咖啡因中枢活性双盲实验研究

牟群芳 李 念 梁 瑜 隋忠国 岳 旺 刘占涛

(青岛大学，山东 青岛 266021)

在我国临床药学本科教学中，双盲实验法是不可缺少的。双盲实验 (Double blind method)系指按实验方案的规定，在实验结束之前，不让参与研究的受试者和承担观察任务的研究者，知道受试者被分配在何组(实验组或对照组)，接受何种处理的一种实验方法[1]，它是新药临床实验关键的实验方法，是学习临床药理学中应掌握的实验方法。因我国法律禁止任意对人体用药，无法模拟新药临床实验的双盲研究，从而导致难以开展这方面的教学，成为我国药学实验教学的缺陷。为填补双盲法实验教学的这一空白，本实验设计以含咖啡因咖啡饮料作为实验用药，以脱咖啡因咖啡饮料作为安慰剂对照药，观察二者对受试者计算效率的影响，以建立临床药学双盲实验教学可行的新方法。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1实验药与对照药

含咖啡因的咖啡(深圳宝纳公司提供)；脱咖啡因的咖啡(深圳宝纳公司提供)。

1.1.2实验对象

青岛大学医学院本科学生80名，年龄18～25岁，男女不限的健康志愿者，平时无喝咖啡、茶及吸烟等习惯。实验前一日禁止饮用含咖啡因的饮料(如咖啡、茶、可乐等)。

1.2 实验方法

采用随机双盲对照实验方法进行连续相加测验，即将精神检查用纸中的横列数字连续累计相加，如果得到的是两位数，只记个位数，十位数不记，连续累计加完整列数字，将结果写在答案栏内，然后记录完成题数和正确数。实验分八个阶段，每个阶段用时15分钟，内容相同，均为：计脉搏数(60s)、休息(75s)、计算(45s)、休息(75s)、计算(45s)、休息(75s)、计算(45s)、休息(8分钟)。第四阶段结束时，实验者随机分发外观相同的含咖啡因和脱咖啡因的咖啡，受试者在10 min内慢慢将咖啡全部喝掉，并根据咖啡的味道判断自己喝的咖啡是否含有咖啡因。然后开始第五阶段的实验。至第八阶段结束后，受试者根据自己做题的感觉判断所喝的咖啡是否能提高计算效率。

1.3 统计分析

用SPSS13.0版统计软件进行数据处理。非参统计量采用χ2检验；计量资料采用成组t检验，以P﹤0.05为显著性指标。

2 结 果

2.1 分层

由于受试者的计算能力有所差别，所以根据第二阶段的做题数的中间值±SD (57.9±8.0)将受试者分为计算效率高、中、低三层。

A层>平均值+SD 则A层 12名(16%)。

平均值+SD> B层>平均值-SD 则B层 51名(69%)。

平均值-SD>C层 则C层 11名(15%)。

2.2 猜想

受试者根据咖啡的味道判断自己所喝的咖啡是否含有咖啡因与真实情况(Caffeine+,-)之间的关系进行χ2检验，结果表明全体及各层受试者猜想的结果都没有统计学意义(P﹥0.05)。因此，受试者不能根据味道来判断咖啡中是否含有咖啡因，排除了受试者心理因素的影响，这是进行双盲实验的前提条件之一。(见表1)

表1 猜想-χ2 检验

注：Caffeine(-)代表脱咖啡因组；Caffeine(+)代表含咖啡因组

2.3 主观判断

受试者根据自己的感觉判断所喝的咖啡是否提高计算效率与真实情况(Caffeine+,-)之间的关系进行χ2检验，结果表明全体、A层及C层受试者主观判断的结果没有统计学意义(P﹥0.05)，而B层受试者主观判断的结果有统计学意义(P﹤0.05)。因此，B层受试者对咖啡效果的主观感觉正确。(见表2)

表2 主观判断-χ2 检验

注：Caffeine(-)代表脱咖啡因组；Caffeine(+)代表含咖啡因组

2.4 正确数

第七、八阶段的正确数的中间值之和减去第三、四阶段的正确数的中间值之和所得的数值，在含咖啡因与脱咖啡因的两群之间进行比较(t检验)，观察咖啡因提高计算效率的效果。结果表明，全体及B层的数据有统计学意义(P﹤0.05)，而A层和C层的数据没有统计学意义(P﹥0.05)。因此，咖啡因能明显提高B层受试者的计算效率，而在计算效率高的人与计算效率低的人中体现的不明显。(见表3)。

2.5 脉搏数

第七、八阶段的脉搏数之和减去第三、四阶段的脉搏数之和所得的数值，在含咖啡因与脱咖啡因的两群之间进行比较(t检验)，观察咖啡因减慢心率的效果。结果表明，B层的数据有统计学意义(P﹤0.05)，全体、A层及C层心率减慢的效果不明显。(见表4)。

表3 正确数-t检验

注：Caffeine(-)代表脱咖啡因组；Caffeine(+)代表含咖啡因组

表4 脉搏数-t检验

注：Caffeine(-)代表脱咖啡因组；Caffeine(+)代表含咖啡因组

3 讨 论

本实验采用了双盲实验的方法，双盲法首先是1937年Gold氏用来考验黄嘌呤类化合物对心绞痛的效果[2]，结果证明此类药的效果与安慰剂疗效无差别，这是使用双盲法的开端。在本实验中，受试者对所喝的咖啡是否含有咖啡因不能做出正确的判断，排除了受试者心理因素的影响；实验者也不知道受试者所喝的咖啡是否含有咖啡因，排除了实验者心理因素的影响，从而保证实验结果更为准确、可靠。

咖啡是大众饮料，其主要成分咖啡因属黄嘌呤类中枢兴奋剂，可通过抑制磷酸二酯酶的活性，减少细胞内cAMP分解破坏从而提高细胞内cAMP含量而使中枢兴奋[3]。在本实验中，受试者均有明显中枢兴奋效应。按分层观察，69%的受试者即B层的受试者计算效率明显提高；而计算效率高的A层及计算效率低的C层受试者的效果并不明显，说明咖啡因对普通人有促进精神运动的作用。

对于主观判断，全体受试者不能正确判断出所喝的咖啡是否提高计算效率；按分层观察，B层受试者的主观判断效果的感觉正确，说明咖啡因对普通人提高计算效率的效果明显。关于心率减慢的现象，全体受试者没有明显的表现；按分层观察，B层的受试者的脉搏数明显减少。以上说明咖啡因作用与中枢神经系统有关，较小剂量咖啡因兴奋迷走神经，从而引起心率减慢，与咖啡因的药理研究文献报道相吻合[4]。

咖啡因的半衰期为3-4个小时，在实验过程未见不良反应，对次日的受试反应追踪亦未见兴奋和不良主诉，说明本实验方法安全可靠。

双盲实验是排除安慰剂效应的一种重要的实验方法[5]，在新药临床实验中发挥举足轻重的作用。在国内各高校实验教学中，却没有任何有关人体双盲实验的实验课，这是我国医药学实验教学相对薄弱的一环。将本实验引入医药学的实验教学，并进一步在本科生临床药理学实验课上推广，可以使学生通过切身体验，更为形象地学习双盲实验方法，同时，填补了我国临床药理学实验教学的空白，并将实验教学与临床实践相结合。

综上所述，咖啡因可提高普通人计算效率，而双盲实验方法使本实验的结果更为真实、准确，并可在本科生临床药理学实验课上推广，本文不仅证明含咖啡因和脱咖啡因饮料的生物活性，还探索了教学引入的安全，并避免了与国家刑法及伦理的冲突。双盲实验方法，对培养勇于实践和创新能力的高素质药学人才有意义。

[1] 徐天和, 王玖. 医学实验设计: 第二讲 随机化原则与盲法原则[J]. 中国医刊. 2005, 40 (8) : 54-56.

[2] 李世瑞. 关于安慰剂与双盲法[J]. 医学与哲学. 1981, (1) : 39-41.

[3] Soderling SH, Beavo JA. Regulation of cAMP and cGMP signaling: New phosphodiesterases and new functions[J]. Curr Opin Cell Biol,2000, 12: 174-179.

[4] Brunton LL. Goodman Gilman′s. The Pharmacological Basis of Therapeutics[J]. 11 th ed. 2006, 727-729.

[5] 贺石林, 陈修. 医学科研方法导论[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1998. 52 - 54.