Kofeina to suplement diety, który przyczynia się do poprawy zdolności wysiłkowych, co potwierdzają liczne dowody naukowe [1]. Środek ten jest powszechnie konsumowany przez ludzi na świecie, dla przykładu nawet 89% dorosłych Amerykanów spożywa kofeinę w dawkach 211 ± 472 mg [2]. Sama obecność na liście suplementów w grupie A Australijskiego Instytutu Sportu tej ergogenicznej substancji sugeruje, że warto spożywać kofeinę, oczywiście w określonych warunkach, by poprawić swój performance. W tym artykule chciałbym skupić się jedynie na wykorzystaniu kofeiny w treningu oporowym, opisać mechanizmy działania, na jakie zdolności może wpływać, a także skupić się na potencjalnym wpływie płci, jakie ilości spożywać oraz przedstawić inne ciekawostki.
KOFEINA Z TEANINĄ OD APOLLO’S HEGEMONY
MECHANIZM DZIAŁANIA
Najbardziej powszechnym mechanizmem działania kofeiny będzie oczywiście wpływ na receptory adenozynowe [3], rozumiany jako mechanizm centralny. Kofeina jest molekularnie podobnym związkiem do adenozyny [4] , gdy ją spożywamy, ma ona zdolność łączenia się z wcześniej wspomnianymi receptorami, co w konsekwencji przyczynia się do swego rodzaju maskowania zmęczenia i w teorii, przyczynia się do poprawy zdolności wysiłkowych. W świecie nauki mówi się także o mechanizmie lokalnym, czyli bezpośrednim na mięśnie. Uważa się, że bezpośredni wpływ kofeiny na wytwarzanie siły wynika z wiązania kofeiny z receptorem rianodyny 1 w mięśniach szkieletowych, co skutkuje zwiększonym uwalnianiem jonów wapnia w siateczce sarkoplazmatycznej [5]. Jednak teoria ta ewoluowała głownie w badaniach na zwierzętach i wciąż wymaga potwierdzenia u ludzi. Co więcej, prace wykorzystywały takie dawki kofeiny, które były by toksyczne dla homo sapiens.
WPŁYW KOFEINY NA SIŁĘ MIĘŚNIOWĄ
Siła mięśniowa nieodłącznie wiąże się z treningiem oporowym (choć oczywiście nie zawsze jest jego głównym celem). Praca przeglądowa z 2020 roku wykazała, że kofeina pozytywnie wpływa na siłę rozumianą jako wykonanie powtórzenia maksymalnego (1RM) [6]. Udowodniono między innymi, że kofeina przyczynia się do poprawy siły zarówno w wyciskaniu leżąc jak i przysiadzie [7]. Biorąc pod uwagę ostatnie wyniki badań, tylko jedna praca nie zanotowała pozytywnego efektu na siłę mięśniową pomiędzy substancją znajdującą się w ziarnach kawy, a placebo [8]. Mimo, że wyniki nie były istotnie statystycznie, to i tak tzw. d Cohena faworyzowało kofeinę. Generalnie uznać można, że suplementacja tym ergogenicznym związkiem w większości da pozytywny efekt w kontekście siły mięśniowej, a co więcej, efekt ten wydaje się być niezależny od statusu wytrenowania [9].
KAWA Z DODATKIEM LION’S MANE I CHAGA
WPŁYW KOFEINY NA WYTRZYMAŁOŚĆ SIŁOWĄ
Wiele badań (nawet biorąc pod uwagę wyłącznie ostatnie 3 lata) sprawdzało wpływ kofeiny na wytrzymałość mięśniową. W większości tych prac zaobserwowano ergogeniczny wpływ kofeiny na wytrzymałość mięśni, a wielkość efektu (effect size) wahała się od niskich do dużych. Wytrzymałość mięśniową definiowano głównie jako ilość powtórzeń na danych obciążeniu zewnętrznych, a wnioski pokazały, że kofeina przyczynia się do poprawy od 1 do nawet 4 powtórzeń [9], co w punktu widzenia treningu, wydaje się być naprawdę dobrym wynikiem. Co więcej pozytywny wpływ suplementacji wykazano zarówno dla pojedynczej jak i kilkukrotnej serii. To drugie oczywiście oddaje zdecydowanie bardziej warunki treningowe [9]. Także spektrum obciążenia było dość duże, wykazano poprawę przy 30,60,70 i 85% 1 RM [10,11]. Wydaje się także, że kofeina może przyczyniać się nie tylko do ilości powtórzeń, ale także do ich jakości. Badania pokazały, że suplementacja tym związkiem przyczyniła się do poprawy średniej i szczytowej mocy, a także prędkości [10].
WPŁYW KOFEINY NA PRĘDKOŚĆ I NOC
Jak już wcześniej napisałem, w przypadku sprawdzania wytrzymałości siłowej, autorzy także oceniali jakość powtórzeń, choć nie było to ich głównym celem. Kilka prac jednak skupiło się przede wszystkim na wpływie suplementacji pod kątem poprawy prędkości czy mocy. Ponownie pozytywny wpływ kofeiny wykazano na szerokim przedziale obciążeń (od 30 do 90% 1RM) [12,13]. Meta analiza opublikowana w 2020 roku, udowodniła ergogeniczny wpływ kofeiny. Przyczyniła się ona do poprawy prędkości średniej i szczytowej przy wszystkich obciążeniach treningowych oraz ćwiczeniach górnych i dolnych partii ciała, a effect size wahał się od umiarkowanego do dużego [14].
CZY PŁEĆ MA ZNACZENIE?
Sprawdzano także oczywiście efekt stosowania kofeiny w treningu oporowym u kobiet. Wiele prac wykazało efekt dodatni na siłę i wytrzymałość mięśniowej u płci pięknej [9]. Chociaż wydaje się, że jasne jest, iż spożywanie kofeiny poprawia wydajność ćwiczeń oporowych u kobiet, nie jest jeszcze w pełni wyjaśnione, czy występuje specyficzna dla płci reakcja na te efekty ergogeniczne. Kilka badań bezpośrednio porównywało wpływ kofeiny na siłę i wytrzymałość mięśni między mężczyznami i kobietami, jednocześnie zgłaszając podobne reakcje między płciami [15,16]. Fazy cyklu miesiączkowego to jeden z aspektów metodologicznych, który zasługuje na rozważenie podczas prowadzenia badań u kobiet [17]. Kilka badań nie standaryzowało cyklu menstruacyjnego i nadal donosiło o ergogenicznym działaniu kofeiny [16, 18]. Niemniej jednak metabolizm kofeiny może się różnić w zależności od fazy cyklu miesiączkowego, prawdopodobnie wpływając na działanie ergogeniczne kofeiny [17]. Mimo wszystko, badania są zdania, że spożycie kofeiny niesie za sobą pozytywny efekt podczas wykonywania ćwiczeń oporowych u kobiet.
OMA – SUPLEMENT PRZEDTRENINGOWY
ZWIĄZEK MIĘDZY NAWYKOWYM SPOŻYCIEM KOFEINY A JEJ DZIAŁANIEM
Przyjęło się, że im więcej kofeiny spożywamy, tym teoretycznie, pisząc kolokwialnie, mniej nas klepie. Nawykowe przyjmowanie kofeiny, przynajmniej biorąc pod uwagę modele zwierzęce, wiąże się z wpływem na regulację receptorów adenozynowych. W związku z tym, sugeruje się, że chroniczne przyjmowanie kofeiny może zmniejszać ergogeniczny wpływ spożycia kofeiny na wydajność wysiłkową [19]. Dla przykładu Bell i Mclellan [20], zaobserwowali, że osoby spożywające mało kofeiny (<50mg/dzień) odnotowali większy ergogeniczny wpływ ostrego spożycia kofeiny na wydajność sportową na rowerze niż osoby „nałogowo” zażywający kofeinę (>300mg/dzień). Inne badania pokazały, że nawet osoby spożywające duże ilości kofeiny dziennie, wciąż mogą czerpać korzyści z suplementacji tego związku, przynajmniej w treningu oporowym [21-24]. Ze względu na brak zgodności wśród badaczy, ciężko wykazać jak duży wpływ ma nasze dzienne spożycie kofeiny na jej efekt ergogeniczny. Wydaje się jednak, że osoby spożywanie dużej ilości tego związku nie dyskwalifikuje go jako środka potencjalnie wspomagającego nasze zdolności wysiłkowe.
TROCHĘ GENETYKI
Myśląc o kofeinie, od razu kojarzą się polimorfizmy dwóch genów: CYP1A2 oraz ADORA2A [25]. W skrócie, w zależności o genotypów, kofeina w teorii może na nas działać bardziej, bądź powodować mniejsze skutki uboczne. Okazuje się jednak, że nauka wciąż nie wyciągnęła w tym temacie ostatecznych wniosków. Biorąc pod uwagę ADORA2A, uznano, że genotyp TT jest ergogeniczny w przypadku wytrzymałości tlenowej, natomiast nie jest w przypadku genotypu CC/CT, a nosicieli Allelu C uznano za osoby nie reagujące na kofeinę [27]. Dla większego zagmatwania sprawy, Grgic i in. poniekąd obalili ten pogląd [26]. Zaś odnośnie CYP12A, Rahimi uznał, że w przypadku ćwiczeń oporowych, polimorfizm ten nie musi mieć znaczenia w przypadku działania ergogenicznego kofeiny [28]. Klasycznie rzecz ujmując, sprawa genetyki wciąż wymaga dalszych badań.
A WIĘC ILE TEJ KOFEINY?
By nie rozwodzić się zbyt długo, z reguły uznaje si, że 3-6mg/kg m.c kofeiny wykazuje efekt erogeniczny. W przypadku sprawdzania wpływu suplementacji tym związkiem na wytrzymałość siłową i siłę w wyciskaniu leżąc i przysiadzie, zarówno 2,4 jak i 6 mg/kg m.c wykazało pozytywny i co ważne podobny efekt [29]. Biorąc pod uwagę minimalną ilość, przy 100mg (około 1,5 mg/kg m.c) kofeina wykazywała dodatnie działanie w przypadku wpływu na siłę mięśniową [30], natomiast w przypadku stosowania 1mg/kg m.c nie wykazano poprawy w ćwiczeniach oporowych, stąd ta poprzednia ilość została uznana za minimalną wartość ergogeniczną[9].
MASTERMIND – SUPLEMENT NA POPRAWĘ FUNKCJI KOGNITYWNYCH
FORMA KOFEINY
Kofeinę możemy przyjmować w różnych formach. Pytanie czy będzie to miało jakiś wpływ na efekty jej stosowania. Co do ergogenicznego efektu, prawdopodobnie to w jakiej formie zastosujemy kofeinę, nie będzie miało znaczenie, wydaję się jedynie, że stosowanie gum czy żeli, skróci czas, po którym zaczniemy odczuwać pozytywne skutki suplementacji [31], co logicznie rzecz ujmując prawdopodobnie mówi nam, że dojdzie do szybszego peak’u kofeiny we krwi.
GainzDesire – kompleksowy preparat przedtreningowy zawierający dodatkowo kompleks EAA
CZAS SPOŻYCIA
Tylko w jednym badaniu zbadano wpływ kofeiny ze względu na czas spożycia na wykonywanie ćwiczeń oporowych [16]. W badaniu tym podano kofeinę uczestnikom 120, 90, 60 oraz 30 minut przed wykonywaniem zaplanowanymi testami. Sprawdzano tam siłę mięśni oceniano za pomocą izometrycznego mid-thigh pull oraz izometrycznego/izokinetycznego testu prostowników kolana. Ogólnie rzecz biorąc, największe korzyści w zakresie wydajności zaobserwowano po spożyciu kofeiny 60 minut przed treningiem, prawdopodobnie dlatego, że stężenie kofeiny w osoczu było również najwyższe w tym momencie. Mimo to, w przypadku niektórych wyników testów izokinetycznych, zaobserwowano efekt ergogeniczny przy stosowaniu kofeiny przez 30 minut przed treningiem [16]. Ze względu jednak na ograniczoną wiedzę w tym zakresie, nie pokuszę się o dokładną rekomendację odnośnie czasu spożycia kofeiny w przypadku ćwiczeń oporowych, choć mogę jedynie sugerować, że 30-60 minut powinno być odpowiednie.
WNIOSKI
Patrząc na przegląd badań, kofeina wydaje się być związkiem, który będzie rekomendowany w przypadku chęci poprawy swoich wyników w treningu oporowym. Opisywany tutaj był jedynie wpływ natychmiastowy, jednak biorąc pod uwagę poprawę zdolności wysiłkowych na jednostce treningowej, zakładać można, że pozytywny efekt także ujrzymy na przykład w czasie całego okresu przygotowawczego.
.
.
.
BIBLIOGRAFIA:
[1] Maughan RJ, Burke LM, Dvorak J, Larson-Meyer DE, Peeling P, Phillips SM, et al. IOC consensus statement: dietary supplements and the high- performance athlete. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2018;28:104–25.
[2] Fulgoni VL 3rd, Keast DR, Lieberman HR. Trends in intake and sources of caffeine in the diets of US adults: 2001–2010. Am J Clin Nutr. 2015;101(5):1081–7.
[3] McLellan TM, Caldwell JA, Lieberman HR. A review of caf- feine’s effects on cognitive, physical and occupational perfor- mance. Neurosci Biobehav Rev. 2016;71:294–312
[4] Fredholm BB, Bättig K, Holmén J, Nehlig A, Zvartau EE. Actions of caffeine in the brain with special reference to factors that con- tribute to its widespread use. Pharmacol Rev. 1999;51:83–133.
[5] Neyroud D, Cheng AJ, Donnelly C, Bourdillon N, Gassner AL, Geiser L, et al. Toxic doses of caffeine are needed to increase skeletal muscle contractility. Am J Physiol Cell Physiol. 2019;316(2):C246–51
[6] Grgic J, Grgic I, Pickering C, Schoenfeld BJ, Bishop DJ, Pedisic Z. Wake up and smell the coffee: caffeine supplementation and exercise performance—an umbrella review of 21 published meta- analyses. Br J Sports Med. 2020;54(11):681–8.
[7] Grgic J, Sabol F, Venier S, Mikulic I, Bratkovic N, Schoenfeld BJ, et al. What dose of caffeine to use: acute effects of 3 doses of caffeine on muscle endurance and strength. Int J Sports Physiol Perform. 2020;15(4):470–7
[8] Cesareo KR, Mason JR, Saracino PG, Morrissey MC, Ormsbee MJ. The effects of a caffeine-like supplement, TeaCrine®, on muscular strength, endurance and power performance in resist- ance-trained men. J Int Soc Sports Nutr. 2019;16(1):47.
[9] Grgic J. Effects of Caffeine on Resistance Exercise: A Review of Recent Research. Sports Med. 2021 Jul 22. doi: 10.1007/s40279-021-01521-x.
[10] Grgic J, Pickering C, Bishop DJ, Schoenfeld BJ, Mikulic P, Pedi- sic Z. CYP1A2 genotype and acute effects of caffeine on resist- ance exercise, jumping, and sprinting performance. J Int Soc Sports Nutr. 2020;17(1):21.
[11] Norum M, Risvang LC, Bjørnsen T, Dimitriou L, Rønning PO, Bjørgen M, et al. Caffeine increases strength and power perfor- mance in resistance-trained females during early follicular phase. Scand J Med Sci Sports. 2020;30(11):2116–29.
[12] Degrange T, Jackson W, Williams T, Rogers RR, Marshall M, Ballmann C. Acute caffeine ingestion increases velocity and power in upper and lower body free-weight resistance exercises. Int J Exerc Sci. 2019;12(2):1280–9.
[13] Venier S, Grgic J, Mikulic P. Acute enhancement of jump perfor- mance, muscle strength, and power in resistance-trained men after consumption of caffeinated chewing gum. Int J Sports Physiol Perform. 2019;14(10):1415–21.
[14] Raya-González J, Rendo-Urteaga T, Domínguez R, Castillo D, Rodríguez-Fernández A, Grgic J. Acute effects of caffeine supple- mentation on movement velocity in resistance exercise: a system- atic review and meta-analysis. Sports Med. 2020;50(4):717–29.
[15] Chen HY, Chen YC, Tung K, Chao HH, Wang HS. Effects of caf- feine and sex on muscle performance and delayed-onset muscle soreness after exercise-induced muscle damage: a double-blind randomized trial. J Appl Physiol. 2019;127(3):798–805.
[16] Harty PS, Zabriskie HA, Stecker RA, Currier BS, Tinsley GM, Surowiec K, et al. Caffeine timing improves lower-body muscular performance: a randomized trial. Front Nutr. 2020;7:585900.
[17] Lane JD, Steege JF, Rupp SL, Kuhn CM. Menstrual cycle effects on caffeine elimination in the human female. Eur J Clin Pharma- col. 1992;43(5):543–6
[18] San Juan AF, López-Samanes Á, Jodra P, Valenzuela PL, Rueda J, Veiga-Herreros P, et al. Caffeine supplementation improves anaerobic performance and neuromuscular efficiency and fatigue in olympic-level boxers. Nutrients. 2019;11(9):2120.
[19] Fredholm BB, Bättig K, Holmén J, Nehlig A, Zvartau EE. Actions of caffeine in the brain with special reference to factors that con- tribute to its widespread use. Pharmacol Rev. 1999;51:83–133.
[20] Bell DG, McLellan TM. Exercise endurance 1, 3, and 6 h after caffeine ingestion in caffeine users and nonusers. J Appl Physiol. 2002;93(4):1227–34.
[21] Wilk M, Filip A, Krzysztofik M, Gepfert M, Zajac A, Del Coso J. Acute caffeine intake enhances mean power output and bar veloc- ity during the bench press throw in athletes habituated to caffeine. Nutrients. 2020;12(2):406
[22] Wilk M, Filip A, Krzysztofik M, Maszczyk A, Zajac A. The acute effect of various doses of caffeine on power output and velocity during the bench press exercise among athletes habitually using caffeine. Nutrients. 2019;11(7):1465
[23] Filip-Stachnik A, Wilk M, Krzysztofik M, Lulińska E, Tufano JJ, Zajac A, et al. The effects of different doses of caffeine on maximal strength and strength-endurance in women habituated to caffeine. J Int Soc Sports Nutr. 2021;18(1):25.
[24] Wilk M, Krzysztofik M, Filip A, Zajac A, Del Coso J. Correc- tion: Wilk et al. The effects of high doses of caffeine on maximal strength and muscular endurance in athletes habituated to caffeine. Nutrients. 2019;11(11):2660
[25] Pickering C, Kiely J. Are the current guidelines on caffeine use in sport optimal for everyone? Inter-individual variation in caffeine ergogenicity, and a move towards personalised sports nutrition. Sports Med. 2018;48(1):7–16.
[26] Grgic J, Pickering C, Bishop DJ, Del Coso J, Schoenfeld BJ, Tin- sley GM, et al. ADORA2A C allele carriers exhibit ergogenic responses to caffeine supplementation. Nutrients. 2020;12(3):741.
[27] Loy BD, O’Connor PJ, Lindheimer JB, Covert SF. Caffeine is ergogenic for adenosine A2A receptor gene (ADORA2A) T allele homozygotes: a pilot study. J Caffeine Res. 2015;5(2):73–81.
[28] Rahimi R. The effect of CYP1A2 genotype on the ergogenic properties of caffeine during resistance exercise: a randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover study. Ir J Med Sci. 2019;188(1):337–45.
[29] Grgic J, Sabol F, Venier S, Mikulic I, Bratkovic N, Schoenfeld BJ, et al. What dose of caffeine to use: acute effects of 3 doses of caffeine on muscle endurance and strength. Int J Sports Physiol Perform. 2020;15(4):470–7.
[30] Waller G, Dolby M, Steele J, Fisher JP. A low caffeine dose improves maximal strength, but not relative muscular endurance in either heavier-or lighter-loads, or perceptions of effort or dis- comfort at task failure in females. PeerJ. 2020;8:e9144
[31] Kamimori GH, Karyekar CS, Otterstetter R, Cox DS, Balkin TJ, Belenky GL, et al. The rate of absorption and relative bioavail- ability of caffeine administered in chewing gum versus capsules to normal healthy volunteers. Int J Pharm. 2002;234(1–2):159–67.
