Спать нам хочется по двум основным причинам.
Первая сложная - это циркадные ритмы. Например, БАД мелатонин вызывает сонливость. В норме этот гормон выделяется циклично в соответствии со сменой светового режима дня и помимо 100500 разных дел ночью повышает вероятность наступления и глубину сна. Но это не снотворное в прямом смысле, он оказывает лишь легкий седативный и затормаживающий эффект, лишь приоткрывает «ворота сна», облегчает засыпание, а уж заснет ли человек зависит и от других факторов. Ключевой — концентрация аденозина. Он участвует в таких делах как передача энергии (АТФ и АДФ) и сигналов (цАМФ). Чем дольше мы бодрствуем, тем больше его накапливается. В мозге он связывается со своими рецепторами и оказывает подавляющее действие. После сна концентрация аденозина снижается и снова можно жить как человек, а не зомби.

Кофеин занимает те же аденозиновые рецепторы на некоторое время. Т.е. он не стимулирует как какой-нить амфетамин, он просто не дает мозгу понять, что аденозина накопилось уже очень много и пора от него освобождаться, поспать (хотя вторичные эффекты влияния на другие нейротрансмиттеры могут быть и стимулирующие, но это уже дебри, не полезем).

Если в первой половине дня вы думаете, что надо бы бахнуть кофейку, чтобы ожить — это признак, что вы отдыхаете недостаточно, концентрация аденозина повышена, а так должно быть через 12-16 часов после сна. Отказ от кофе прибивает к земле? Просто обнуляется баланс и вы начинаете чувствовать типичный уровень усталости, который заглушал кофеин. Нужно смотреть не на отдельную чашку кофе, а на весь ритм бодрствование (кофеин) - сон (нет кофеина или мало) - бодрствование (кофеин) и т.д..

Люди по-разному перерабатывают кофеин, определяет генетически заданная активность ферментов. Это влияет не только на сон, потребление кофе ассоциируется с повышенным риском инфаркта миокарда у людей, у которых замедлен его метаболизм. Но мы про сон. Период полувыведения кофеина в зависимости от активности фермента - 3-9 часов. Т.е. у кто-то после полуденной чашки кофе вечером еще половина дозы кофеина болтается в крови, мешает спать. А у кого-то к этому времени кофеина в организме уже нет.

После порции кофе некоторые люди испытывают приступ сонливости, почему так? Кофе начинает работать не моментально, через 15-20 минут или даже позже, а выпивается в момент, когда человек уже чувствует усталость и заторможенность. Т.е. сонливость - это вероятнее не реакция на сам кофе, а просто восстановление баланса аденозин/кофеин. Возможно дополнительно это усиливается тем, что кофе может влиять на гликемию, возможно есть эффекты других алкалоидов кофе, например у тригонеллина/пиридина возможен легкий седативный эффект, но это дополнения.

Есть даже такой метод: на пике сонливости выпить чашку кофе и прилечь на 15 минут подремать, если вам удастся «коснуться сна», вы легко проснетесь после дремы, почувствуете действие кофеина и одновременно немного снизите концентрацию аденозина за счет самого сна, двойной эффект.

Нужно ли отказываться от кофеина? По статистике умеренное потребление кофе (3-5 чашек в день) ассоциируется с большей продолжительностью жизни и снижением риска смертности от всех причин. Точно не ясно как именно это работает, возможно это просто корреляция (кофе пьют более богатые люди, например), может быть дело не в кофеине, а других компонентах напитков, но по крайней мере особых данных для отказа от кофе (аналогично с другими кофеинсодержащими напитками) - нет. А вот высыпаться, отдыхать достаточно и обеспечивать гигиену сна в т.ч. за счет разумного потребления кофеина — точно стоит.