咖啡之所以能提神，是因为咖啡因分子在身体中有两个作用，一个作用于细胞外，一个作用于细胞内。
咖啡因作用于细胞外的，就是与“腺苷受体”结合。
神经细胞表面有成百上千种受体，其中一种，也就是腺苷受体可以和腺苷分子结合起来，就像一把钥匙插进一把锁一样。只要结合起来，就相当于在细胞外部起到了不踩油门的效果。
比如，大量分泌肾上腺素和神经递质，它们由于分子量大，只能在外部助推细胞更加活跃，它们大量分泌，脑细胞就会更加活跃。但腺苷受体和腺苷结合起来之后，各种激素的分泌就大幅减缓，相当于不再踩油门了，于是大脑整体活跃度下降。
但能插在锁眼里的钥匙可不止有一种，咖啡因分子是另一种结构和腺苷很像的、可以和腺苷分子一样卡在锁眼里的东西。但是卡住之后，各种外部激素该分泌还是分泌，于是最终外部油门还和原来一样踩，神经元该活跃还是活跃，于是人就不困了。
说完咖啡因作用于细胞外的作用，我们再来说说它作用于细胞内的作用。
它还会作用于细胞内的一种物质，这种物质叫作PDE（磷酸二酯酶）。也就是说，当咖啡因分子把腺苷受体的锁眼堵住了之后，腺苷就没有结合的空间了，但咖啡因并不是只是堵了锁眼，它还刺激了细胞内部的一些成分。
最终导致的作用是，影响到细胞内部关于要不要加速活动的决策过程，相当于在细胞内部主动踩了一脚油门。而在细胞内踩油门的具体成分就是环磷酸腺苷（cAMP），它一旦多，细胞就运转得更快。PDE本来的作用是减少细胞中的cAMP，相当于让踩下去的油门抬起来一些，但咖啡因在结合了腺苷受体后会抑制PDE作用，于是在细胞内部的油门就总是处于踩下去的状态。
想让咖啡发挥最大的提神作用，应该是在疲劳袭来之前的3-5个小时把咖啡喝上。
在健康人体内，咖啡因平均的半衰期是5个小时，也就是过了这么长时间后，只有一半还没被代谢掉。所以最佳的喝咖啡时间点也不一定是早晨起床，因为人可能是在下午3点犯困、最想睡觉，而如果你7点起床就把咖啡喝了的话，实际中间相隔了8个小时。这么长的时间，已经足够把相当大比例的咖啡因代谢掉了。也就是说，堵住腺苷受体大门的咖啡因可不是一直就卡在这里不动，它也会随着时间流逝被代谢走。
所以，喝咖啡最好的时间点其实是在我们并不累的时候，比如说中午11点的时候，也就意味着，受体和腺苷的结合位还有很多空余，可供咖啡因占据。而同时，11点喝了咖啡，至少要再过七八个小时才能代谢掉大部分咖啡因，所以效果还能维持到下午六七点。
那咖啡是否在透支人体呢？
透支与否其实和咖啡没太大关系，因为即便是在人已经大量分泌腺苷，但腺苷并没能和受体结合上的时候，腺苷分子依然存在于神经元周围，等什么时候咖啡因被代谢掉后，就会迅速填补空缺。所以当咖啡效果减退后，人反而会感觉更困，这时候就该睡觉了。真正让人透支的是，在这时候老板又来电话让改PPT，然后我们又牺牲了睡觉时间去做这些工作。
当然，咖啡到底有没有害处，还是要看真实世界。今天，全球科学界对咖啡与健康已经有了高度统一的共识，也就是，无论是从中风、心血管疾病、慢性肝病、皮肤癌、各种炎症等等的患病率来看，还是从寿命的长短来看，每天适量喝咖啡，都是比不喝更好的。这些都是排除了各种其他生活习惯、收入影响，并且涉及人群在几十万、年龄分布也很广的不同族群的研究。
适量指的是，咖啡中的咖啡因每日不超过400mg，这相当于星巴克最小杯的美式咖啡的3杯左右。当然，每个人对咖啡因代谢能力不同，所以这个值只是一个建议的参考值。
而且，这些研究中也发现，咖啡的好处并不只是因为咖啡因的作用，咖啡中的其他成分也起到了积极的作用，比如咖啡醇和绿原酸，都能防止肝细胞纤维化。
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