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這是因為咖啡因與人體中的一種重要激素(皮質醇，又稱氫化可的松)發生相互作用的效應在這段時間內達到了最優狀態。皮質醇有助于人體調節其自身的生物鐘，提高警覺性。皮質醇的水平會在人們醒來后不久達到高峰，而且這種高峰狀態能保持長達1個小時，平均峰值維持在早上8點~9點。研究者認為在這段峰值之后喝咖啡的效果會更好，因為它能在皮質醇含量下降時促進它的生成。
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另外，在人體內皮質醇激素含量達到最高值時喝咖啡，會產生對咖啡因的耐受性，這樣只有喝更多的咖啡才能有提神的作用。藥理學中有類似的觀點，即在最需要的時候服用藥物，否則人體就會產生耐藥性。也就是說，早餐時喝咖啡，提神效果并不顯著。
研究者同時指出：雖然皮質醇水平在早上8點~9點達到峰值，但在中午12點~下午1點和下午5:30~6：30會再次達到峰值。另外，人體的皮質醇含量還會與人的體質和作息時間有關，起床晚的人喝咖啡時間應該更靠后一些。
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