每天喝咖啡=少2h睡眠？PNAS Nexus：长期摄入咖啡因会改变睡眠 - 清醒周期，显著推迟快速眼动睡眠的开始时间，打乱脑血流

你是咖啡脑袋吗？是不是每天不喝一杯咖啡就感觉浑身不得劲？

如今，在快节奏的现代生活中，咖啡已成为许多人每日的必需品。无论是职场人士还是学生群体，一杯咖啡仿佛成了开启一天的 “仪式”。

然而，随着人们对健康关注度的提升，关于咖啡因的讨论也愈发热烈。每天喝一杯咖啡这样长期的咖啡因累积摄入是否会对我们的健康、亦或是睡眠造成影响吗？

前不久，一项由UCLA研究团队在权威期刊《PNAS Nexus》上发表的最新研究就回答了这个问题，研究显示：长期摄入咖啡因会以一种剂量依赖性的方式，显著推迟睡眠结构中的快速眼动睡眠（REM）启动时间，甚至使整体睡–醒周期发生延迟。换句话说，你白天的“续命神器”，正在夜晚无声地偷走你做梦的权利！

背景信息

要了解咖啡对睡眠的影响，我们首先要知道，咖啡因主要是通过拮抗大脑中一种名为腺苷的神经递质起效的。腺苷在大脑清醒的状态下时会不断积累，驱动人产生睡意。而咖啡因就像个“不速之客”，会抢占腺苷的受体，让大脑误以为“扶我起来，我还能嗨”，从而推迟了入睡过程。

过去我们熟悉的研究多聚焦于咖啡因的“即时刺激效应”——喝一杯就清醒，少一杯就犯困。然而，该项研究聚焦的是长期饮用咖啡的影响。研究人员在自由活动的实验鼠中引入了持续一周以上的慢性咖啡因摄入模式，发现它不仅在短时间内改变了小鼠的清醒持续时间，更是重塑了它们整个睡眠节律。

图1. 咖啡因与腺苷具有相似化学结构，可以占据腺苷的受体。图片来源：sleepopolis.com

长期的咖啡因摄入会导致睡–醒节律的延迟

我们知道，睡眠并不是一个持续的单一事件，而是由不同阶段交替构成的动态过程。其中，快速眼动睡眠（REM）睡眠阶段被认为是最关键的恢复性睡眠，对情绪调节、记忆巩固、神经清理等功能至关重要。

但研究发现：随着咖啡因浓度升高，小鼠的REM阶段出现了明显后移，甚至在活跃期（小鼠的夜间）被完全抹除。即使24小时总的REM时间没有减少，其分布却高度集中在休息期的后半段。这意味着REM被推迟到了靠近清晨的时间窗口。若这时你被闹钟叫醒，就意味着你刚刚进入梦乡，就被迫醒来了。

此外，长期咖啡因摄入不仅影响REM，还整体延迟了小鼠的睡–醒节律，导致其“晚睡晚起”趋势明显。在最高剂量（1.2 mg/ml，相当于人类每日饮用5–10杯咖啡）下，小鼠的入睡时间比正常状态推迟近两小时。

图2. 慢性摄入咖啡因显著延迟小鼠的快速眼动（REM）睡眠时间，并整体推迟睡–醒节律。图中可见REM睡眠（绿色）在高剂量时集中出现在休息期后段，呈剂量依赖性延后。

换句话说，咖啡因在一定程度上像是人为制造的“生物钟时差”，使得夜间原本该休息的时间段被挤压，而清醒状态也不再遵循原本的光–暗周期。这或许解释了许多人“喝咖啡后睡得浅，一早醒来还觉得累” 的原因——并不是你没睡够，而是你的生理节律被悄悄打乱了。

脑血流也会被长期咖啡因摄入打乱

咖啡因对脑部血流的影响同样令人关注。在正常状态下，人在醒来时会伴随脑部血流的上升，而在睡觉时，特别是非快速眼动睡眠（NREM）时，血流则会降低。然而，研究发现，长期摄入咖啡因打破了这一规律。

在实验中，与正常情况对比，小鼠在活跃期尽管运动量增加、神经活动增强，但其平均脑血容量（CBV）却显著降低；而在休息期，CBV 却异常升高，特别是在快速眼动睡眠（REM）阶段达到高峰。

研究者指出，这一反常现象或许正是咖啡因通过血管和神经的不同作用靶点导致的复杂结果。神经兴奋增强的同时，血管收缩反而减少供血，使得大脑需通过提高氧提取率来弥补血流减少，进一步增加代谢负担。

图3. 慢性咖啡因摄入改变小鼠脑血流（CBV）的昼夜节律模式，清醒状态下CBV波动更显著偏向光照期，夜间CBV显著降低，表现出典型的“节律重构”效应。

睡觉中突感心跳加速？可能也是咖啡因所致

除了大脑，心脏也受到长期咖啡因摄入的影响。在该研究中，小鼠在摄入咖啡因后，心率在REM和NREM睡眠状态下明显升高，且心率变异性（HRV）也随之上升，代表自主神经系统的交感活性增强，可能进一步扰乱正常的睡眠恢复过程。

简而言之，咖啡因让身体即便在“睡觉”时也处于“待命”状态，削弱了真正意义上的深度休息。

你也许会问，既然REM总时长没变，睡眠也没有减少，为何我还是会感到累？事实上，睡眠阶段的错位，远比睡眠总时长的减少更具破坏性！当REM聚集到凌晨——被早八闹钟叫醒前几小时才刚开始，那你的大脑将无法按时完成 “修复” 。

这也解释了现代人睡八小时依然累的谜题。在无法灵活调整起床时间的现实中，REM的延迟意味着整个大脑恢复机制被打乱，而不仅仅是失眠那么简单。

图4. 慢性咖啡因摄入对心率（HR）和心率变异性（HRV）在不同睡眠状态下的影响。图中数据显示，咖啡因以剂量依赖的方式，提高了清醒、NREM和REM状态下的心率和HRV，提示其对自主神经系统的调节作用显著增强。

咖啡因的另一面

然而，咖啡因也并非“有百害而无一利”。研究也发现，在休息期脑血流量的增加，咖啡或能促进大脑代谢废物的清除。这一机制被称为脑部淋巴系统（glymphatic system），其在睡眠中活跃，类似于“夜间脑部清道夫”。有研究指出，这一清除系统的功能下降与神经退行性疾病如阿尔茨海默和帕金森密切相关。咖啡因或许通过在睡眠期提升脑血流，间接增强废物清除，从而在一定程度上具备神经保护作用。

小结

我们并非要妖魔化咖啡，毕竟无论出多少期关于咖啡的利弊推文，我们都不能阻止它已成为现代生活的一部分这个事实。

但就像研究所揭示的那样，咖啡因并非简单的提神工具，而是一种强效的“节律调节器”，它在潜移默化中会改变你的睡眠结构、脑血流、甚至心跳节奏。

所以，下次当你端起那杯熟悉的咖啡时，不妨多想一步：这杯咖啡的代价，可能比想象的重，而适度控制，真的很重要！或许可以试着隔天换成别的饮品，给身体一段缓冲的时间~大家觉得呢？

参考文献：

Aframian K, Yousef Yengej D, Nwaobi S, Raman S, Faas GC, Charles A. Effects of chronic caffeine on patterns of brain blood flow and behavior throughout the sleep-wake cycle in freely behaving mice. PNAS Nexus. 2023 Sep 19;2(9):pgad303. doi: 10.1093/pnasnexus/pgad303. PMID: 37780231; PMCID: PMC10538474.