カフェイン半減期の計算

最終更新: 2026-05-12

カフェインの残存時間

カフェインは体内で一定の割合ずつ減り続けるため、その消失は半減期モデルで記述できます。すなわち、ある一定の時間が経過するごとに体内のカフェイン量が半分になるという指数的な減衰に従います。この性質を使うと、摂取量と摂取時刻から、任意の時刻に体内へ残るカフェイン量を定量的に推計できます。

半減期

半減期はもともと核物理学の概念ですが、薬理学でも広く使われます。一定量が消えるのではなく、常に同じ割合が消えることが特徴です。

摂取量が多いほど絶対量の減り方が遅くなります。400 mg（濃いコーヒー 4 杯分）を摂取すると、1 回の半減期後でもまだ 200 mg が残ります。一方、100 mg（コーヒー 1 杯分）なら 50 mg まで落ちています。

計算式

カフェインは一次速度論（first-order kinetics）に従い、単位時間あたり一定の割合が代謝されます。

$C(t) = C_0 \times 0.5^{\, t \,/\, t_{1/2}}$

• $C_0$：摂取量（mg）
• $t$：摂取からの経過時間（時間）
• $t_{1/2}$：半減期（時間、デフォルト 5.7 h）
• $C(t)$：時刻 $t$ における残存カフェイン量

1 回の半減期後には 50%、2 回後には 25%、3 回後には約 12.5% が残ります。5 回の半減期（約 28 時間）が経過すると、体感できる影響はほぼなくなります。

個人差

デフォルト値の 5.7 時間は健康な非喫煙成人の集団平均値ですが、実際の半減期は大きく異なります。

条件	半減期への影響
健康な成人（非喫煙）	5–6 h（標準）
喫煙者	約 3 h（CYP1A2 誘導）
経口避妊薬服用中	6–10 h
妊娠後期	10–15 h
重篤な肝疾患	著しく延長
新生児	約 80 h（酵素系未発達）
フルボキサミン併用	最大 5 倍延長

カフェイン代謝の主酵素は CYP1A2 です。遺伝的な多型が大きく、速代謝の方は 2〜3 時間でほぼ代謝してしまう一方、遅代謝の方はコーヒー 1 杯を体外に出すのに 10 時間かかることもあります。

睡眠への影響と摂取タイミングの目安

睡眠研究では、就寝の 6 時間前のカフェインでも睡眠開始遅延や深睡眠（徐波睡眠）の質低下が確認されています。Drake ら（2013 年、Journal of Clinical Sleep Medicine）の研究では、就寝 6 時間前のカフェインでも客観的な睡眠指標が悪化しました。

実践的な目安は、就寝時の残存量が摂取量の 25% 未満になる状態です。半減期 5.7 h では約 2 回の半減期、つまり 11.4 時間が必要です。

「確認時刻」に就寝時刻を、「摂取時刻」を変えながら入力すると、残存量が 25% を下回る摂取時刻を逆算できます。

具体例

午後のコーヒーと就寝

15:00 にドリップコーヒー（95 mg）を飲んで、23:00 に就寝するケースを考えます。半減期 5.7 h の場合：

$C(8) = 95 \times 0.5^{8/5.7} \approx 95 \times 0.378 \approx 35.9 \text{ mg}$

残存割合は約 38%。これは睡眠に影響する可能性があります。

コーヒーと仮眠の組み合わせ

コーヒーを飲んだ直後に 20〜30 分の仮眠をとる方法（カフェインナップと呼ばれます）は、カフェインが血中ピークに達するタイミング（摂取後 30〜45 分）と仮眠からの覚醒を同期させる手法です。仮眠による眠気の解消とカフェインの覚醒効果が重なることで、午後の作業能率の回復に効果的とされています。ただし、半減期は仮眠の有無にかかわらず同じように進みます。

経口避妊薬服用中のケース

経口避妊薬を服用中（半減期 ~8 h）に 08:00 に 200 mg を摂取した場合、22:00 には：

$C(14) = 200 \times 0.5^{14/8} \approx 200 \times 0.297 \approx 59.4 \text{ mg}$

同じ条件で半減期 5.7 h の場合は約 37 mg となり、代謝酵素の阻害による影響が数値に反映されます。

翌朝の確認

夜遅くに摂取したカフェインが翌朝にどれだけ残るかも、このモデルで推計できます。たとえば 22:00 に 150 mg のコーヒーを飲み、翌朝 07:00 の残存量を求める場合、確認時刻が翌日にあたるため 「翌日」 の切り替えをオンにします。すると経過時間を 9 時間（深夜までの 2 時間と、その後の 7 時間）として扱い、−15 時間という時計上の差を使いません。半減期 5.7 h の場合：

$C(9) = 150 \times 0.5^{9/5.7} = 150 \times 0.5^{1.58} \approx 150 \times 0.334 = 50.1 \text{ mg}$

摂取と確認が同じ日のうちに収まる場合は、切り替えを 「当日」 のままにします。

入力値とデフォルト

項目	デフォルト	備考
カフェイン摂取量	95 mg	ドリップコーヒー 240 ml 相当
摂取時刻	08:00	実際に飲んだ時刻に変更
確認時刻	22:00	就寝時刻に合わせる
確認する日	当日	夜から翌朝の確認は「翌日」に切替
半減期	5.7 h	集団平均；自分の状況に応じて調整

主な飲料のカフェイン量（目安）：

• ドリップコーヒー（240 ml）：80–100 mg（平均約 95 mg）
• エスプレッソ 1 ショット：60 mg
• 缶コーヒー（185 ml）：50–150 mg（製品により異なる）
• 緑茶（150 ml）：約 30 mg
• 紅茶（150 ml）：約 30 mg
• コーラ（350 ml）：約 34 mg
• エナジードリンク（250 ml）：80–200 mg（製品により異なる）

モデルの限界

1. 即時吸収を仮定。 実際には摂取後 30〜45 分で血中ピークに達します。摂取直後の確認は実際より低い結果になる場合があります。
2. 単回摂取モデル。 複数回コーヒーを飲んだ場合は足し算が必要です。
3. 集団平均の半減期。 自分の遺伝・健康状態・薬物に応じて半減期フィールドを調整してください。
4. 耐性効果なし。 常習的なカフェイン摂取者ではアデノシン受容体が増加し、主観的な感受性が変化しますが、薬物動態（体内での減り方）自体は変わりません。

よくある質問 (FAQ)

カフェインの半減期とは何ですか？

半減期とは、体内である物質の濃度が半分になるまでの時間です。1 回の半減期後には元のカフェインの 50%、2 回後には 25%、3 回後には約 12.5% が残ります。一定の割合ずつ減り続けるため完全にゼロになることはありませんが、5 回の半減期（約 28 時間）が経過すると体感できる影響はほぼなくなります。

就寝の何時間前にコーヒーを飲むのをやめるべきですか？

睡眠研究では、就寝の少なくとも 6 時間前にカフェイン摂取をやめることが推奨されています。敏感な方には 8〜10 時間前が望ましいとする研究もあります。半減期と就寝時刻を入力すると、就寝時の残存量が 25% 未満になる摂取の打ち切り時刻が分かります。

妊娠中にカフェインの代謝が遅くなるのはなぜですか？

カフェインは主に肝臓の酵素 CYP1A2 で分解されます。妊娠中（特に妊娠後期）は CYP1A2 の活性が著しく低下し、半減期が 10〜15 時間以上に延びることがあります。そのため厚生労働省や WHO は、妊娠中のカフェイン摂取量を 1 日 200 mg 未満に制限することを推奨しています。

カフェインの代謝を速めたり遅らせたりする要因は何ですか？

喫煙は CYP1A2 活性を高め、半減期を約 3 時間に短縮します。経口避妊薬・妊娠は半減期を延長します。重篤な肝疾患では著しく延長することがあります。一部の薬（フルボキサミン、シプロフロキサシンなど）は CYP1A2 を阻害して代謝を大幅に遅らせます。遺伝的要因も大きく、速代謝の方では 2〜3 時間で消失する場合もあります。