コーヒーとカフェインが健康に与える影響:最新研究から見えてきたこと

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コーヒーとカフェインに関する包括的な研究レビューによると、適度な量のフィルターコーヒー(1日3~5杯)の摂取は、大多数の成人にとって一般的に安全であり、2型糖尿病、心血管疾患、パーキンソン病、肝疾患、特定のがんなどのリスク低減につながる可能性さえ示されています。ただし、カフェインの影響は遺伝子や代謝によって個人差があり、過剰摂取は不安、睡眠障害、妊娠合併症を引き起こす可能性があります。エナジードリンクやカフェインサプリメントは、過剰摂取のリスクが高いため、従来のコーヒーや茶よりも注意が必要です。

コーヒー、カフェイン、そしてあなたの健康:研究が明らかにすること

目次

はじめに:世界で最も愛される覚醒剤

コーヒーと茶は世界で最も人気のある飲料の一つであり、カフェインを豊富に含むことから、カフェインは最も広く消費される向精神物質となっています。カカオ豆(チョコレートの原料)、マテ茶の葉(ハーブティー用)、ガラナの実(飲料やサプリメントに使用)など、さまざまな植物の種子、果実、葉に天然のカフェインが含まれています。

天然由来のものに加え、合成カフェインは疲労軽減をうたうソフトドリンク、エナジードリンク、エナジーショット、錠剤など多くの製品に添加されています。カフェインには医療用途もあり、未熟児の無呼吸症の治療や、鎮痛薬の効果増強に用いられています。

これらの飲料は何世紀にもわたって消費され、重要な文化的伝統や社会的儀式を形成してきました。人々は一般的に、覚醒度や仕事の生産性を高める目的でカフェイン入り飲料を利用します。米国では成人の85%が毎日カフェインを摂取しており、平均摂取量は1日135 mg(標準的なコーヒー約1.5杯に相当)です。

カフェインの摂取源

カフェイン含有量は摂取源によって大きく異なります。一般的な1回分では、コーヒー、エナジードリンク、カフェイン錠剤が最も高く、茶が中程度、ソフトドリンクが最も低くなります。コーヒーは成人の主要なカフェイン源であり、ソフトドリンクと茶は青年期により重要な摂取源です。

具体的なカフェイン含有量は以下の通りです:

  • コーヒーショップのドリップコーヒー(12オンス):235 mg
  • コーヒーショップのアメリカーノ(12オンス):150 mg
  • ドリップコーヒー(8オンス):92 mg
  • インスタントコーヒー(8オンス):63 mg
  • エスプレッソ(1オンス):63 mg
  • 紅茶、抽出(8オンス):47 mg
  • 緑茶、抽出(8オンス):28 mg
  • コーラソフトドリンク(12オンス):32 mg
  • エナジードリンク(8.5オンス):80 mg
  • エナジーショット(2オンス):200 mg
  • ダークチョコレート(1オンス):24 mg

青年期(15~19歳)の平均カフェイン摂取量は1日61 mgであるのに対し、中年成人(35~49歳)は1日188 mgと有意に多くなっています。

体内でのカフェイン代謝

カフェインは化学的にメチルキサンチン(1,3,7-トリメチルキサンチン)に分類されます。摂取後45分以内にほぼ完全に吸収され、血中濃度は15分から2時間でピークに達します。カフェインは全身に広がり、血液脳関門を通過します。

肝臓では、カフェインはシトクロムP-450(CYP)酵素、特にCYP1A2によって代謝されます。代謝物にはパラキサンチン、および少量のテオフィリンとテオブロミンが含まれ、これらはさらに処理され、最終的に尿中に排泄されます。

カフェインの半減期(物質の半分が排除されるまでの時間)は、成人では通常2.5~4.5時間ですが、個人差が大きいです。カフェイン代謝に影響する要因はいくつかあります:

  • 新生児はカフェイン代謝能が限られている(半減期~80時間)
  • 喫煙はカフェイン代謝を促進する(半減期を最大50%短縮)
  • 経口避妊薬の使用はカフェイン半減期を2倍にする
  • 妊娠、特に妊娠後期ではカフェイン代謝が大幅に低下する(半減期最大15時間)

遺伝的要因はカフェイン代謝に大きく影響します。CYP1A2をコードする遺伝子の変異は、より高い血漿カフェイン濃度と遅い代謝に関連しています。遺伝的に代謝が遅い人々は、全体的にカフェイン摂取量を少なくすることで補償する傾向があります。

多くの薬物がカフェインクリアランスに影響を与える可能性があり、いくつかの抗生物質、心血管薬、気管支拡張薬、抗うつ薬などが含まれます。これらは同じ肝臓酵素を競合するためです。同様に、カフェインは他の薬物の作用に影響を与える可能性があるため、新しい薬を処方される際には医師とカフェイン摂取について話し合うことが重要です。

カフェインの身体各系への影響

カフェインは用量と個人の感受性に応じて、利益と潜在的なリスクの両方を持ちながら、全身の複数の臓器系に影響を与えます。

脳への影響: 覚醒度を高めることで精神的パフォーマンスと警戒心を向上させるが、不眠症を助長し、不安を誘発する可能性がある(特に高用量および感受性の高い人において)。うつ病リスクとパーキンソン病リスクを低減する可能性がある。

心血管系: 短期的に血圧を上昇させるが、習慣的摂取により少なくとも部分的な耐性が生じる。

疼痛管理: 頭痛やその他の疼痛治療におけるNSAIDs(非ステロイド性抗炎症薬)およびアセトアミノフェンの効果を増強する可能性がある。

肺: 未熟児の無呼吸症の治療に有効であり、成人の肺機能をわずかに改善する。

内分泌系: 短期的に骨格筋のインスリン感受性を低下させるが、習慣的摂取により耐性が生じるようである。

肝臓: 肝線維症、肝硬変、および肝がんのリスクを低減する可能性がある。

腎臓と尿路: 高用量では利尿効果があるが、適度な習慣的摂取では水分状態に実質的な影響を与えない。

生殖系: 胎児発育を低下させ、流産リスクを増加させる可能性がある。

精神的利益と疼痛緩和

カフェインの分子構造はアデノシンに類似しており、アデノシン受容体に結合してアデノシンの効果を遮断することを可能にします。脳内でのアデノシン蓄積は覚醒を抑制し、眠気を増加させます。適度な用量(40~300 mg)では、カフェインはこれらの効果に対抗し、疲労を軽減し、警戒心を高め、反応時間を改善します。

これらの利益は、定期的にカフェインを摂取しない人々と、習慣的消費者が短期間摂取を控えた後の両方で発生します。カフェインは特に、組立作業、長距離運転、航空機操作などの長く単調な作業中の警戒心を改善します。睡眠不足状態で最も有益ですが、カフェインは長期的な睡眠不足後のパフォーマンス低下を補うことはできません。

疼痛緩和については、19の研究をレビューした結果、鎮痛薬に100~130 mgのカフェインを添加すると、疼痛緩和を成功裏に経験する患者の割合がわずかに増加することが示されています。

潜在的なリスクと副作用

日中の後半のカフェイン摂取は、入眠までの時間(睡眠潜時)を延長し、睡眠の質を低下させる可能性があります。カフェインはまた、特に高用量(1回200 mg超または1日400 mg超)および感受性の高い個人、不安障害や双極性障害を含む人々において、不安を誘発する可能性があります。

睡眠と不安へのカフェインの影響に対する個人の反応はかなり異なり、これはカフェイン代謝速度とアデノシン受容体の遺伝的変異の違いを反映している可能性があります。習慣的消費者はこれらの潜在的な副作用を認識し、これらの問題を経験する場合は摂取量を減らすか、日中の後半のカフェイン摂取を避けることを検討すべきです。

高カフェイン摂取は尿産生を刺激する可能性がありますが、長期的な適度な摂取(1日≤400 mg)では水分状態に有害な影響は発生しません。習慣的使用後のカフェイン中止は、頭痛、疲労、警戒心の低下、抑うつ気分、および時にはインフルエンザ様症状を含む離脱症状を引き起こす可能性があります。

離脱症状は通常、中止後1~2日でピークに達し、合計2~9日間持続します。急に中止するのではなく、カフェイン摂取量を徐々に減らすことでこれらの症状を最小限に抑えることができます。

毒性効果と過剰摂取リスク

非常に高い摂取レベルでは、カフェインは不安、落ち着きのなさ、神経過敏、不快感、不眠、興奮、精神運動焦燥、およびまとまりのない思考や発話を引き起こす可能性があります。毒性効果は1.2グラム以上の摂取で発生すると推定され、10~14グラムの用量は致死的となり得ます。

致死的過剰摂取症例のレビューでは、死後血中カフェイン濃度の中央値は1リットルあたり180 mgで、これは約8.8グラムのカフェイン摂取に相当します。従来のコーヒーや茶からの中毒は稀です。致死的用量に達するには、極めて大量(標準的なコーヒー75~100杯)を速やかに摂取する必要があるためです。

カフェイン関連死のほとんどは、錠剤や粉末/液体サプリメントからの非常に高用量に関わっており、通常はアスリートや精神科患者で発生します。エナジードリンクとショット、特にアルコールと混合した場合、心血管系、心理的、および神経学的な有害事象、死亡例を含む、と関連付けられています。

エナジードリンクは、以下の理由から他のカフェイン入り飲料よりもリスクが高い可能性があります:耐性発達を妨げる高いエピソード摂取;脆弱な子供や青年の間での人気;不明確なカフェイン含有量表示;他のエナジードリンク成分との相乗効果の可能性;およびアルコールや激しい運動との頻繁な併用。

研究によると、高用量のエナジードリンク摂取(約1リットル、カフェイン320 mg含有)は、血圧上昇、QT時間延長(心臓リズム測定)、動悸を含む短期的な心血管系への有害影響を引き起こしますが、適度な摂取(カフェイン≤200 mg)では引き起こしません。

カフェインと慢性疾患リスク

カフェインと慢性疾患に関する研究は、いくつかの方法論的課題に直面しています。第一に、急性のカフェイン効果は耐性が発達するため、長期的効果を反映しない可能性があります。第二に、初期の研究はしばしば喫煙などの交絡因子を適切に考慮しておらず、誤った結果をもたらしました。

より良い調整を施した最近の研究でさえ、残存交絡がある可能性があります。長期的な無作為化試験はしばしば非現実的であるため、研究者はメンデル無作為化(カフェイン摂取の代理として遺伝性変異を使用)などの代替方法を使用しますが、このアプローチには統計的検出力の限界を含む制約があります。

測定誤差はカフェイン摂取量の評価にも影響を及ぼします。自己申告によるコーヒー摂取頻度は一般的に正確ですが、カップサイズ、抽出濃度、豆の種類、添加物などのばらつきは研究で通常捕捉されないため、曝露の誤分類が生じることがあります。

最後に、ほとんどの研究でコーヒーと茶が主要なカフェイン源であるため、エネルギー飲料やサプリメントなど他のカフェイン源への結果の適用性は不明です。

心臓の健康と血圧

カフェイン未摂取者では、カフェイン摂取により短期的にエピネフリン値と血圧が上昇します。耐性は1週間以内に生じますが、一部の人では不完全な場合があります。長期試験のメタ分析によると、単離カフェイン(飲料形態ではない)は収縮期血圧と拡張期血圧を軽度上昇させます。

しかし、カフェイン入りコーヒーの試験では、高血圧症患者を含め、血圧への実質的な影響は認められていません。これは、クロロゲン酸などの他のコーヒー成分がカフェインの血圧上昇作用を相殺するためと考えられます。前向きコホート研究でも同様に、コーヒー摂取と高血圧リスク上昇との関連は認められませんでした。

無濾過コーヒー(フレンチプレス、トルココーヒー、スカンジナビア式沸騰コーヒー)にはカフェストールが含まれており、コレステロール値を上昇させます。エスプレッソとモカポットコーヒーには中程度のカフェストールが含まれ、ドリップフィルター、インスタント、パーコレーターコーヒーにはごく微量しか含まれません。

無作為化試験では、多量の無濾過コーヒー摂取(中央値1日6杯)によりLDLコレステロールが17.8 mg/dL (0.46 mmol/L) 上昇し、心血管イベントリスクが約11%高まると予測されます。濾過コーヒーは血清コレステロール値を上昇させないため、無濾過コーヒーを制限し、エスプレッソの摂取を適度に抑えることがコレステロール管理に有用である可能性があります。

ヒト試験とコホート研究では、カフェイン摂取と心房細動との関連は認められません。コーヒー/カフェイン摂取と冠動脈疾患および脳卒中リスクを検討した多くの前向き研究は、濾過されたカフェイン入りコーヒーを1日最大6杯まで摂取することが、一般集団または高血圧、糖尿病、心血管疾患患者における心血管リスクの増加と関連しないことを一貫して示しています。

実際、コーヒー摂取は心血管疾患リスクの低下と関連しており、リスクは1日3~5杯で最低となります。冠動脈疾患、脳卒中、心血管死亡率について逆相関が観察されています。

体重管理と糖尿病

代謝研究によると、カフェインは交感神経系刺激を介して食欲を抑制し、基礎代謝率と食物誘発性熱産生を増加させることでエネルギー収支を改善する可能性があります。昼間の反復カフェイン摂取(100mgを6回)により、24時間エネルギー消費量が5%増加しました。

コホート研究では、カフェイン摂取量の増加は長期的な体重増加の軽度な抑制と関連しています。限られた無作為化試験のエビデンスは、体脂肪率に対する軽度の有益な効果を支持しています。しかし、ソフトドリンク、エネルギー飲料、甘味料入りコーヒー/茶など、高カロリーのカフェイン飲料は体重増加を促進する可能性があります。

短期的なカフェイン摂取はインスリン感受性を低下させます(体重1kgあたり3mg摂取後15%減少)。これは、グルコースの筋グリコーゲンとしての貯蔵を抑制し、エピネフリン放出を増加させるためと考えられます。しかし、カフェイン入りコーヒーを1日4~5杯、最大6ヶ月間摂取してもインスリン抵抗性に影響はありません。

カフェイン入りおよびデカフェコーヒーはいずれも、フルクトース誘発性肝インスリン抵抗性を軽減します。コホート研究は一貫して、習慣的なコーヒー摂取が用量反応関係で2型糖尿病リスクの低下と関連することを示しており、カフェイン入りとデカフェコーヒーで同様の関連が認められます。

これらの知見は、カフェインのインスリン感受性への有害作用に対して耐性が生じるか、またはこの作用が非カフェインコーヒー成分のグルコース代謝(おそらく肝臓における)への長期的な利益によって相殺されることを示唆しています。

がんと肝臓健康

多数の前向きコホート研究は、コーヒーおよびカフェイン摂取ががん発生率またはがん死亡率を増加させない強力なエビデンスを提供しています。実際、コーヒー摂取は悪性黒色腫、非黒色腫皮膚がん、乳がん、前立腺がんのリスク軽度低下と関連しています。

子宮内膜がんと肝細胞がん(肝臓がん)ではより強い逆相関が認められます。子宮内膜がんではカフェイン入りとデカフェコーヒーで同様の関連が、肝臓がんではカフェイン入りコーヒーでより強い関連が示されています。

コーヒーは一貫して、低い肝酵素値(損傷の軽減を示す)、肝線維症および肝硬変リスクの低下を含む、良好な肝臓健康指標と関連しています。カフェインはアデノシン受容体遮断を介して肝線維症を予防する可能性があります。アデノシンはコラーゲン産生を含む組織リモデリングを促進するためです。

カフェイン代謝物は肝細胞でのコラーゲン沈着を減少させ、カフェインは動物モデルで肝がん発生を抑制し、無作為化試験ではカフェイン入りコーヒー摂取がC型肝炎患者の肝コラーゲンレベルを低下させることが示されました。コーヒーポリフェノールは、脂質代謝の改善と酸化ストレスの軽減により、肝脂肪蓄積と線維化に対する保護作用も有する可能性があります。

胆石と腎結石

コーヒー摂取は胆石リスクの低下と関連しており、デカフェコーヒーよりもカフェイン入りコーヒーでより強い関連が認められることから、カフェインが保護的役割を果たす可能性が示唆されます。コーヒーは、胆囊内液吸収の抑制、コレシストキニン分泌の増加、胆囊収縮の刺激により、コレステロール胆石形成を予防する可能性があります。

米国のコホート研究では、カフェイン入りおよびデカフェコーヒー摂取の両方が腎結石リスクの低下と関連していました。

脳と神経学的状態

米国、欧州、アジアにおける前向きコホート研究は、カフェイン摂取とパーキンソン病リスクとの間に強い逆相関があることを示しています。この関連は女性よりも男性で強く、カフェイン入りコーヒーと他のカフェイン源で同様ですがデカフェコーヒーでは認められないことから、他のコーヒー成分ではなくカフェインがこの保護効果を媒介することが示唆されます。

実験的研究によると、カフェインは運動行動の調節に関与しドパミン産生ニューロンを保護する可能性のあるアデノシンA2A受容体を遮断することで脳細胞を保護する可能性があります。限られたエビデンスは、カフェインが認知機能低下、認知症、アルツハイマー病のリスクを減少させる可能性を示唆していますが、パーキンソン病ほど一貫した結果ではありません。

うつ病については、コホート研究でコーヒー摂取との逆相関が示されており、リスクは1日4~6杯で最低となります。カフェイン入りとデカフェコーヒーの両方で同様の関連が認められることから、他のコーヒー成分がこの潜在的利益に寄与する可能性が示唆されます。

妊娠に関する考慮事項

妊娠中はカフェイン代謝が著しく遅くなり、特に妊娠後期にはカフェイン半減期が15時間に延長することがあります。カフェインは容易に胎盤を通過し、胎児は未熟な肝酵素のためカフェインを代謝する能力が限られています。

観察研究によると、妊娠中のカフェイン高摂取は低出生体重および妊娠喪失リスクの増加と関連しています。14研究のメタ分析では、1日あたり100mgのカフェイン増加ごとに出生体重が3オンス(86グラム)減少することがわかりました。

妊娠喪失については、26研究のメタ分析で、高カフェイン摂取(特に1日300mg超)が低摂取(1日100mg未満)に比べてリスク増加と関連することがわかりました。これらの関連は喫煙や他の因子で調整後も持続し、コーヒー、茶、ソフトドリンクなど異なるカフェイン源でも同様の結果が得られました。

このエビデンスに基づき、現在のガイドラインは妊婦のカフェイン摂取を1日200mg(約コーヒー2杯相当)に制限することを推奨しています。

実践的推奨事項

包括的研究エビデンスに基づく、カフェイン摂取に関する実践的推奨事項は以下の通りです:

  1. 大多数の健康な成人の場合: 適度なカフェイン摂取(1日最大400mgまたはコーヒー3~5杯)は一般的に安全で、健康上の利益をもたらす可能性があります
  2. 濾過コーヒーを選ぶ: コレステロール上昇作用を避けるため、フレンチプレスやトルココーヒーなどの無濾過法ではなく、ドリップフィルター、インスタント、またはパーコレーターコーヒーを優先してください
  3. エスプレッソを制限する: 中程度のカフェストール含有量のため、エスプレッソベースの飲料は適度な摂取に留めてください
  4. エネルギー製品に注意する: エネルギー飲料やショットの高摂取(1回200mg超)は避け、特にアルコールや激しい運動と組み合わせる場合は注意してください
  5. 個人の反応を監視する: 睡眠障害、不安、その他の副作用に対する個人の感受性に基づき摂取量を調整してください
  6. 摂取時間を賢く選ぶ: 睡眠に影響する場合は、日中の後半のカフェイン摂取を避けてください
  7. 妊娠中: カフェインを1日200mg(約コーヒー2杯相当)に制限してください
  8. 薬物服用時: 新規処方薬を服用する際は、医師とカフェイン摂取について相談してください
  9. 離脱症状の管理: 離脱症状を最小限に抑えるため、急な中止ではなく徐々にカフェイン摂取量を減らしてください
  10. 全体的な食事を考慮する: カフェイン飲料への過剰な砂糖、クリーム、その他の高カロリー添加物の追加を避けてください

カフェインへの個人の反応は遺伝子、代謝、年齢、その他の要因によって大きく異なることを忘れないでください。ある人に適した方法が他の人に適さない場合があります。自身の体の声に耳を傾け、それに応じてカフェイン摂取を調整してください。

出典情報

原題: Coffee, Caffeine, and Health

著者: Rob M. van Dam, Ph.D., Frank B. Hu, M.D., Ph.D., and Walter C. Willett, M.D., Dr.P.H.

掲載誌: The New England Journal of Medicine, July 23, 2020

DOI: 10.1056/NEJMra1816604

この患者向け記事は、The New England Journal of Medicineの査読付き研究に基づいています。複雑な医学情報を教育を受けた患者が理解しやすい言葉に翻訳しながら、元のデータ、統計、知見のすべてを保持しています。