A koffein és az edzésteljesítmény (3. rész)

A Nemzetközi Sporttáplálkozási Társaság áttekintése, állásfoglalása a koffein és az edzés- és versenyteljesítmény összefüggéseiről. Az áttekintést több részletben közöljük.

Tartalomjegyzék

• A koffein a sportban: rövid történeti áttekintés
• Koffeinforrások
• A koffein jogszerűsége a sportban
• A koffein farmakokinetikája
• A koffein hatásmechanizmusa
• A placebo hatás
• Koffein és állóképességi edzés
• Koffein és izomállóképesség, erő és teljesítmény
• Koffein és sportspecifikus teljesítmény
• A koffeinre adott válasz egyénenkénti eltérései
• Genetika
• Koffein, genetika és szorongás
• A rendszeres koffeinfogyasztás
• Koffein-bevitel időzítése
• Edzettségi állapot befolyása a koffein ergogén hatására
• Koffein és alvás
• A koffeinbevitel mellékhatásai
• Koffein és kognitív teljesítmény
• A koffeinre adott válasz különböző környezeti körülmények között: hőség, magaslati környezet
• Alternatív koffeinforrások: koffeines rágógumi, koffeines szájöblítés, koffeines orrspray-k, gélek, szeletek,
• Koffein más összetevőkkel kombinálva: koffein és kreatin, koffein és szénhidrát,
• Koffein a főzött kávéban
• Koffeintartalmú energiaitalok és edzés előtti készítmények
• Összefoglaló

Koffein és állóképességi edzés

Az átlagsebesség kevesebb mint 1%-os változása elegendő ahhoz, hogy befolyásolja az érmes helyezéseket a ~45 mp és 8 perc közötti intenzív olimpiai állóképességi versenyeken [203]. Más versenyszámokban, például a férfi egyéni országúti versenyen az első három érmes között a különbség < 0,01% volt [204]. A sportok legmagasabb szintjén a versenyzők közel vannak maximális genetikai potenciáljukhoz, intenzíven edzettek, körültekintő regenerációs protokollokat követtek, és minden stratégiát kiaknáztak teljesítményük javítására – az ergogén segédeszköz használata, ha legális, biztonságos és hatékony, csábító lehetőség.

A koffeinről több tucatnyi vizsgálatban egybehangzóan kimutatták, hogy 3-6 mg/ttkg dózisban 2-4%-kal javítja az állóképességi teljesítményt [13, 195, 205-207]. Ennek megfelelően a koffein az egyik legjelentősebb ergogén segédanyag, és a sportolók és fzikailag aktív egyének számos sportágban és aerob állóképességet igénylő tevékenységben használják. A koffein bizonyítottan jótékony hatással van számos állóképességi típusú sportágra, többek között a kerékpározásra [60, 206, 208], a futásra [91, 209, 210], a sífutásra [211] és az úszásra. [212].

A koffein-edzés szakirodalom nagy része az állóképességi típusú edzésekre összpontosított, mivel ez az a terület, ahol a koffein-kiegészítés a jelek szerint gyakrabban használatos és valószínűleg a legtöbb, de nem minden sportoló esetében előnyös [11-13]. Például 2004 és 2008 között több mint húszezer, doppingellenőrzés céljából vett vizeletmintában mértek koffein-koncentrációt hivatalos nemzeti és nemzetközi versenyek után [110, 115]. A vizsgálatok arra a következtetésre jutottak, hogy az élsportolók nagyjából 74%-a használta a koffeint ergogén segédanyagként a sportesemény előtt vagy közben, ahol az állóképességi sportágak azok a sportágak, amelyekben a verseny után a legmagasabb a koffein vizelettel történő kiválasztása (és így a prevalencia) [110, 115].

Egy nemrégiben készült metaanalízis, amely 56 sportoló (79% kerékpáros) állóképességi időmérésről számolt be, azt találta, hogy a koffein és a placebo csoport közötti százalékos különbség -3,0 és 15,9% között volt [195]. A teljesítményeredmények e széles skálája rávilágít a koffein jelentett hatásainak jelentős egyénenkénti változékonyságára. Ezek az egyének közötti különbségek a vizsgálatok közötti módszertani különbségeknek, a résztvevők szokásos koffeinbevitelének és/vagy részben a koffein-anyagcserével és a koffeinre adott válasszal összefüggő gének eltéréseinek tudhatók be [213].

A közelmúltban szisztematikus áttekintést végeztek a koffein állóképességi teljesítményre gyakorolt hatását vizsgáló randomizált, placebo-kontrollált vizsgálatokról, és metaanalízist végeztek a koffein állóképességi időfutam-teljesítményre gyakorolt ergogén hatásának meghatározására [205]. Negyvenhat tanulmány felelt meg a befogadási kritériumoknak, és bekerült a metaanalízisbe. Ez a metaanalízis megállapította, hogy a koffein mérsékelt dózisban (3-6 mg/kg) szedve kis, de szignifikánsan pozitív hatást gyakorol az állóképességi teljesítményre, valamint azt, hogy a koffein hatására a placebóhoz képest 2,9 ± 2,2%-os általános javulás következett be az átlagos teljesítményt illetően, és a hatás mérete kis, 0,22 ± 0,15 volt. Az időbeli teljesítési idő 2,3 ± 2,6%-os javulást mutatott, kis, 0,28 ± 0,12-es hatásmérettel. A koffeinbevitelre adott válaszok eredményeiben azonban némi eltérés mutatkozott: két tanulmány lassabb időfutam-teljesítményről, öt tanulmány pedig alacsonyabb átlagos teljesítményről számolt be az időfutam során [205].

Összefoglalva, a koffeinről következetesen bebizonyosodott, hogy ergogén segédanyagként hatékony, ha mérsékelt dózisban (3-6 mg/kg), állóképességi típusú edzés és sport során fogyasztják. Ebben az áttekintésben több tucat állóképességi vizsgálatot emeltünk ki különböző szakaszokban, amelyek a koffeines körülmények között az állóképességi teljesítményre gyakorolt előnyök következetes, de széles skálán mozgó nagyságrendjét mutatják.

Koffein és izomállóképesség, erő és teljesítmény

A rezisztencia edzéseken keresztül történő erő- és teljesítményfejlesztés mind a fitnesz-, mind a versenysport kondicionáló programjainak jelentős összetevője. Az edzett vagy edzetlen egyénekkel végzett erőnléti feladatokat alkalmazó vizsgálatokban a leggyakrabban fogyasztott koffeinadag általában 3 és 6 mg/testtömegkilogramm között mozog (a teljes tartományt 2 mg és 11 mg között), amelyet tabletta vagy kapszula formájában fogyasztanak 30-90 perccel az edzés előtt. Az ellenállóképességi gyakorlatoknál az erőt leggyakrabban 1 ismétléses maximum (1RM) [214], vagy különböző izometriás és izokinetikus erőpróbák [215] segítségével mérik. Az izomállóképesség az izom fáradással szembeni ellenálló képességét értékeli, és számos sporttevékenységben (pl. úszás, evezés) fontos tulajdonság. Az izomállóképességet guggolás, maximális fekvőtámasz, fekvenyomás gyakorlatok (az 1RM 60-70%-ának megfelelő terhelés) ismétléseivel lehet tesztelni pillanatnyi izomkiesésig, vagy izometrikus gyakorlatokkal, mint például a plank vagy a statikus guggolás [216, 217].

Bár az ISSN 2010-es koffein-állásfoglalása [40] óta számos, a koffein erőteljesítményre gyakorolt hatását vizsgáló tanulmányt publikáltak, a koffein előnyeit az izomállóképességgel, erővel és teljesítménnyel járó tevékenységekben továbbra is némi bizonytalanság övezi.

Két metaanalízisben, amelyek 0,28 és 0,38 közötti hatásnagyságról számoltak be (százalékos változás tartomány: 6-7%), a koffein ergogén hatásúnak bizonyult az izomállóképességre [158, 218]. Mások azonban azt mutatták ki, hogy az erőt fokozza, de az izomállóképességet nem [219, 220], és amikor többféle erő-izomállóképességi feladatot vizsgáltak, volt ahol előnyök mutatkoztak [67, 221], volt, ahol egyáltalán nem [98, 222], vagy akár az izomállóképesség romlása is bekövetkezett koffeinhasználat esetén [222, 223]. Az izomállóképességi feladatot megelőző koffeinbevitel valószínűleg késlelteti az izomfáradást, de ezek a hatások nem konzisztensek az összes vizsgálatban.

Három metaanalízis vizsgálta a koffein akut hatását az erőnlétre, és mindegyik ergogén hatásról számolt be [158, 224, 225]. Ezekben a metaanalízisekben azonban a hatások kicsik voltak, 0,16 és 0,20 között mozogtak (százalékos változás: 2-7%). Az izomerő ilyen kis mértékű javulása valószínűleg az erőn alapuló sportágakban, például az erőemelésben és a súlyemelésben versenyző sportolók számára bír a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel (ezek a sportolók úgy tűnik, hogy már most is a koffein legnagyobb felhasználói közé tartoznak [110]).

A teljesítményt gyakran mérik egy egyszeri sprintfeladat során a Wingate-teszt segítségével, amely általában 30 másodpercig tartó, meghatározott külső terheléssel (pl. a testtömeg 7,5%-a) végzett „teljes erőbedobás”-os kerékpározásból áll. A teljesítményt a szakaszos sprintek és az ismétlődő sprintek különböző protokolljai során is értékelik, gyakran a Wingate kerékpáros teszttel, valamint futás [226] vagy úszás közbeni ismételt sprintek [212] során végzett értékelésekkel.

Az ismételt sprintekre és a teljesítményteljesítményre vonatkozó adatok a Wingate-adatok felhasználásával vegyesek. Egy régebbi vizsgálatban 10 férfi csapatsportoló sportoló 18, 4 mp-es sprintet hajtott végre 2 perces aktív regenerációval [227]. Itt a koffeinbevitel (6 mg/kg) 7, illetve 8,5%-kal növelte az átlagos teljesítményt és a sprintmunkát [227]. Egy újabb vizsgálat, amely az akut koffeinbevitel hatását vizsgálta a felső- és alsó test Wingate-teljesítményére 22 férfi esetében, nem számolt be szignifikáns eredményekről, amikor az alsó test átlagos és csúcsteljesítményét mérték a Wingate-teszttel [228]. Greer és munkatársai [229] egy régebbi tanulmánya szintén nem számolt be a koffein teljesítményre vonatkozó előnyeiről a Wingate-tesztet használó 30 perces nagy intenzitású kerékpározás során. Egy metaanalízis arról számolt be, hogy a koffeinbevitel növeli az átlagos és a csúcsteljesítményt a Wingate-teszt során [230], bár a 0,18 (+ 3%), illetve 0,27 (+ 4%) hatásméretek szerények. Ezzel szemben egy másik metaanalízis, amely a koffein hatását vizsgálta az izomerőre, amelyet három vizsgálat esetében a Wingate-teszttel, a negyedik esetében pedig a maximum 10 mp-es ismételt sprintekkel értékeltek, nem számolt be a koffein beviteléből származó előnyökről [231]. A négy vizsgálatban átlagosan 6,5 mg/testtömeg-kilogramm koffeinadagot alkalmaztak, és a placebóval végzett vizsgálatokhoz képest nem javult az izomerő koffeines körülmények között (hatásméret = 0,17, p = 0,36), bár az összegyűjtött adatok csak 5 évre terjedtek ki [231]. Lee és munkatársai [232] tanulmánya arról számolt be, hogy a koffeinbevitel javította a 90 s pihenőintervallummal járó sprint-teljesítményt (azaz a szakaszos sprintet), de nem volt előnyös a 20 mp pihenőintervallummal járó ismételt sprinteknél. Ez arra utalhat, hogy a sprintek közötti pihenőintervallum módosíthatja a koffein ergogén hatásait. Valóban, egy nemrégiben készült metaanalízis, amely a koffein ismételt sprint teljesítményre gyakorolt hatásaira összpontosított, arról számolt be, hogy a teljes munkát, a legjobb sprintet és az utolsó sprint teljesítményét nem befolyásolta a koffeinbevitel [226].

Számos vizsgálat is jelentős változékonyságot mutatott ki az eredményekben. Egy vizsgálat [63] például azt találta, hogy 20 kerékpárosból csak 13-nak javult a teljesítménye ~3-4 mg/kg koffein bevitelével, míg a többi résztvevő teljesítménye vagy romlott, vagy nem változott. Hasonlóképpen, Woolf és munkatársai [233] azt találták, hogy 5 mg/kg koffein javította az általános csúcsteljesítményt a Wingate-teszten 18 elit vagy profi sportoló esetében. A résztvevők közül 4 (28%) teljesítménye azonban nem javult a koffein hatására. Az átlagos teljesítmény, a minimális teljesítmény és a teljesítménycsökkenés nem különbözött szignifikánsan a kezelések között, de a résztvevők 72%-a nagyobb csúcsteljesítményt ért el a koffeines próba során, mint a placebós próba során. Az átlagos teljesítmény vagy a fáradtságindex sem javult összességében, annak ellenére, hogy a résztvevők 13 (72%), illetve 9 (50%) tagja javította teljesítményét. Összefoglalva, a koffein bevitele előnyös lehet az egyszeri és szakaszos sprint teljesítmény javítására, míg a koffein hatása az ismétlődő sprint teljesítményre ellentmondásos, és további kutatásokat igényel ahhoz, hogy erősebb következtetéseket lehessen levonni a témában.

A ballisztikus mozgásokat (például a dobásokat és az ugrásokat) magas motoros egység sebesség, rövid összehúzódási idő és nagy erőnövekedési sebesség jellemzi [234]. Számos tanulmány vizsgálta a koffein hatását az ugrási teljesítményre [225, 235]. A bizonyítékok azt mutatják, hogy a koffein kiegészítés növeli a függőleges ugrás magasságát egyszeri és ismételt ugrások során; azonban e hatások nagysága meglehetősen szerény, a hatásméretek 0,17 és 0,22 (2-4%) között mozognak [225, 235]. Az ugrás mellett több kutatás is vizsgálta a koffein hatását a dobóteljesítményre. Ezek a vizsgálatok a következőkről számoltak be: (a) a koffeinbevitel növelte a maximális dobótávolságot egy 9 kilenc főiskolák közötti atlétákból álló csoportban [65]; és (b) a koffeinbevitel 6 mg/ttkg-os dózisban, 60 perccel az edzés előtt beadva növelte a maximális medicinlabda dobótávolságot [236]. Összességében a jelenlegi bizonyítékok arra utalnak, hogy a koffein kiegészítés hasznos lehet a ballisztikus edzésen nyújtott teljesítmény akut javítására ugrás és dobás formájában. További kutatásokra van azonban szükség a koffein különböző dobóedzés-tesztekre gyakorolt hatásainak feltárásához, mivel ezt eddig csak néhány vizsgálatban kutatták.

Általában az erő- és teljesítményorientált rezisztencia-edzésprogramok elsődleges sportági célja az erő-sebesség görbe jobbra tolása, ami azt jelzi, hogy a sportoló nagyobb terhelést képes nagyobb sebességgel megemelni [237]. Számos tanulmány vizsgálta a koffein hatását a mozgássebességre és az erőre ellenállásos edzésben olyan mérőeszközökkel, mint a lineáris helyzetjeladók [238]. Ezek a tanulmányok általában arról számolnak be, hogy a koffeinbevitel közepes vagy nagymértékű ergogén hatásokat biztosít, mind az átlag-, mind a csúcssebességre, valamint a felső és alsótest-gyakorlatokban [67, 221, 239]. Bár ez a terület további kutatásokat érdemel a szakirodalomban lévő hiányosságok pótlására, a kezdeti bizonyítékok alátámasztják, hogy a koffein hatékony ergogén segédanyag a sebesség és az erő fokozására az ellenállóképességi gyakorlatokban.

Koffein és sportspecifikus teljesítmény

Bár a koffeinbevitel laboratóriumi körülmények között fokozhatja a teljesítményt, kevés bizonyíték van arra, hogy ezek a javulások közvetlenül átvihetők a sportspecifikus teljesítményre. E kérdés megoldása érdekében több tanulmány is vizsgálta a koffein hatását a sportspecifikus edzésfeladatokra, sportszimulációs mérkőzések segítségével. Számos, csapat- és egyéni sportágakban versenyző sportolók körében végzett vizsgálat arról számol be, hogy a koffein számos sportfeladatban fokozhatja a teljesítményt. Ugyanakkor számos olyan vizsgálat is van, amely nem jelentett semmilyen hatást, amint azt az alábbiakban ismertetjük:

• Kosárlabda – megnövelte az ugrásmagasságot, de csak azoknál, akiknél a CYP1A2 gén AA változata volt [240], növelte a megkísérelt szabaddobások és a bedobott szabaddobások számát, növelte az összesített és támadó lepattanók számát [241], de nem javította a sprintidőt [240].
• Labdarúgás – növelte a játék során megtett teljes távolságot, növelte a passzpontosságot és az ugrásmagasságot [94, 243, 244], de a koffeintartalmú energiaital fogyasztása nem javította a a teljesítményt a „T-tesztben” női labdarúgóknál [245], sem a mérkőzés során fiatal labdarúgóknál [246].
• Röplabda – növelte a sikeres röplabda akciók számát és csökkentette a pontatlan akciók számát [247, 248], bár a koffein nem javította a fizikai teljesítményt több sportágspecifikus tesztben profi nőknél [249], sem a röplabda versenyen nyújtott teljesítményt [250].
• Rögbi – növelte a testütközések számát, a futási sebességet és az izomerő ugrások közbeni teljesítményét [252, 253], de nem befolyásolta az agilitást [254].
• Jégkorong – korlátozott hatással van a sportágspecifikus ügyességi teljesítményre, de fokozhatja a fizikalitást a küzdelem során [257].
• Küzdősportok – növeli a támadó akciók számát és növeli a dobások számát [258].
• Sífutás – csökkentette a meghatározott távolság teljesítéséhez szükséges időt [259] és javította a kifáradásig eltelt időt. [211]

Összefoglalva, bár a szakirodalom áttekintése azt mutatja, hogy a koffeinbevitel átlagosan ergogén hatású a sportspecifikus feladatok széles körében, használata nem biztos, hogy minden sportoló számára megfelelő. A koffein használatát különösen a kapcsolódó mellékhatásokkal kell egyensúlyba hozni, ezért kísérletezésre van szükség az egyéni reakció meghatározásához, mielőtt megítélnénk, hogy az előnyök felülmúlják-e a sportoló számára jelentkező hátrányokat. A sportolóknak fel kell mérniük a koffeinre adott fizikai reakciójukat a sportolás és a versenyzés során, emellett figyelemmel kell kísérniük a hangulati állapotot és az esetlegesen megzavart alvásmintákat.

Az írás a Journal of the International Society of Sports Nutrition-ban jelent meg 2021-ben.