Korzyści płynące ze spożywania kofeiny - listopad - grudzień 2008

Legenda mówi, że kawa została „odkryta” około 850 roku n.e. w północnym Egipcie, przez pasterza kóz zwanego Khaldi. Pewnego dnia Khaldi zauważył, że gdy jego kozy zjadały czerwone jagody (ziarna kawowca) z krzewów, to zachowywały się bardzo dziwnie. Skakały w kółko i były bardziej ożywione niż zazwyczaj. Gdy Khaldi to zobaczył, zdobył się na odwagę i sam spróbował jagód, po czym zanotował niezwykły przypływ energii tuż po spożyciu ziaren. Następnie pasterz porozmawiał z kilkoma mnichami, którzy zadecydowali, że należy ziarna ugotować tak, aby powstał napar i… dzięki temu powstała kawa! Khaldi nie zdawał sobie sprawy z tego, ilu milionom sportowców pomoże to odkrycie. Kawa to dobry sposób, aby zacząć każdy dzień, ale niektórzy kulturyści uważają, że stosowanie funkcjonalnego jedzenia daje lepsze rezultaty.

Dla przykładu, funkcjonalna kawa taka jak JavaFit może być lepsza dla kulturystów niż jej normalna wersja. JavaFit zawiera kofeinę, ekstrakt z zielonej herbaty, Garciana camboga i niacynę. Odnotowano już, że JavaFit, w porównaniu z kawą zawierającą tylko kofeinę, przez okres 3 godzin od jej spożycia wywiera lepsze efekty na zużytkowanie energii w trakcie odpoczynku (5). JavaFit dodatkowo zwiększa zużycie energii także po wysiłku fizycznym.
Kofeina to związek, który zwiększa naszą uwagę i koncentrację, dzięki oddziaływaniu w kilku szlakach biochemicznych. Podstawowymi drogami, poprzez które kofeina stymuluje centralny system nerwowy są: bezpośrednia inhibicja fosfodiesteraz i zwiększanie ilości cyklicznego AMP, blokowanie receptorów adenozyny, stymulowanie uwalniania adrenaliny i zwiększanie wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia. Wielu kulturystów może odczuwać drżenie mięśni, gdy spożywają za dużo kofeiny. Zostało udowodnione, że związek ten może wywoływać drżenie włókien mięśniowych bez ich skurczu oraz zależny od dawki całkowity skurcz mięśni przy podaniu kofeiny (15).

Adenozyna to przede wszystkim chemiczny inhibitor; kofeina blokuje działanie adenozyny. Kilka badań na zwierzętach potwierdziło, że adenozyna działa na specyficzne receptory, wywołując sen. Te receptory są rozproszone po całym organizmie i mózgu. Najnowsze badanie przeprowadzone na kotach, znanych śpiochach, dokładnie określa sieć pobudzenia, i potwierdza, że adenozyna to naturalny induktor snu. Naukowcy odkryli, iż naturalne stężenie adenozyny narastające w częściach mózgu w trakcie okresu wybudzenia u kotów, powodowało, że zwierzęta znów zasypiały.
 Kofeina działa, łącząc się z receptorami dla adenozyny, co zapobiega połączeniu adenozyny ze swoim własnym receptorem. Dzięki temu kofeina nie pozwala nam zasnąć. Adenozyna blokuje również uwalnianie większości neurotransmiterów w mózgu, szczególnie dopaminy i dodatkowo może zahamować syntezę tego związku. Obniżony poziom dopaminy jest łączony ze zmęczeniem podczas wysiłku.
 
Dajcie mi ból!
Kofeina, na równi z kreatyną, to jedyny suplement, o którym wciąż donoszą, że działa. W najnowszym magazynie International Journal of Sports Nutrition Exercise and Exercise Metabolism, badacze donoszą, że kofeina obniża ból podczas wyczerpującego wysiłku fizycznego. Badacze podali ochotnikom 5 mg kofeiny/kg masy ciała i kazali rozpocząć ćwiczenia na rowerze przy 80 procentach ich maksymalnego pułapu tlenowego. W porównaniu z ochotnikami, którzy zażyli placebo, grupa kofeinowa odczuwała zdecydowanie mniej bólu przy wykonywaniu ćwiczeń (1). To badanie potwierdza wcześniejsze doniesienia mówiące o tym, że spożywanie kofeiny wywiera, zależny od dawki, wpływ na obniżenie bólu mięśni nóg w trakcie ćwiczeń kolarskich (np.: im więcej kofeiny zażyje osoba, tym mniej bólu będzie odczuwać w trakcie wykonywania ćwiczeń) (2). Wyobraź sobie ile więcej powtórzeń można by wykonać, gdyby podwyższyć próg bólu.
Nie jest więc przypadkiem, że większość środków przeciwbólowych zawiera kofeinę. Udowodniono również, że związek ten obniża ból w mięśniach następnego dnia po wysiłku.  Naukowcy opublikowali w Journal of Pain, że spożywanie kofeiny dwa dni po wykańczającym wysiłku fizycznym, obniża powysiłkowy ból mięśni i stymuluje produkcję energii (14). Inne badanie z tego miesiąca warte nadmienienia mówi o tym, że największe korzyści ze stosowania kofeiny wyciągną kulturyści ćwiczący w upale.  Zostało udokumentowane, że zażycie kofeiny połączonej z wodą i węglowodanami w trakcie ćwiczeń w upale, spowoduje utrzymanie maksymalnego skurczu mięśni zależnego od naszej woli, pomimo odwodnienia (6). Korzyści z tego mogą czerpać kulturyści, którzy ćwiczą w „hardcoreowych” siłowniach bez klimatyzacji, albo ci, którzy trenują na słońcu.
 
Kofeina, a nie kawa
Wielu sportowców nie widzi różnicy między kawą a kofeiną. Jednak kawa nie spowoduje tych samych efektów jak kofeina. Więc przedstawiamy kilka informacji na temat różnicy między kawą a kofeiną, co może być ciekawe w aspekcie kulturystyki. Przeprowadzono badania nad biegaczami, podając im godzinę przed 10 km trasą czystą kofeinę (4,5 mg na kg masy ciała) lub równowartość tej dawki w postaci kawy. Stężenia kofeiny w surowicy krwi były podobne u obu badanych grup, ale pozostałe wyniki były diametralnie różne. Co ciekawe pigułki z kofeiną wpłynęły na poprawienie wytrzymałości o 33 procent, obniżając czas biegu z 41 do 32 minut, podczas gdy równoważna dawka kawy nie spowodowała żadnej poprawy (4).  W kawie są setki substancji chemicznych, z których część niekoniecznie sprzyja utrzymaniu dobrej kondycji fizycznej. Lepiej więc nie płacić $4 za kawę w Starbucs, gdy za taką samą cenę można kupić całą butelkę tabletek kofeinowych z gwarancją, że dadzą ci porządnego kopa.
 
Kofeina zwiększa poziom testosteronu
Gdy już myślisz, że kofeina nie może być lepsza, okazuje się, że jednak jest. Artykuł opublikowany w Journal of Sports Nutrition and Exercise Metabolism donosi, że kofeina podnosi poziom testosteronu podczas wysiłku fizycznego. Podczas badania grupie mężczyzn podano kofeinę w dawkach odpowiednio 200, 400 i 800 mg tuż przed ćwiczeniami siłowymi. Następnie ochotnicy wykonali 45-minutowy super ciężki trening (przysiady, ciągi i wykroki, zakończone 18-kilometrowym sprintem). Wyniki badań wskazują, że kofeina spowodowała, zależne od dawki, podniesienie poziomu testosteronu (najwyższa dawka spowodowała największy wzrost stężenia testosteronu). Podniesienie poziomu testosteronu zaszło już po 15 minutach wysiłku, przy zastosowaniu dawek 400 mg i 800 mg. Badacze sugerują, że dawki kofeiny większe niż 400 mg podane tuż przed ćwiczeniami siłowymi mogą przyczyniać się do zwiększania stężeń testosteronu.

Chwileczkę! Zanim zaczniesz jeść kofeinę żeby podnieść swój poziom testosteronu, ważne żebyś wiedział, że w wyżej opisanym badaniu naukowcy również ustalili, iż największe dawki kofeiny spowodowały największy wzrost poziomu kortyzolu i stężenie to utrzymywało się aż do okresu poćwiczeniowego (8). Naukowcy twierdzą, że kofeina wywiera pozytywne efekty, gdy chodzi o podnoszenie poziomu testosteronu, ale te efekty mogą być neutralizowane przez zwiększony poziom kortyzolu, do którego dochodzi po stosowaniu kofeiny. Więc, jak można wyciągnąć wszystkie korzyści z kofeiny, równocześnie usuwając szkodliwe efekty kortyzolu? Trzeba stosować węglowodany i niezbędne aminokwasy tuż po ćwiczeniach. Ochotnicy w przeprowadzonym badaniu nie otrzymali potreningowej mieszanki regeneracyjnej, czegoś, co większość kulturystów uważa za konieczność. Taka mieszanka wypita po zakończeniu ćwiczeń zredukuje działanie kortyzolu zarówno w trakcie, jak i po ćwiczeniach. Dla przykładu, mężczyźni mieli odbyć serie ćwiczeń siłowych i otrzymali albo placebo albo mieszankę z niezbędnymi aminokwasami i węglowodanami. W grupie otrzymującej placebo zanotowano znaczący wzrost stężenia kortyzolu po 30 minutach wysiłku fizycznego, a największy wzrost, o 105 procent, zauważono tuż po zakończeniu ćwiczeń. Poziom kortyzolu utrzymywał się na poziomie przekraczającym o 54 procent wartość średnią do 30 minut po zakończeniu ćwiczeń. Odwrotnie było w przypadku grupy, której podano mieszankę (aminokwasy + węglowodany). W tej grupie nie odnotowano żadnych znaczących zmian w poziomie kortyzolu w trakcie ćwiczeń, a 30 minut po ich zakończeniu poziom kortyzolu był 23 procent poniżej średniej.
Po przeczytaniu, że kofeina może zwiększać poziom testosteronu, może nasunąć się pytanie, jak to jest możliwe? Opierając się na literaturze można stwierdzić, iż, katecholaminy czy adrenalina, to substancje, które mogą stymulować produkcję testosteronu. Odnotowano, że u mężczyzn biorących udział w zawodach (i wygrywających je) produkcja tego hormonu jest zwiększona. Takie zjawisko zdarza się również przy podwyższonym poziomie adrenaliny. Wskazuje to na właściwości adrenaliny do stymulacji wydzielania testosteronu (8), (9).

Robert Sapolsky, światowej sławy endokrynolog badający małpy, donosi, iż gdy samce małp walczą między sobą o samice u osobnika, który zwycięża poziom testosteronu jest wyższy, podczas gdy u przegranego ilość tego hormonu jest mniejsza. Badacz twierdzi, że poziom testosteronu u małp może być podwyższany w wyniku działania innego mechanizmu niż szlak LH, i podobnie może być również u ludzi (10). Sugeruje on, że stres wpływający na układ sympatyczny stymuluje wydzielanie adrenaliny, a to z kolei w przeciągu kilku minut wpływa pobudzająco na wydzielanie testosteronu, podczas gdy kortyzol uwolniony z nadnerczy zahamowuje produkcję testosteronu w jądrach równie szybko. A zatem Robert Sapolsky podejrzewa, iż wyrzut adrenaliny spowodowany zwycięstwem, zwiększa poziom testosteronu i równocześnie obniża ilość produkowanego kortyzolu (związku obniżającego poziom testosteronu).

Badacze postanowili sprawdzić teorię adrenaliny i testosteronu, wykorzystując młodych mężczyzn. Ochotnicy zostali przydzieleni bądź do grupy podnoszącej ciężary (niski poziom katecholamin) albo do grupy wykonującej intensywne ćwiczenia (wysoki poziom katecholamin). Podnoszenie dużych ciężarów składało się z 4 serii przysiadów z 6 powtórzeniami, przy 90−95 procentach wykonania maksymalnej ilości powtórzeń (RM, z ang. repetition maximum). Umiarkowane podnoszenie ciężarów składało się z 4 serii 9−10 powtórzeń przy 60−65 procentach 1RM. Waga ciężarów i ilość powtórzeń została tak ustawiona, aby całkowita podnoszona waga w obu sesjach była taka sama. W grupie wykonującej 4 serie po 10 powtórzeń poziom testosteronu był zdecydowanie wyższy. Dodatkowo ilość hormonu wzrastała równolegle z poziomem adrenaliny. Badacze zasugerowali, że adrenalina i noradrenalina, związki, których ilość zwiększa się proporcjonalnie z intensywnością wysiłku fizycznego, mogły w znaczący sposób zwiększyć poziom testosteronu w odpowiedzi na serię ćwiczeń (11).
Kofeina wywiera wiele farmakologicznych efektów, które mogą podnieść kondycję fizyczną. Najnowsze dowody popierają pogląd, że kofeina potrafi usprawnić krótkotrwałe intensywne ćwiczenia oraz zredukować ból. Główne działanie kofeiny polega na blokowaniu receptorów adenozyny związanych z centralnym układem nerwowym. Jest to najczęściej popierana teoria działania tego związku, wyjaśniająca podwyższające sprawność organizmu właściwości kofeiny.
 
 
Bibliografia:
 
1.Racheal C. Gliottoni, Robert W. Motl. Effect of Caffeine on Leg-Muscle Pain during Intense Cycling Exercise: Possible Role of Anxiety Sensitivity. IJSNEM, 18(2), April 2008.
2.O’Connor P.J., Motl R.W., Broglio S.P., Ely M.R., Dose-dependent effect of caffeine on reducing leg muscle pain during cycling exercise is unrelated to systolic blood pressure. Pain, 2004 Jun;109(3):291−8.
3.Jones G., Caffeine and other sympathomimetic stimulants: modes of action and effects on sports performance. Essays Biochem, 2008;44:109−23
4.Graham T.E., Hibbert E., Sathasivam P., Metabolic and exercise endurance effects of coffe and caffeine ingestion. J Appl Physiol, 1998 Sep;85(3):883−9.
5.Taylor L.W., Wilborn C.D., Harvey T., Wismann J., Willoughby D.S., Acute effects of ingesting JavaFit trademark  energy extreme functional coffee on resting energy expenditure and hemodynamic responses in male and female coffee drinkers. J Int Soc Sports Nutr, 2007 Oct 5;4:10.
6.Del Coso J., Estevez E., Mora-Rodriguez R., Caffeine effects on short-term performance during prolonged exercise in the heat. Med. Sci Sports Exerc, 2008 Apr;40(4):744−51.
7.Martyn C. Beaven, William G. Hopkins, Kier T. Hansen, Matthew R. Wood, John B. Cronin, Timothy E. Lowe, Dose Effect of Caffeine on Testosterone and Cortisol Response to Resistance Exercise. IJSNEM, 18(2), April 2008.
8.Shinohara K., Yanagisawa A., Kagota Y., Furuya K., Teresawa K., Physiological changes in Pachinko players; beta-endorphin, catecholamines, immune system substances and heart rate. Appl Human Sc, 1999 Mar;18(2):37−42.
9.Meyer G., Schwertfeger J., Exton M.S., Janssen O.E., Knapp W., Stadler M.A., Schedlowski M., Kruger T.H., Neuroendocrine response to casion gambling in problem gamblers. Psychoneuroendocrinology, 2004 Nov;29(10):1272−8.
10.Sapolsky R.M., Stress-induced elevation of testosterone concentration in high ranking baboons: role of catecholamines. Endocrinology, 1986 Apr;118(4):1630−5.
11.Schwab R., Johnson G.O., Housh T.J., Kinder J.E. and Weir J.P., Acute effects of different intensities of weight lifting on serum testosterone. Med. Sci Sports Exerc, Dec;25(12): 1381−5, 1993.
12.Bird S.P., Tarpenning K.M., Marino F.E., Effects of liquid carbohydrate/essential amino acid ingestion on acute hormonal response during a single bout of resistance exercise in untrained men. Nutrition, 2006 Apr;22(4):367−75.
13.Roberts M.D., Taylor L.W., Wismann J.A., Wilborn C.D., Kreider R.B., Willoughby D.S., Effects of ingestion JavaFit Energy Extreme functional coffee on aerobic and anaerobic fitness markers in recreationally active coffee consumers. J Int Soc Sports Nutr, 2007 Dec 8;4:25.
14.Maridakis V., O’Connor P.J., Dudley G.A., McCully K.K., Caffeine attenuates delayed-onset muscle pain and force loss following eccentric exercise. J Pain, 2007 Mar,8(3):237−43.
15.Magkos F. & Kavouras S.A. (2005), Caffeine use in sports, pharmokinetics in man, and cellular mechanisms of action. Crit Rev Food Sci Nytr, $5, 535−562.
16.Thakkar M.M., Delgiacco R.A., Strecker R.E., McCarley R.W., Adenosineric inhibition of basal forebrain wakefulness active neurons: a simultaneous unit recording and microdialysis study in freely behaving cats. Neuroscience, 2003;122(4):1107−13.