷沃氏菌属 Prevotella

粪球菌属Coprococcus经黏液真杆菌属Blautia增加

【粪球菌与肥胖女性的空腹胃肠道多肽水平相似,已知这些肽能刺激胰岛素分泌,这可能有助于预防代谢综合征】。

【然而,在喂食高脂肪饮食的大鼠中观察到Blautia的含量较高,并且肥胖个体中 Blautia 的含量较高。

 Blautia研究还发现,全谷物摄入量增加,有助于产生抗炎作用,还参与了乙酸盐的产生。咖啡介导的肠道菌群变化也与肥胖减少和葡萄糖耐受性改善有关】

肠道核心菌属-粪球菌属(Coprococcus)
肠道核心菌属——经黏液真杆菌属(Blautia),炎症肥胖相关的潜力菌

适量饮用咖啡对营养吸收有益。然而,研究发现,饮用大量咖啡(每天 >4 杯)会干扰营养和矿物质的吸收。这个干扰对健康人来说,不利于营养吸收,但对于特殊病人而言,可能也是另一种益处。

咖啡可能影响锌、钙、铁、维生素B的吸收

动物研究表明,咖啡摄入降低了锌和钙的水平

研究发现,在富含铁的餐食中饮用一杯咖啡或其他含咖啡因的饮料可能会使铁的吸收降低39-90%。也有一些研究表明,饭前一小时喝咖啡不会减少铁的消耗。未来的研究应该调查咖啡消费时间对这些营养素摄入量的影响。

咖啡摄入似乎也与健康个体维生素B浓度的降低有关。

咖啡影响葡萄糖的吸收,可能有益糖尿病人

研究表明,咖啡可能会降低肠道对葡萄糖的吸收。对于普通人群来说,适度饮用咖啡可能影响不大。

然而,对于正在进行糖尿病管理或有胰岛素敏感性的个体来说,这种葡萄糖吸收的降低可能有助于调节血糖水平。

咖啡对肠道营养吸收的影响

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咖啡和药物的相互作用

咖啡可能影响某些药物的吸收

一项针对小鼠的研究发现,咖啡摄入可以增加阿司匹林的吸收。这种作用与咖啡改变肠道微生物群的α和β多样性有关。

具体来说,咖啡摄入降低了粪便微生物中变形菌门、螺杆菌科、拟杆菌科的丰度,同时增加了乳杆菌科的丰度。

咖啡可能降低血浆中的药物浓度

咖啡中的咖啡因可以诱导肝脏细胞色素P450酶系统的活性,这些酶负责代谢多种药物。

一项对健康男性志愿者的研究表明,咖啡摄入导致对乙酰氨基酚主要通过肝脏细胞色素P-450和P-448从血液中清除。

由于其酶诱导能力,咖啡因可以在某些情况下降低血浆中的药物浓度。负责代谢咖啡因的最丰富的酶是 CYP450 肝酶,这种酶也在许多药物的清除中起主要作用。

咖啡也可能增加药物的血药浓度

然而,如果同时服用大量咖啡,会使这些酶饱和,并增加药物的血清浓度。

一项针对健康志愿者的药代动力学研究发现,同时饮用2-3杯咖啡可使氯氮平(一种抗精神病药物)的血浆浓度增加97%

锂、茶碱、华法林以及几种抗抑郁药和抗精神病药的血液浓度也有所增加,可能导致肝脏毒性等不良后果。

咖啡中的某些成分可能具有协同治疗作用

咖啡中的葫芦巴碱可以抑制细菌Citrobacter freundii的生长,防止胆碱分解,从而防止产生一种会导致心血管风险的促动脉粥样硬化代谢物。

另一项研究发现,咖啡中的绿原酸中药栀子苷联用可通过保护肠道屏障功能等机制治疗小鼠的非酒精性脂肪肝

咖啡和药物相互作用的总结

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咖啡可能通过影响短链脂肪酸间接影响药物代谢

肠道微生物发酵膳食纤维产生的短链脂肪酸(如乙酸、丙酸和丁酸),可以通过诱导其他酶产生直接作用,或改变肝脏和肠道中药物转运蛋白的表达,影响某些药物的吸收和代谢

更高丰度的细菌,如产生高水平丁酸Clostridium butyricum,可能会增强CYP3A活性。由于CYP3A代谢了50%以上的上市药物,如果咖啡摄入会产生额外的丁酸盐或其他短链脂肪酸,它可能会对针对肠道微生物组的干预措施产生敏感反应。这可能会影响炎症性肠病患者,因为IBD患者的结肠细胞对丁酸的摄取和利用受损。

短链脂肪酸还可以直接诱导治疗效果,将肠神经系统的作用与身体的其他部位联系起来。乙酸盐通过平行机制影响血压和心脏功能,并确立了短链脂肪酸在调节交感神经功能心脏收缩性中的作用。

总的来说,咖啡与药物之间存在复杂的相互作用,这些作用部分是通过咖啡对肠道微生物的影响来实现的。因此,正在服用药物的人群应该谨慎对待咖啡的摄入,最好咨询医生的建议。同时,这一领域还需要更多的研究来阐明咖啡、肠道微生物和药物代谢之间的具体关系。

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咖啡对口腔微生物群的影响

咖啡显著影响口腔微生物群的组成

体外培养研究表明,咖啡抑制了唾液细菌的整体生长,减少Streptococcus salivarius增加Streptococcus mitis、Streptococcus infantis的比例。

一项大规模人体志愿者研究发现,高咖啡摄入与口腔中Granulicatella、Synergistetes丰度增加有关。

研究发现,咖啡饮用者唾液样本中放线菌门、厚壁菌门、变形菌门、Saccharibacteria的丰度显著高于非咖啡饮用者。

咖啡增加口腔微生物群的多样性

咖啡饮用者的唾液微生物群表现出显著更高的α多样性

另一项针对43名韩国受试者的小型人群研究也发现,咖啡饮用显著提高了口腔微生物群的α多样性,并显著改变了β多样性。

该研究还发现,咖啡消费者的口腔微生物群中含有丰富的Oribacterium、Campylobacter、Megasphaera.

适量饮用咖啡可能有益于牙周炎患者

有研究报告称,低至中度的咖啡消费可能对牙周炎患者有益。牙周炎是由口腔微生物群和免疫系统之间的失衡引起的,而咖啡可以增加口腔微生物群的丰富度,有助于恢复微生物群和免疫系统之间的平衡。

过量饮用咖啡可能对口腔健康产生负面影响

大量饮用咖啡与牙周病的病因/进展呈正相关。此外,有观察发现,每天大量饮用咖啡>5杯)的个体口腔微生物群的丰富度显著降低

需要进一步研究来评估喝咖啡以及咖啡中特定成分对不同口腔疾病和感染的益处和风险。

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咖啡对相关疾病的影响

胃食管反流病(GERD)

胃食管反流病(GERD)是一种常见的消化系统疾病,其特征是胃酸反流到食管,导致不适和炎症。咖啡是GERD的潜在诱因之一。然而,研究结果并不一致,有研究表明咖啡可能加重GERD症状,也有研究未发现明显关联。

咖啡可能加重GERD症状的机制

多项研究表明,咖啡可能通过以下机制加重GERD症状:

  • 降低下食管括约肌压力:咖啡和脱咖啡因咖啡都能降低下食管括约肌压力,这可能增加胃酸反流的风险。

  • 刺激胃酸分泌:咖啡中的某些成分,如咖啡因和其他生物活性化合物,可能刺激胃酸分泌。增加的胃酸分泌可能导致更多的酸性物质反流到食管。

  • 延缓胃排空:一些研究表明,咖啡可能延缓胃排空,这可能增加胃内压力,从而促进胃酸反流。

研究结果矛盾:咖啡与GERD风险无显著关联

尽管有上述机制支持咖啡可能加重GERD症状,但研究结果并不一致。一项大规模前瞻性研究发现,咖啡摄入与GERD风险之间没有显著关联

这种矛盾可能源于个体差异、咖啡摄入量、研究方法等因素。鉴于研究结果的不一致性,建议GERD患者在医生指导下,根据自身症状调整咖啡摄入量

炎症性肠病(IBD)

炎症性肠病,包括溃疡性结肠炎和克罗恩病,是一组慢性复发性肠道炎症疾病。咖啡对IBD的影响一直是研究的热点,但结果仍存在争议。

潜在的有益影响

一项针对溃疡性结肠炎患者的研究发现,适量饮用咖啡(每天2-3杯)与疾病活动性降低相关。

  • 抗炎作用:咖啡中的多酚类化合物,如绿原酸,具有抗炎和抗氧化作用。这些化合物可能通过调节炎症因子来减轻肠道炎症。

  • 微生物群调节:适量饮用咖啡(每天少于4杯)可能增加有益菌门(如厚壁菌门和放线菌门)的相对丰度,减少拟杆菌门。这种微生物群的变化可能有助于维持肠道健康。

  • 肠道屏障功能:咖啡可能通过增强肠道屏障功能来减少肠道炎症。例如,咖啡中的某些成分可能刺激黏液分泌,从而保护肠道上皮。

潜在的不利影响

也有研究指出咖啡可能对IBD患者产生不利影响,一项研究报告称,高剂量咖啡摄入(每天超过5杯)可能增加克罗恩病进展的风险。

  • 刺激肠道:咖啡因可能刺激肠道蠕动,对一些IBD患者,尤其是处于活动期的患者,可能加重腹痛和腹泻症状。

  • 个体敏感性:一些IBD患者可能对咖啡中的某些成分特别敏感,导致症状加重。

这些矛盾的结果强调了咖啡对IBD影响的复杂性,以及个体化建议的重要性。

肠易激综合征(IBS)

肠易激综合征是一种常见的功能性胃肠道疾病,其症状包括腹痛、腹胀和排便习惯改变。

不过,咖啡对IBS患者的影响可能因个体和IBS亚型而异。

最近对 IBS 患者现有数据集进行的荟萃分析显示,与对照组相比,喝咖啡的人患 IBS 的可能性较低

相反的是,一项全面的 IBS 患者调查显示,腹泻等肠道症状的增加与咖啡因摄入有关。

需要进一步进行对照和重点研究,以严格评估咖啡在IBS的发生发展中的作用。

咖啡对IBS症状的潜在影响

  • 肠道运动:咖啡,尤其是其中的咖啡因,可刺激结肠运动。这对腹泻型IBS患者可能是不利的,而对便秘型IBS患者可能有一定益处。

  • 肠道敏感性:一些研究表明,咖啡可能增加肠道敏感性,这可能加重IBS患者的腹痛症状。

  • 微生物群影响:增加有益菌的丰度,可能有助于改善肠道功能和减轻症状。

IBS亚型的差异反应

研究表明,不同IBS亚型对咖啡的反应可能不同:

  • 腹泻型IBS:这类患者可能对咖啡更敏感,因为咖啡可能加速肠道运动和增加排便频率。

  • 便秘型IBS:适量咖啡可能有助于刺激肠道运动,缓解便秘症状。

  • 混合型IBS:这类患者的反应可能更加复杂和个体化,需要根据具体症状调整咖啡摄入。

患者可以在医生指导下,通过食物日记记录咖啡摄入与症状之间的关系,从而确定最适合自己的咖啡摄入量

结直肠癌  

咖啡的保护作用

多项大规模流行病学研究和荟萃分析支持咖啡对结直肠癌的保护作用:

  • 抗氧化和抗炎作用:咖啡中的多酚类化合物,如绿原酸,具有强大的抗氧化和抗炎作用。这些作用可能有助于减少DNA损伤和抑制肿瘤发生。

  • 调节肠道微生物群:咖啡可能通过调节肠道微生物群组成,增加有益菌的丰度,从而创造不利于肿瘤发生的肠道环境。

  • 促进肠道运动:咖啡可刺激肠道蠕动,减少有害物质在肠道中的停留时间,可能降低结直肠癌风险。

剂量-反应关系

一项大规模荟萃分析发现,咖啡摄入量与结直肠癌风险之间存在剂量-反应关系。每天增加一杯咖啡的摄入量与结直肠癌风险降低3%相关。

研究局限性

  • 观察性研究的局限:大多数证据来自观察性研究,无法完全排除混杂因素的影响。

  • 个体差异:咖啡对结直肠癌风险的影响可能因个体基因、生活方式等因素而异。

  • 咖啡制备方法:不同的咖啡制备方法可能影响其生物活性成分的含量,从而影响其对健康的影响。

非酒精性脂肪肝  

多项研究表明,咖啡摄入与NAFLD风险降低相关:

  • 抗氧化作用:咖啡中的多酚类化合物,如绿原酸,具有强大的抗氧化作用,可能减少肝脏氧化应激。

  • 抗炎作用:咖啡可能通过调节炎症因子的表达,减轻肝脏炎症。

  • 改善胰岛素敏感性:一些研究表明,咖啡可能改善胰岛素敏感性,这对NAFLD患者尤为重要。

  • 调节肠道菌群:适量饮用咖啡可能增加厚壁菌门和放线菌门等有益菌的丰度。这些菌群可能通过产生短链脂肪酸等代谢物来改善肝脏健康。

  • 肠道屏障功能:咖啡可能通过增强肠道屏障功能,减少有害物质进入肝脏,从而保护肝脏。

  • 胆汁酸代谢:咖啡可能影响肠道微生物群对胆汁酸的代谢,间接影响肝脏脂质代谢。

剂量-反应关系

一项荟萃分析发现,咖啡摄入量与NAFLD风险之间存在剂量-反应关系。每天增加一杯咖啡的摄入量与NAFLD风险降低约23%相关。

研究局限性

大多数研究是观察性的,无法确定咖啡摄入与肝脏健康改善之间的因果关系。具体的分子机制仍需进一步研究。咖啡对肝脏健康的影响可能因个体基因、生活方式等因素而异。

未来的研究应关注咖啡对肠道微生物群的长期影响,以及这种影响如何通过肝肠轴影响肝脏健康。此外,还需要更多的干预性研究来确定咖啡对NAFLD患者的治疗潜力。

其他代谢疾病 

一项新研究分析了约 172,000 名健康成年人的数据,表明与很少喝咖啡或不喝咖啡的人相比,每天喝三杯咖啡的人患心脏病、中风和 2 型糖尿病等疾病的可能性降低了近 50%

喝咖啡或茶可能有助于减少慢性低度炎症,这是心脏代谢疾病发展的关键因素。咖啡因还可以提高人体将食物中的糖分转化为能量的能力。

《临床内分泌与代谢杂志》发表的研究结果表明,与很少喝咖啡或不喝咖啡的人相比,每天喝三杯咖啡的人罹患多种心脏代谢疾病的可能性降低了 48%

此外,每天摄入约 200~300 毫克咖啡因(大约两至三杯咖啡或五至六杯红茶)的参与者比每天摄入 100 毫克或更少咖啡因的参与者患多种心脏代谢疾病的可能性降低 41%

纽约大学格罗斯曼医学院流行病学教授、公共卫生陈博士表示:“适量饮用咖啡可能有助于减少慢性低度炎症,这是导致心脏代谢疾病的一个关键因素。”

陈博士说,咖啡因还可以改善人体利用激素胰岛素将食物中的糖分转化为人体所需的能量。她还指出,咖啡和茶都含有酚酸和多酚,这些物质具有抗氧化作用。 

当人们患有慢性炎症或难以使用胰岛素时,更容易患上所谓的心脏代谢疾病,如 2 型糖尿病、冠心病和中风。“研究发现,适量饮用咖啡可以预防所有这些疾病的发生、发展以及从一种疾病发展到两种疾病”。

但以上前提是适量过量仍然会产生危害

一项新研究发现,每周大多数日子里,每天摄入超过 400 毫克咖啡因的健康成年人更容易患上心脏病。该量的咖啡因大约相当于四杯咖啡、十罐可乐或四罐红牛。

这项研究的首席作者、印度达霍德 Zydus 医学院和医院内科系研究员 Nency Kagathara 医学学士表示,经常摄入大量咖啡因会刺激心脏,导致心率加快和血压升高,随着年龄的增长,这可能会引发许多其他心脏问题。

认知相关 

一项研究对大约 6,000 名认知健康的成年人进行了为期约七年的跟踪调查,从他们平均 68 岁开始。在过去五年左右的跟踪调查中,约有 230 人患上了痴呆症。

每天至少喝两杯咖啡的人患痴呆症的可能性比从不喝咖啡的人低 38%喝茶的人患痴呆症的风险也比从不喝茶的人低 36%。这可能是因为这些饮料中含有大量的多酚,多酚具有抗炎和抗氧化作用,对大脑健康有益。

另一项研究对 8,451 名认知健康的成年人进行了约九年的跟踪调查,从他们至少 60 岁开始。该分析侧重于所谓的流体智力,即抽象思维和解决问题的能力——这些能力会随着年龄的增长而自然下降。

研究人员发现,每天喝 0~3 杯咖啡与流体智力下降的关系,明显小于每天喝 4 杯或以上咖啡与流体智力下降的关系。

注:这些初步研究结果中未提及的因素,例如饮食、锻炼量以及潜在的医疗问题,可能对结果产生影响。

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如何健康地享用咖啡?

★ 每天应该喝多少咖啡最合适?

根据文献表明,尽量不超过4杯。可根据自身健康状况酌情调整。

★ 食用建议

行业通用标准是,在咖啡冲泡后尽快饮用,此时咖啡新鲜热腾腾,然后等待咖啡冷却至理想的饮用温度。咖啡通常在饮用后会迅速冷却,具体取决于盛放咖啡的杯子或容器。

在《食品科学杂志》发表的一项实验中,300 名咖啡消费者测试了不同范围的咖啡温度。研究得出结论,饮用咖啡的平均首选温度约为 140°F +/- 15°F,也就是60℃左右

不过,以上仅供参考,任何咖啡饮用者所偏好的咖啡温度都是个人喜好。

★ 有哪些人群应该限制咖啡摄入?

某些特殊人群应该限制咖啡摄入:

  • 胃食管反流病(GERD)患者

  • 炎症性肠病(IBD)患者

  • 肠易激综合征(IBS)患者

  • 幽门螺杆菌感染患者

  • 孕妇和哺乳期妇女

  • 睡眠障碍患者

★ 如何在享受咖啡的同时保护肠道健康?

a) 控制摄入量:将每日咖啡摄入量控制在3-4杯以内

b) 选择高质量咖啡优质咖啡通常含有更多有益的多酚和抗氧化物质。选择新鲜研磨的咖啡豆可能比速溶咖啡更有益于肠道健康。

c) 添加益生元:考虑在咖啡中添加益生元,如菊粉或抗性淀粉。

d) 平衡饮食:确保整体饮食均衡,富含膳食纤维的水果和蔬菜。这有助于维持健康的肠道微生物群,抵消咖啡可能带来的任何潜在负面影响。喝咖啡时多喝水,因为咖啡具有利尿作用,会增加脱水的风险。

e) 注意饮用时间避免空腹饮用咖啡,可以减少对胃肠道的刺激。喝完最后一口咖啡后,咖啡因仍会留在体内几个小时。所以,下午晚些时候喝或晚餐后喝一杯咖啡可能会让你晚上辗转反侧。为了安全起见,晚上还是尽量少喝

f) 监测个人反应:每个人对咖啡的耐受性不同。密切关注自身对咖啡的反应,如出现不适症状,及时调整摄入量或方式。

g) 考虑替代品:对于需要限制咖啡摄入的人群,可以考虑一些替代品,如低咖啡因咖啡、脱咖啡因咖啡或草本茶。

由于有些人在饮用含咖啡因的咖啡时可能会出现负面副作用,如果您还没有开始喝咖啡,则没必要必须开始喝,也没有必要增加目前的饮用量,因为其实还有许多其他饮食策略可以改善健康。如果对咖啡因敏感脱咖啡因咖啡是一个不错的选择。

随着对咖啡与健康的深入探索,我们逐渐认识到它对肠道菌群的潜在影响:适量饮用咖啡可能对维护肠道健康产生积极作用。咖啡中的生物活性化合物不仅能够为肠道中的有益菌群提供营养,还可能通过调节肠道环境来促进整体健康。

然而,这并不意味着咖啡适合每个人。每个人的肠道菌群都是独一无二的,对咖啡的反应也各不相同。因此,关键在于找到适合自己的平衡点,个性化地调整咖啡的摄入量。在这个过程中,了解自己的身体反应和生活习惯至关重要。通过倾听身体的信号,我们可以更好地调整饮食,使之与个人的肠道菌群平衡相协调。

主要参考文献

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Saygili, S.; Hegde, S.; Shi, X.-Z. Effects of Coffee on Gut Microbiota and Bowel Functions in Health and Diseases: A Literature Review. Nutrients 2024, 16, 3155.

Rosa, F.; Marigliano, B.; Mannucci, S.; Candelli, M.; Savioli, G.; Merra, G.; Gabrielli, M.; Gasbarrini, A.; Franceschi, F.; Piccioni, A. Coffee and Microbiota: A Narrative Review. Curr. Issues Mol. Biol. 2024, 46, 896-908. 

Safe, S.; Kothari, J.; Hailemariam, A.; Upadhyay, S.; Davidson, L.A.; Chapkin, R.S. Health Benefits of Coffee Consumption for Cancer and Other Diseases and Mechanisms of Action. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 2706.

Rai SP, Ansari AH, Singh D, Singh S. Coffee, antioxidants, and brain inflammation. Prog Brain Res. 2024;289:123-150. 

Tripathi S, Murthy PS. Coffee oligosaccharides and their role in health and wellness. Food Res Int. 2023 Nov;173(Pt 1):113288.