Jest dodawana do wielu napojów i wchodzi w skład wielu leków przepisywanych na receptę oraz dostępnych bez recepty. Fizjologowie sportu od lat badali wpływ kofeiny na organizm niemal w każdej dyscyplinie. Czy pomaga? Tak, tak, tak i jeszcze raz tak!
Mechanizm działania
Kofeina jest wchłaniana z przewodu pokarmowego i trafia do krwiobiegu po ok. 30 minutach od jej spożycia. Następnie jest metabolizowana i wydalana przez nerki. Średni czas półtrwania kofeiny w organizmie wynosi 4 godziny (wahając się od 2 do 10 godzin). Wszystko zależy od stanu fizjologicznego organizmu. Kofeina pobudza organizm poprzez aktywację układu współczulnego: ośrodkowego układu nerwowego (OUN), co prowadzi do zwiększenia częstości akcji serca, poprawy przepływu krwi i podniesienia ciśnienia krwi w kierunku mięśni. Poprawia uwalnianie glukozy przez wątrobę i powoduje zmniejszenie przepływu krwi do skóry i narządów wewnętrznych. Centralny System Nerwowy jest stymulowany przez hormon adrenaliny, który jest uwalniany z przysadki, zwykle w odpowiedzi na postrzegane zagrożenie. Idźmy krok dalej. Istnieje pewna ścieżka, która zwykle służy do regulacji przewodnictwa nerwowego (poprzez hamowanie potencjałów postsynaptycznych). Do jej zaburzenia dochodzi, gdy kofeina, która jest strukturalnie bardzo podobna do cząsteczki adenozyny, wiąże się z powierzchnią receptorów adenozyny i nie dochodzi do ich aktywacji. Adenozyna odgrywa ważną rolę w regulacji snu czuwania. Kofeina, dołączając do receptorów adenozyny, zapobiega nadmiernej jej gromadzeniu się, co ostatecznie powoduje uwalnianie adrenaliny i pobudzenie układu nerwowego. Ponadto w naszych komórkach mamy cząsteczkę zwaną cAMP, która służy jako posłaniec w procesie uwalniania adrenaliny. Kofeina powoduje, że cząsteczki cAMP przechowywane są w komórkach, blokując w ten sposób ich usuwanie, to z kolei wzmacnia i przedłuża działanie adrenaliny. Działanie kofeiny pogłębiają jej metabolity (mniejsze cząsteczki, które pełnią różne funkcje biologiczne jako produkty przemiany materii).
- Teobromina
zwiększa przepływ tlenu i składników odżywczych do mózgu, służąc jako środek rozszerzający naczynia krwionośne.
- Teofilina
rozluźnia mięśnie gładkie (zwłaszcza oskrzeli) i zwiększa wydajność serca.
- Paraxanthine
zwiększa lipolizę (przemianę tłuszczów na energię).
Kofeina jest rozprowadzana po całym organizmie, a jej najwyższe stężenia występują w mięśniach szkieletowych. Ponieważ stężenie kofeiny jest najwyższe w tkance mięśniowej, może to być przyczyną jej energetycznego działania na sportowców. Kofeina, jak dowodzą prace naukowe, wydłuża czas pracy mięśni poprzez spadek poziomu mleczanu, zmniejszenie tempa katabolizmu glikogenu, zwiększenie ilości wolnych kwasów tłuszczowych hamując glikolizę i wykorzystanie glukozy. Zwiększa napięcie mięśni i siłę skurczu. Ułatwia transmisję impulsów i pobudliwość błon komórkowych. Zwiększa pojemność oddechową płuc i podnosi wytrzymałość mięśni oddechowych. Wszystkie powyższe stwierdzenia zostały udowodnione naukowo, inne prace spowodowały pewne kontrowersje. Sporo w tym zamieszania, ale tak to zazwyczaj jest, że to co dziś zdrowe, to za rok czy dwa może okazać się rakotwórcze. Po upływie lat znów wróci do łask. Skupmy się na tym, co wiemy dziś. Kofeina po raz pierwszy zabłysła w sporcie w latach 60-tych, gdy sądzono, że wysokie dawki kofeiny mogą powodować wzrost wydajności. Na przestrzeni lat teoria ewoluowała i pewnie to jeszcze nie koniec!
Moc
Najnowsze badania jednak wykazały, że mogą wystąpić pewne korzyści dla sportowców [7, 9]. Praca naukowców, Jacobson i współpracowników, wykazała, że kofeina zwiększa wytrzymałość i moc. Naukowcy uważają, że wpływ kofeiny na tkankę mięśniową polega na szybkim uwalnianiu jonów wapnia z siateczki sarkoplazmatycznej (SR) w mięśniach i zwiększenie stężenia wewnątrzkomórkowego AMP.
Wytrzymałość
Istnieje obecnie powszechna teoria, że kofeina może oszczędzić zarówno glikogen wątroby, jak i mięśniowy, ułatwiając przemianę kwasów tłuszczowych w energię [2, 3, 10, 11, 13, 14, 16, 17]. Niektóre badania wykazały, że po przyjęciu kofeiny zmniejszone jest odczuwanie wysiłku. Badanie przeprowadzone przez Supińskiego i współpracowników może tłumaczyć to zjawisko [13]. Badali oni kofeinę pod kątem wytrzymałości mięśni oddechowych w trakcie ćwiczeń i stwierdzono, że kofeina zwiększa wytrzymałość mięśni wdechowych i zmniejsza odczucia wysiłku. W badaniu spekulowano nawet, że kofeina może mieć działanie przeciwbólowe. Obecnie uważa się, że kofeina działa bezpośrednio na tkankę tłuszczową poprzez interakcję z receptorami i umożliwia wyjście FFA (wolnych kwasów tłuszczowych) z komórek. To z kolei powinno zwiększyć FFA w osoczu, które zasilają pracujące mięśnie i zastępują częściowo glikogen. Co więcej, kofeina może zwiększać przechowywanie trójglicerydów w mięśniach w spoczynku i zwiększać ich wykorzystanie podczas ćwiczeń [3].Ciekawe badanie przeprowadzone przez Essig i współpracowników wykazało, że 5 mg kofeiny na kg masy ciała spożyte na jedną godzinę przed aktywnością fizyczną zwiększa zawartość trójglicerydów w mięśniach o 18%. Badanie to wykazało również, że ochotnicy zużywali prawie 150% więcej energii z tych właśnie trójglicerydów, dzięki czemu wykorzystanie glikogenu zmniejszyło się o 42%!
Praktyczne porady
Zaleca się, jak w każdym przypadku, sprawdzenie danej substancji w niewielkiej ilości przed treningiem. Jeśli jesteś nałogowym kawoszem, sprawa jest prosta. Ważne jest także, aby nie uzależniać się i nie zwiększać dawki, a dzień przed wyścigiem zrobić sobie „kawowy urlop”, co zwiększy siłę jej działania w dniu wydarzenia. Uwaga! Objawy niepokoju, lęku, drżenie, napięcie mięśni i kołatanie serca zostały opublikowane jako najczęstszy efekt niepożądany. Wszystko zatem należy robić z głową. W dniu imprezy wystarczy 3 mg kofeiny na kg masy ciała spożywane na godzinę przed wydarzeniem. To przekłada się na około 200 mg dla 70 kg osoby. Wystarczy podwójne espresso. Kofeina może być wykorzystywana przez sportowców dyscyplin, które trwają dłużej niż godzinę, np. bieganie, maraton, wyścigi rowerowe, narciarstwo biegowe czy też triatlon. Kofeina także może być przydatna w takich wydarzeniach jak Ironman, wyścigi etapowe czy ultramaratony. Na koniec zaskakująca ciekawostka: poziom kofeiny i czas jej działania można przedłużyć spożywając grejpfruty lub sok z tych owoców (1,5). Naringin, substancja nadająca gorzki smak tym owocom, jednocześnie hamuje rozkład kofeiny na jej metabolity, głównie paraxanthine w wątrobie. Może to umożliwić sportowcom spożywanie mniejszych dawek kofeiny i osiąganie tych samych efektów. Artykuł został napisany wyłącznie dla celów informacyjnych, a wszelkie decyzje o ewentualnym użyciu kofeiny pozostają w gestii czytelnika.
Przypisy:
1. Baily, Grapefruit Juice and Drugpp. “Clin. Pharmacokinet.” 1994, no. 26, pp. 91–98.
2. Clarkson, Nutritional Ergogenic Aids: Caffeine. “Int.J. Sport Nutr.” 1993, no. 3, pp. 103–111.
3. Essig, Effects of caffeine Ingestion on Utilization of Muscle Glycogen and Lipid During Leg Ergometer Cycling. “Int. J. Sports Med.” 1980,
no. 1, pp. 86–90.
4. Falk, Effects of caffeine ingestion on body fl uid balance and thermoregulation during exercise. “Can. J. Physiol. Pharmacol.” 1990, no. 68, pp. 889–892.
5. Fuhr, Inhibitory effect of grapefruit juice and its bitter principal, naringenin, on CYP1A2 dependent metabolism of caffeine in man. “Br. J.
Clin. Pharmac.” 1993, no. 35, s.431–436.
6. Gordon, Effects of caffeine on thermoregulatory and myocardial function during endurance performance. “S. Afr. Med. J.” 1982, no. 62, pp. 644–647.
7. Jacobson, Effects of caffeine on simple reaction time and movement. “Aviat. Space Environ. Med.” 1987, no. 58, pp. 1153–1157.
8. Jacobson, Influence of two levels of caffeine on maximal torque at selected angular velocitiepp. “J. Sports Med. Phypp. Fitness” 1991, no.
31, pp. 147–153.
9. Jacobson, Effect of caffeine on maximal strength and power in elite male athletepp. “Br. J. Sports Med.” 1992, no. 26, pp. 277–280.
10. Nehlig, Caffeine and Sports Activity: A Review. “Int. J. Sports Med.” 1994, no. 15, pp. 215–223.
11. Pasman, The effect of different dosages of caffeine on endurance performance time. “Int. J. Sports Med.” 1995, no. 16, pp. 225–230.
12. Patwardhan, Impaired elimination of caffeine by oral contraceptive steroidpp. “J. Lab. Clin. Med.” 1980, no. 95, pp. 603–608.
13. Supinski, Caffeine effect on respiratory muscle endurance and sense of effort during loaded breathing. “J. Appl. Physiol.” 1986, no. 60,
pp. 2040–2047.
14. Tarnopolsky, Caffeine and Endurance Performance. “Sports Med.” 1994, no. 18, pp. 109–125.
15. Weir, A high carbohydrate diet negates the metabolic effects of caffeine during exercise. “Med. Sci. Sports Exerc.” 1987, no. 19, pp. 100–105.
16. Wemple, Caffeine ingested in a fl uid replacement beverage during prolonged exercise does not cause diuresis. “Med. Sci. Sports Exerc.”
1994, no. 26, pp.S204.
17. Williams, Caffeine, neuromuscular function and high–intensity exercise performance. “J. Sports Med. Phys. Fitness”, 1991, no. 31, pp.
481–489.
18. Yusof, Naringin Content in Local Citrus Fruits. “Food Chemistry.” 1990, no. 37, pp. 113–121.
