Kofeina syntetyczna czy naturalna? Co lepsze?

WSTĘP

 

Od kilku lat w mojej stałej suplementacji gości kofeina. Substancja, której ergogeniczny efekt udowadnia wiele, dobrze zaprojektowanych publikacji naukowych [1][2][3][4][5].

Od długiego czasu zastanawiało mnie jednak dlaczego po użyciu przedtreningówek opartych na czystym ekstrakcie z guarany czy yerba mate, odnotowuje dużo lepsze samopoczucie i wyniki treningowe. Zawsze miałem wrażenie, że kofeina z naturalnych źródeł daje mi dużo większe korzyści niż ta ,,czysta” czyli syntetycznie otrzymywana. Zawsze wydawało mi się, że syntetyk powoduje nagły ,,pik” pobudzenia, które jest zbyt mocne (nie raz doprowadzało mnie do roztrzęsienia,  które uniemożliwiało trening) ale z drugiej strony, działanie to szybko ,,opada” i odnotowuje się zjazd. Takie przejścia skłoniły mnie do rozpoczęcia swojej przygody z piciem wysokojakościowej czarnej kawy, yerby oraz zażywania wcześniej wymienionych suplementów będących źródłem naturalnej kofeiny.

Zawsze wiedziałem, że kofeina to kofeina – ta sama substancja pod kątem budowy chemicznej, niezależnie z jakiego źródła pochodzi. Większość stron i mediów, które obserwuje również głosiła poglądy typu ,,każda kofeina jest tak samo zbudowana chemicznie , a syntetyczna jest tańsza…”. Z tego powodu nie przejmowałem się za bardzo tym tematem, stosując dalej to co byłem pewny, że na mnie działa. Wszystko się zgadza. Każda kofeina czy to ekstraktowana z ziaren kawy czy produkowana w laboratorium chemicznym, będzie tak samo zbudowana i tak samo działała. Rzecz w tym, że guarana czy ziarno kawa to nie sama kofeina a cały szereg związków działający na siebie w różny sposób.  Idealną analogią może być tutaj witamina C. W wielu badaniach dowodzi się, że cały owoc  oddziałowuje na zdrowie dużo korzystniej niż syntetyczna witamina C, która budową chemiczną niczym nie różni się od tej pochodzenia naturalnego. W czym zatem rzecz? Witamina C w towarzystwie innych mikroskładników jak rożnego rodzaju glikozydy flawonoidowe (np. rutyna) zdecydowanie może zwiększyć swoją biodostępność oraz wachlarz działania w stosunku do postaci bez akompaniamentu tych związków. Tak samo działa to w przypadku kofeiny.

 

Guarana – standaryzowane, naturalne źródło kofeiny

 

Naturalną kofeinę można znaleźć w około 60 różnych gatunkach roślin, takich jak moja ulubiona (jak już się pewnie domyśliliście) guarana, yerba mate czy najpopularniejsze na świecie jej źródło – kawa. Ogólnie rzecz biorąc, naturalna kofeina nie jest dokładnie oznaczona na tabelach odżywczych, ponieważ dokładna jej ilość jest bardzo trudna do zdefiniowania – może różnić się w zależności od wielu zmiennych.  Jest to swego rodzaju znak rozpoznawczy, że suplement,  który masz zamiar użyć zawiera właśnie tą naturalną postać.

Skoro sama molekuła kofeiny czy to syntetycznej czy naturalnej jest taka sama i będzie działać tak samo, to co z naturalnymi źródłami?

Każdy naturalny produkt będzie zawierał unikatową kompozycję związków, co przekładać się może na zupełnie inne odczucia po zażyciu. Dodatkowo ,,peak” będzie następował również z innymi natężeniami, co można śmiało wykorzystać biorąc pod uwagę np. specyfikę swojego sportu czy długość treningu.

Główną zaletą naturalnych źródeł kofeiny jest właśnie zawartość wielu witamin, polifenoli czy metyloksantyn , które zapobiegają występujących przy czystej syntetycznej kofeinie, nagłym ,,wstrząsom”  ,,zjazdom” w kontekście pożądanego pobudzenia. Naturalne związki dają nam formę dużo bardziej stabilną, gdzie pobudzenie wzrasta stopniowo, utrzymuje się na długo a także jego spadek jest bardzo powolny i łagodny. Co ciekawe naturalne związki nie wywołują tak wielu i tak silnych efektów ubocznych przypisanych syntetykowi. Mówimy tu o bezsenności, nerwowości czy roztrzęsieniu.

Syntetyk i zbyt gwałtowne reakcje z nim związane mają swoje podłoże w kilku cechach fizykochemicznych. Tego rodzaju kofeina wchłaniana jest dużo szybciej z przewodu pokarmowego tym samym dostając się dużo szybciej do krwi. Oczywiście następstwem tego będzie wspomniany wcześniej bardzo szybko uzyskany efekt pobudzenia (choć często narażamy się wręcz na roztrzęsienie) oraz równie szybkie ,,wyłączenie” działania stymulantu. Kolejną potencjalną wadą może być fakt, iż do produkcji syntetycznej kofeiny używa się wielu niepożądanych przez nas chemikaliów takich jak octan etylu, dwutlenek węgla czy chlorek etylenu, przez które w niekontrolowanych warunkach czy zaniedbaniach, nasza kofeina może stać się zanieczyszczona. To tylko teoretyczna sytuacja i oczywiście firmy dbające o jakość produktów nie pozwalają sobie na takie zaniedbania jednak warto mieć to na uwadze kupując tego typu środki z mniej pewnego źródła.

W kontekście samego sportu warto się także zastanowić po co bierzemy kofeinę. Prawdopodobnie dlatego, że chcemy poprawić nasz szeroko rozumiany performance treningowy, co jak już wcześniej wspomniałem jest możliwe. Problem polega na tym, że by taki efekt uzyskać trzeba użyć kofeiny w takiej dawce i formie by poprawiła nasze funkcje kognitywne oraz odpowiednio nas zastymulowała. W momencie gdy się ,,przestymulujemy”, niestety ale efekt wyjdzie odwrotny do zamierzonego i nasz performance treningowy ucierpi. Stąd zdecydowanie większe bezpieczeństwo uzyskamy stosując naturalne źródła.

 

KOFEINA SYNTETYCZNA, KAWA A ZDROWIE

Bardzo ciekawe, dające do myślenia badanie  opublikował uczony Larry Tucker z Brigham Young University w USA w prestiżowym magazynie Nutrition & Metabolism. Do badania wykorzystano specjalistyczne dane aż 5826 Amerykanów, które zostały zebrane w ramach innego badania – ,,National Health and Nutrition Survey”. Badanie to polegało na tym, że naukowcy pytali uczestników co jedli w przeciągu ostatniej doby a następnie pobierali fragment DNA do analizy. Mimo, że eksperyment nie jest idealnie zaprojektowany, to tak duża grupa badanych może dostarczyć wielu cennych informacji pokazujących pewne ciekawe tendecje. Tak było i tym razem.

Bardzo ciekawym wynikiem okazała się zależność długości telomerów od ilości spożywanej kofeiny a także jej naturalnego źródła – kawy. Telomer to fragment chromosomu, którego długość korelowana jest z długością życia człowieka[6]. Zostało to kilkukrotnie zbadane i potwierdzone, choć jest tylko swego rodzaju tendencją a nie pewnikiem gwarantującym długie lub krótkie życie.

Jeśli chodzi o spożywanie kofeiny to zależność prezentowała się następująco. Im wyższe jej spożycie, tym krótsze były telomery badanych. Wskazywać to może na potencjalnie negatywne skutki nadużywania tej substancji. Osobiście zwrócił bym jednak uwagę, że osoby zażywające jej więcej to prawdopodobnie grupa konsumująca więcej przetworzonych produktów i prowadząca mniej zdrowy styl życia, ponieważ jak się okazuje, statystycznie głównym źródłem takiej kofeiny są słodzone napoje energetyzujące, coca – cola i inne tego typu napoje oraz suplementy. Nie jest to natomiast nigdzie udowodnione więc traktujcie to jako moją luźną sugestię. W każdym razie jak widać na wykresach tendencja jest raczej jednoznaczna i może dawać do myślenia.

 

 

Zupełnie odwrotny skutek, jak pokazuje publikacja, przynosi picie kawy. Tutaj tendencja jest odwrotna – im więcej kawy pili badani, tym ich telomery były dłuższe. Tutaj skłaniał by się ku wnioskowi, że to właśnie polifenole i inne dobroczynne składniki kawy mogą wywierać taki wpływ i jednocześnie neutralizować niekorzystne następstwa nadużycia kofeiny.

 

Jako, że długość telomerów to jeden z najlepszych biomarkerów (wskaźników) starzenia się naszych komórek, możemy wysnuć wniosek, iż nadmiar kofeiny przyczyniający się do nadmiernej stymulacji w dodatku bez akompaniamentu prozdrowotnych związków występujących w guaranie, kawie czy yerba mate, może być potencjalnie szkodliwy i przyczyniać się do szybszego wzrostu naszego wieku biologicznego.

 

ŹRÓDŁO KOFEINY A PERFORMANCE

 

Wszyscy wiemy, że kofeina jest świetnym ergogenikiem i może znacząco wpływać na poprawę wyników sportowych. Dowodzą temu liczne badania, których pełne publikacje znajdziecie w źródłach.

Czy jednak istnieją różnice w podnoszeniu naszej wydajności zależnie od źródła kofeiny? Jak pokazuje badanie, które przeprowadzili brytyjscy naukowcy – Darren Richardson i Neil Clarke I opublikowali w  Journal of Strength and Conditioning Research – tak!

Badanie zostało wykonane na 9-ciu studentach płci męskiej, którzy wykonywać mieli wyciskanie na ławce płaskiej  oraz przysiady do załamania mięśniowego.  Eksperyment zaprojektowano tak by wykonać  5 niezależnych  prób.

W pierwszej z nich, każdy ze studentów otrzymał dwa solidne kubki mocnej, czarnej kawy na 60 minut przed rozpoczęciem treningu. Było to 0,15 g kawy na każdy kilogram masy ciała. Sama dawka kofeiny wynosiła tutaj 5 mg/kg, czyli by przedstawić to bardziej obrazowo – chłopak ważący 100 kg dostarczał 500 mg kofeiny. Ilość wydaje się duża ale pamiętajmy, że ergogenika i większe benefity tej substancji zaczynają się średnio od dawek rzędu 300 mg.

Druga próba polegała na wypiciu tych samych 2 kubkach kawy tyle, że BEZKOFEINOWEJ. Dawka preparatu również wyniosła 0,15 g/kg masy ciała. Ilość kofeiny dostarczonej, logicznie była zerowa.

W trzeciej próbie studenci otrzymali bezkofeinową kawę w ilości odpowiadającej poprzednim ale dodatkowo suplementowali syntetyczną kofeinę w pigułkach. Ilość kawy oraz kofeiny pochodzącej z suplementu, odpowiadała oczywiście poprzednim podejściom.

Czwarta próba to sama kofeina zażyta w formie suplementu godzinę przed treningiem siłowym (ilość kofeiny taka sama jak poprzednio)

Ostatnie podejście to pigułka będąca placebo. Studenci zażyli ją również godzinę przed treningiem by wykluczyć potencjalne zafałszowanie wyników badania.

W próbach mierzono całkowitą objętość jaką wykonali badani czyli podstawowy czynnik decydujący o wielkości naszej hipertrofii. Jak się okazało w próbie z samą kawą oraz kawą + kofeiną, wyniki były najlepsze. Po wypiciu kawy bezkofeinowej, placebo oraz (co ciekawe) zażyciu samej syntetycznej kofeiny, maksymalny volume był zdecydowanie mniejszy.

Jeśli chodzi o przysiady można było zauważyć bardzo duże różnice natomiast w próbach wyciskania na ławce poziomej, choć różnice są widoczne to nie aż tak znaczące. Prawdopodobnie im cięższe ćwiczenie wielostawowe tym benefit z kawy lub kawy+kofeiny syntetycznej będzie po prostu większy, gdyż takie ćwiczenia wymagają większej aktywności naszego układu nerwowego, który kofeina stymuluje.

PRZYSIADY:

 

 

WYCISKANIE NA ŁAWCE POZIOMEJ

 

 

Badanie bardzo dobrze pokazuje nam, jak duże znaczenie w kontekście performanceu mają składniki znajdujące się w naturalnych źródłach kofeiny. W tym momencie zastanawiać możemy się czy ziarna kawy nie zawierają innych, być może nieznanych nam jeszcze do końca stymulantów, czy jest to sam wpływ akompaniamentu substancji się w nich znajdujących poza kofeiną. To o czym już wcześniej wspomniałem, czyli sama specyfika uwalniania kofeiny do krwi, która jest korzystniejsza w naturalnych źródła, może mieć tu wielkie znaczenie.

W Journal of International Society of Sports Nutrition w 2015 roku ukazała się jeszcze jedna publikacja porównująca działanie kawy z syntetyczną kofeiną[12]. Badano tu wpływ obu rzeczy na wydajność siłową oraz szybkościową (czego nie obejmowało pierwsze z przedstawionych badań). Eksperyment był randomizowany z zastosowaniem metody podwójnej ślepej próby.

Zaletą tego badania jest dużo większa grupa badanych. Wzięło w nim udział aż 55 mężczyzn w wieku około 21 lat. Ich przeciętna, spożywana dzienna dawka kofeiny szacowała się w granicach 33-60 mg.

Podobnie jak poprzednio sprawdzono siłę w ćwiczeniach wielostawowych: wyciskaniu leżąc i wyciskaniu nóg. W tym wypadku badani mieli akurat do wykonania tylko jedno maksymalne powtórzenie ponieważ zwracano uwagę na maksymalną siłę a nie objętość.

Za badanie szybkościowe odpowiadał ergometr obciążony 95 g/kg masy ciała gdzie badani wykonywali powtarzające się sprinty.

Po 48 h od pierwszej próby uczestnicy powtórzyli testy, tyle, że przed ich wykonaniem zażyli syntetyczną kofeinę (300 mg) ,kawę (300 mg kofeiny) lub placebo.  Dodatkowym plusem projektu badania było to, że badani zostali poinformowani o przeciwwskazaniach spożywania kofeiny i produktów jej zawierających poza testem.

Jak pokazały wyniki, wyciskanie obunóż było znacznie poprawione w grupie spożywającej kawę w porównaniu do syntetycznej kofeiny (32.2 ± 18.6 vs 15.3 ± 16.9 lb). Co ciekawe akurat w tej próbie placebo zanotowało wyniki podobne do kawy.

Jeśli chodzi o wyciskanie leżąc, nie zanotowano znaczących różnic między obiema grupami.

Może to sugerować, że w odróżnieniu od pierwszego przedstawionego badania, dawka kofeiny była zbyt mała by uzyskać pełny ergogeniczny efekt.

Zupełnie inaczej sprawa przedstawiała się w pomiarach wydajności sprintów na erogmetrze. Tutaj znaczną poprawę zanotowano tylko w grupie z syntetyczną kofeiną. Kawa oraz placebo nie dały statystycznie znaczących benefitów.

Syntetyczna kofeina charakteryzuje się szybkim szczytowaniem symulacji, co może nieść korzyści przy krótszych intensywnych treningach. Kawa dzięki przedłużonemu działaniu będzie prawdopodobnie sprawdzać się lepiej przy wysiłkach nieco dłuższych ale o tym za chwilę.

 

Czego dowodzą powyższe wyniki?

 

Pewnym jest, że kofeina jest świetną substancją ergogeniczą, bo jakby mogła nią nie być skoro podnosi możliwości wykonywania objętości treningowej, jednakże jeszcze lepszym ergogenikiem powinniśmy nazywać generalnie ,,źródła kofeiny” a nie samą czystą, wyizolowaną substancję. Matka natura na pewno ,,wiedziała co robi”, dając świetnych towarzyszy kofeinie. Ich obecność jak pokazują dowody naukowe przyczynią się nie tylko do działania prozdrowotnego ale także do lepszego wykorzystania tej substancji w sporcie.

 

HIPOTEZA

 

Osobiście uważam, że jako sportowcy możemy wykorzystać również szybki peak, który daje syntetyczna kofeina łącząc ją właśnie z kawą. W moim odczuciu i praktyce powoduje to bardzo mocną stymulację (tutaj sztuka polega na idealnym dobraniu dawki pod siebie) przez cały okres treningu. Początkowo będziemy korzystać głównie z działania syntetyka a gdy ten zacznie ,,opadać” do gry wejdzie nasza kofeina pochodząca np. z guarany czy kawy utrzymując wysoki poziom pobudzenia, co zagwarantuje nam pełny Focus i żywiołowość przez cały, nawet kilku godzinny trening.

Sama kwestia, zbyt mocnego skoku i szybkiego spadku działania syntetyka została ciekawie zobrazowana w badaniach porównujących kofeinę z teaniną+kofeiną. W każdej z prób połączenie tych substancji wywiera korzystniejsze działanie czy to na funkcje kognitywne czy wyniki sportowe. Widzicie pewne podobieństwo?

L-teanina to aminokwas, który jest bardzo lightowym, podstawowym nootropem o działaniu poprawiającym skupienie i wyciszającym. Jak widać świetnie uzupełnia się ze zbyt agresywnie działającą syntetyczną kofeiną tak jak substancje zawarte w kawie. Daje to świetny obraz synergii jaką stanowią substancje ,,wyciszające” i wpływające na skupienie z naszym stymulantem.  Co więcej tego typu towarzysze znacznie przyczyniają się do NIWELOWANIA skutków ubocznych syntetyka, które przecież występują bardzo często.

Badania to potwierdzają [9][10][11](tekst oryginalny):

• “…suggests that L-theanine and caffeine in combination are beneficial for improving performance on cognitively demanding tasks.” (Journal of Nutritional Neuroscience, 2008)
• “…’Headache’ and ‘tired’ ratings were reduced and ‘alert’ ratings increased. There was also a significant positive caffeine x L-theanine interaction on delayed word recognition reaction time.” (Journal of Biological Psychology, 2008)
• The combination of L-theanine and caffeine may improve attention more than caffeine alone

 

Synergistyczne połączenie kofeiny + L-teaniny

 

JAKIE DAWKI KOFEINY SĄ BEZPIECZNE?

 

Warto być świadomym iż bezpieczna dawka kofeiny jest zależna od stanu naszego zdrowia. Znaczenie ma tutaj także czułość receptorów, przez co optimum najlepiej wyznaczać metodą prób i błędów, kierując się oczywiście wytycznymi. Jakie są zatem ogólne wytyczne?

Trzy poważane instytucje: Europejska Agencja Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), Amerykańskie krajowe akademie naukowe (NAS) i Health Canada doszły do ​​wniosku, że dla zdrowych osób dorosłych spożycie kofeiny do 400 mg / dzień jest bezpieczne i nie niesie za sobą żadnych przykrych konsekwencji zdrowotnych [13][14][15]

Warto być świadomym faktu, iż średni okres półtrwania kofeiny to 5 godzin. Średni, ponieważ jest to kwestia uzależniona od indywidualnych funkcji metabolicznych człowieka i może się znacznie różnić. Stąd kiedy ty bierzesz shota przed treningiem, jesteś aż przestymulowany a twój kolega nie zdążył jeszcze poczuć działania.

U osób z problemami sercowo – naczyniowymi, dzieci i kobiet w ciąży ilości kofeiny powinny obniżone, choć u pierwszej z wymienionych grup, nie zanotowano większych problemów przy nawet 400 mg/dzień, jednakże trzeba mieć na uwadze potencjalną ingerencję kofeiny z lekami tychże pacjentów.

 

Poniżej grafika przedstawiająca ilości kofeiny w popularnych napojach:

PODSUMOWANIE W PIGUŁCE

• Syntetycznie otrzymana i wyizolowana z naturalnego źródła kofeina to dwie identyczne pod względem budowy chemicznej oraz działania substancje,
• Różnica działania kofeiny syntetycznej od naturalnego źródła (np.kawy) spowodowana jest akompaniamentem wielu innych substancji jej towarzyszących,
• Kofeina syntetyczna wywołuje inny przebieg stymulacji niż wolnej uwalniane do krwi, naturalne źródło
• Większość publikacji pokazuje wyższość kawy nad samą kofeiną bezwodną zarówno w kwestii zdrowia jak i potencjalnemu działaniu ergogenicznemu,
• Substancje naturalnie występujące z kofeiną powodują, że ma ona łagodniejsze ale za to bardziej długotrwałe działanie, co przyczyniać się może do niwelowania skutków ubocznych wstępujących przy tych samych dawkach kofeiny syntetycznej,
• Jako, że kofeina bezwodna zaczyna bardzo szybko działać natomiast naturalne źródła uwalniają ją dużo wolniej, ciekawym rozwiązaniem w przypadku treningu 1,5-3 h może być połączenie obu,
• Bezpieczna dawka dzienna kofeiny u zdrowych osób wynosi około 400 mg natomiast samo działanie może różnić się ze względu na nasze indywidualne zdolności metabolizowania przez organizm.

 

ŹRÓDŁA:

[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21522070

[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17851681

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9729573

[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12900689

[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20737165

[6] https://academic.oup.com/ajcn/article/89/6/1857/4596854

[7] https://nutritionandmetabolism.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12986-017-0162-x

[8] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26890974

[9] www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18681988

[10]www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18006208

[11]www.reddit.com/r/nootropics/wiki/beginners

[12] https://jissn.biomedcentral.com/articles/10.1186/1550-2783-12-S1-P57

[13]EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). Safety of caffeine . EFSA Journal. (2015)

[14]Food and Nutrition Board. Caffeine in Food and Dietary Supplements: Examining Safety: Workshop Summary. . The National Academies Press. (2014)

[15]Nawrot P, et al. Effects of caffeine on human health . Food Addit Contam. (2003)