Wpływ kofeiny i jej pochodnych na wytrzymałość organizmu


Kofeina, podobnie jak napoje energetyczne, bardzo wyraźnie podnosi zdolność wysiłkową człowieka. Sportowcy sięgają po nią wyjątkowo często, ponieważ przynosi wymierne efekty efekty zarówno podczas krótko-, jak i długotrwałego wysiłku. Coraz więcej pojawiających się na rynku napojów i produktów jest wzbogacanych w kofeinę.

Czy nie jest ryzykowne stosowanie kofeiny jako środka wzmacniającego wytrzymałość?


Działanie kofeiny



Choć wiele z przeprowadzonych badań wykazało niepodważalny wpływ kofeny na wzrost osiągnięć sportowców, nie wyjaśniły jednak, skąd płyną jej właściwości stymulujące. Mogą one mieć bardzo różne podłoże. Korzystne efekty działania kofeiny można tłumaczyć wielorako:
  • Kofeina pobudza centralny układ nerwowy,
  • Stymuluje wydzielanie adrenaliny, choć na umiarkowanym poziomie. Blokuje receptory adenozyny, które znajdują się między innymi w mięśniach i tkance tłuszczowej. Gdy cząsteczki ATP (adenozynotrójfosforanu) zostają rozszczepione, aby uwolnić energię potrzebną do wykonania skurczu mięśnia, automatycznie wzrasta obecność adenozyny. Niestety adenozyna jest czynnikiem zmęczenia. Kofeina wpływa hamująco na jej działanie,
  • Wzmacnia siłę skurczu mięśni,
  • Przyspiesza uwalnianie lipidów z tkanki tłuszczowej, co powoduje dodatkowy dopływ energii podczas długotrwałych wysiłków. Ta właściwość kofeiny ma też zastosowanie w trakcie odchudzania (patrz podstrona "Suplementy odchudzające"),
  • U niektórych osób może wpływać na zaoszczędzenie glikogenu mięśniowego, ale efekt ten nie występuje u wszystkich,
  • Sprzyja utrzymaniu odpowiedniego poziomu cukru we krwi i pomaga w walce z epizodami hipoglikemii,
  • Dodanie jej do napojów energetycznych pozwala zwiększyć wchłanianie jelitowe cukrów. Usuwa w ten sposób jeden z czynników limitujących skuteczność tych suplementów.
  • Zmniejsza odczucie znużenia wysiłkiem.


Kofeina może poprawić osiągnięcia we wszystkich dyscyplinach sportowych



U mężczyzn w godzinę po spożyciu 6 mg kofeiny na kilogram masy ciała maksymalna siła mięśniowa wzrosła o 3,5% (Kalmar, 1999). Poprawa ta wiązała się ze zwiększeniem ilości włókien mięśniowych biorących udział w wysiłku. Kiedy maksymalna siła mięśniowa wzrosła o 50%, osiągnięcia podniosły się o 11%.
     Natomiast w odniesieniu do wytrzymałości, wytrenowani sportowcy zostali poddani przez Kovacsa (1998) próbie jazdy maksymalnie szybkiej. Na 20 minut przed wysiłkiem oraz w czasie jego trwania otrzymywali różne napoje:
  • Spożywając wyłącznie wodę, jechali przez 62,5 minuty,
  • Pijąc napój energetyczny z 7-procentowym stężeniem węglowodanów, poprawili swój czas o 1 minutę,
  • Gdy napój energetyczny wzbogacono o 150 mg kofeiny, poprawili czas przejazdu o dodatkowe 2 minuty,
  • Najlepszy czas przejazdu (59 minut) zanotowano po spożyciu napoju energetycznego w połączeniu z 225 mg kofeiny,
  • Podwyższenie poziomu kofeiny do 320 mg nie przyniosło dodatkowych efektów,

U sportowców dyscyplin drużynowych przyjęcie 6 mg kofeiny na kilogram masy ciała spowodowało zwiększenie wytrzymałości podczas dwóch następujących po sobie 36-minutowych wysiłków (Schneiker, 2006). Każdy z nich polegał na wykonaniu osiemnastu 4-sekundowych sprintów, oddzielonych 2-minutowym odpoczynkiem aktywnym (bieg o średniej intensywności). Po spożyciu kofeiny osiągnięcia zawodników w pierwszej części próby były lepsze o 8,5% w porównaniu z placebo, a w drugiej części o 7,6%.


Kofeina mocniejsza od kawy



Badania wykazały, że kawa dużo słabiej poprawia osiągnięcia wytrzymałościowe niż kofeina przyjmowana w czystej postaci. Wysunięto tezę, że niektóre spośród setek innych cząsteczek zawartych w kawie mogą osłabiać działanie kofeiny.

Kawa - zastrzyk energii potrzebnej do wykonywania codziennych czynności


Czy to jest doping?



Kofeina jest bardzo popularna. Spotykamy ją w rosnącej liczbie produktów pojawiających się na sklepowych pólkach. Choć jest powszechnie dostępna, efekty jej działania można przyrównać do dopingu. Do niedawna pojawiała się jeszcze na listach środków dopingujących.... Czy zażywanie kofeiny jest etyczne? Każdy sportowiec musi odpowiedzieć sobie na to pytanie we własnym sumieniu.


Jak stosować kofeinę?



Działanie kofeiny jest odczuwalne bardzo szybko. Maksymalne stężenie tej substancji we krwi jest odnotowane po 60 minutach od momentu spożycia. Utrzymuje się ono przez dłuższy czas na wysokim poziomie, ponieważ kofeina rozkłada się w organizmie stosunkowo wolno. Spożycie 300 mg powoduje przyspieszenie tempa pracy serca w ciągu 15 minut. Jest ono maksymalnie wzmocnione po 45 minutach, natomiast powrót do stanu wyjściowego jest obserwowany po 90 minutach. Z tych względów warto rozpocząć aktywność fizyczną zaraz po przyjęciu kofeiny, która bardzo szybko doda nam energii, a po trzech godzinach maksymalnie wzmocni spalanie tłuszczów. Dlatego nie należy zwlekać z jej przyjęciem, zwłaszcza jeśli wysiłek jest długotrwały.
     Optymalna dawka kofeiny waha się pomiędzy 3 a 6 mg na kilogram masy ciała, czyli 210-420 mg dla sportowca ważącego 70 kg. U niektórych wpływ na wytrzymałość jest zauważalny nawet przy mniejszej dawce. Im wyższej klasy jest zawodnik, tym bardziej jest on podatny na działanie kofeiny. Oznacza to, że taka sama ilość podanej kofeiny przyniesie znacznie więcej korzyści osobie zaawansowanej niż początkującej. Pamiętajmy też, iż jej działanie - mimo że pozwala ona na łatwiejsze utrzymanie ciepłoty ciała w niższych temperaturach otoczenia - słabnie, gdy słupek rtęci zbliża się do 0° C.

Szkodliwe skutki uboczne:

Kofeina, oddziałując na centralny układ nerwowy, wpływa na cały organizm człowieka. Jest dość typowe w przypadku tego rodzaju substancji, że niektóre osoby będą ją tolerowały bardzo dobrze, poprawiając wyraźnie osiągnięcia sportowe dzięki jej stosowaniu, inne zaś - zamiast odczuwać korzyści - doznają jedynie niekorzystnych efektów ubocznych. Wśród niepożądanych objawów znajdują się zaburzenia funkcjonowania układu krwionośnego: przyspieszenie tętna, podniesienie ciśnienia krwi, palpitacje serca. Może wystąpić drżenie ciała, niepokój oraz nadmierne pobudzenie.
Natomiast nie wydaje się, by kofeina wzmagała u sportowców odwodnienie. Roti (2006) nie wykrył żadnego pogorszenia równowagi wodnej w grupie mężczyzn maszerujących przez 90 minut w wysokiej temperaturze po spożyciu kofeiny. W przeciwieństwie do tego, co wykazało pewne inne badanie, jest mało prawdopodobne, aby przekreślała ona wpływ kreatyny na siłę mięśni.



Czy kreatyna podnosi wytrzymałość?


O ile badania prowadzone wśród sportowców dyscyplin siłowych wykazały korzystne oddziaływanie kreatyny na osiągnięcia zawodników, o tyle nie odnosi się to do jej wpływu na wytrzymałość (patrz podstrona "Suplementy wzmacniające masę i siłę mięśni"). Kreatyna mocniej oddziałuje na odpowiedzialne za siłę szybkokurczące się włókna mięśniowe FT (Fast Twitching), czyli włókna II typu, niż na odpowiadające za wytrzymałość wolnokurczące się włókna mięśniowe ST (Slow Twitching) I typu. Poza tym kreatyna ma wpływ na przyrost wagi, co jest niekorzystne zwłaszcza w dyscyplinach wytrzymałościowych. W przypadku pływaków mogą pojawiać się problemy z utrzymaniem się na powierzchni wody.
     Niemniej w czasie długotrwałego wysiłku oprócz wytrzymałości liczą się również inne czynniki. Podczas niektórych, zwłaszcza końcowych etapów zawodów, ważna jest przede wszystkim szybkość. Wiele badań wskazuje jednoznacznie, że kreatyna przynosi wymierne korzyści, gdy w ramach wysiłku wytrzymałościowego ma być wykonana bardzo intensywna aktywność fizyczna innego rodzaju.
Oto kilka przykładów:
     Wysokiej klasy wioślarze, przyjmując 20 g kreatyny dziennie w ciągu 6 dni zmniejszyli o ponad 3 sekundy czas potrzebny do przepłynięcia dystansu 2000 m (Nagasawa, 2001). Żadnej poprawy wyników nie odnotowano w przypadku przyjmowania placebo. Kreatyna nie poprawiła natomiast 20-sekundowego czasu „pływania" na stacjonarnym wioślarzu.
     Mężczyźni i kobiety, którzy prowadzą siedzący tryb życia, zostali poddani 20-minutowemu testowi jazdy na rowerze do wyczerpania (Nelson, 2000). Dzięki spożywaniu 20 g kreatyny przez 7 dni przed wysiłkiem czas przejazdu wydłużył się o 6%, a zużycie tlenu i tempo pracy serca były niższe niż w grupie przyjmującej placebo, w której nie odnotowano wzrostu wytrzymałości.



Kreatyna znajduje zastosowanie w dyscyplinach, które wymagają od zawodnika zarówno siły, jak i wytrzymałości.

U triathlonistów codzienne przyjmowanie 6 g kreatyny przez 5 dni pozwoliło na zwiększenie osiągnięć w zakresie intensywnych wysiłków, pod warunkiem że były one przedzielone treningami wytrzymałościowymi (Engelhardt, 1998). W badaniu tym rezultaty zostały uzyskane przy niższym spożyciu kreatyny niż zwykle stosowane (20—25 g).
     Kreatyna była również testowana wśród grotołazów (mężczyzn), którzy przez 3 tygodnie przed badaniem otrzymywali 4 g kreatyny i 2 g BCAA (patrz rozdział 2) lub placebo (Bregani, 2005). Testy odbywały się w głębokiej grocie; badani mieli spuścić się na linie (wysiłek anaerobowy) i przejść określoną trasę na dole (wysiłek aerobowy). Pierwsze badanie wykonano tuż po rozpoczęciu spuszczania się na linie, następne po 12 godzinach marszu w grocie. Naukowcy stwierdzili, że tempo pracy serca u osób, które spożyły kreatynę i BCAA, szybciej wracało do normy niż w grupie przyjmującej placebo. W pierwszej grupie mniejsze było również przyspieszenie oddechu. Dzięki suplementom katabolizm mięśniowy wywołany wyprawą zmalał o 25%.



Karnityna a osiągnięcia sportowe


Jednym z głównych zadań karnityny jest transport cząsteczek tłuszczu do mięśni, gdzie ulegają przemianie w energię. Ta zdolność karnityny jest szczególnie mile widziana przez osoby, które chcą stracić na wadze (patrz podstrona "Suplementy odchudzające"), oraz przez sportowców, u których większe pozyskanie energii w wyniku spalania tłuszczów pozwala zaoszczędzić zapasy glikogenu w mięśniach. Ponadto karnityna wydaje się sprzyjać lepszemu natlenieniu mięśni, powodując rozszerzanie naczyń krwionośnych. Niedawno odkryto kolejne, niezbadane wcześniej właściwości tej substancji, a mianowicie wpływ na regenerację oraz na wzrost komórek mięśniowych, który wynika z jej oddziaływania na układ hormonalny.

Karnityna - kontrowersyjny suplement diety, który przeżywa dzisiaj swoją drugą młodość.

Metabolizm karnityny



Karnityna jest określana mianem aminokwasu, a także witaminy (BT). Jest to związek chemiczny syntetyzowany w wątrobie i w nerkach z dwóch aminokwasów (lizyny i metioniny), trzech witamin (B3, B6 i C) oraz żelaza. Organizm osoby prowadzącej siedzący tryb życia wytwarza około 20 mg karnityny dziennie. Pokrywa to tylko częściowo zapotrzebowanie na tę substancję u zdrowego, dorosłego człowieka, który traci jej średnio 15—50 mg dziennie. Dostarczamy ją organizmowi głównie z mięsem i nabiałem. U wegetarian stosujących dietę pozbawioną tych składników jej poziom może być niższy. Prawie całość z 20—25 g karnityny w organizmie jest skumulowana w mięśniach. Tam też działa najefektywniej.


Czy sportowcy potrzebują dodatkowej suplementacji karnityną?



W trakcie jednego z badań analizowano wpływ wysiłku na poziom karnityny u sprinterów i biegaczy długodystansowych podczas 6-miesięcznych przygotowań do startów (Arenas, 1991). Intensywny trening powodował chwilowe obniżanie poziomu karnityny i wzrost jej wydalania z moczem. Jednak u sprinterów wysiłkowi fizycznemu towarzyszył długotrwały spadek poziomu karnityny. Wydaje się więc, że sportowcy dyscyplin siłowych są szczególnie podatni na jej niedobory, tym bardziej że dieta bogata w białko sprzyja wydalaniu karnityny z organizmu. Codzienna suplementacja 1 g tej substancji pozwalała skutecznie zapobiegać jej brakom (Arenas, 1991).
     Wśród piłkarzy bardzo często stwierdza się, że poziom karnityny jest dużo niższy od przeciętnego (Metin, 2003). Badania te wydają się wskazywać, że wraz ze wzrostem aktywności fizycznej zwiększa się zapotrzebowanie na tę substancję, ale nie jest to wniosek uniwersalnie wyznawany w środowisku naukowym.


Efekty suplementacji karnityną



Największym problemem podczas przyjmowania karnityny jest jej wchłanialność. Wynosi ona 5—15%; reszta jest eliminowana z organizmu. W celu lepszego przyswajania podaje się karnitynę w połączeniu z cukrami. Niemniej, choć suplementacja może efektywnie podnieść poziom tej substancji we krwi, skuteczność jej działania bywa bardzo różna zależnie od osoby. Tę różnorodność reakcji można tłumaczyć między innymi różnicami jej początkowego poziomu w organizmie. Szacuje się, że przyjmowanie 2 g karnityny dziennie powoduje — w ciągu dwóch tygodni — podniesienie jej stężenia o 8%.
     Na podstawie badań przeprowadzonych w grupie maratończyków stwierdzono, że aż 7 z nich „cierpiało" na relatywnie niższy poziom karnityny (Swart, 1997)- 6-tygodniowa suplementacja 2 g tej substancji pozwoliła na zwiększenie szybkości maksymalnej sportowców o 5%. W porównaniu z grupą przyjmującą placebo zużycie tlenu oraz tętno podczas wysiłku obniżyły się. Wzrósł i natomiast ilość energii pozyskiwanej z tłuszczów.
     U zawodników dyscyplin wytrzymałościowych spożywanie 2 g L-karnityny przez 28 dni pozwoliło na zwiększenie spalania tłuszczów w trakcie wysiłku, jakim była 45-minutowa jazda na rowerze z intensywnością 66% V02 max (Gorostiaga, 1989). Jednak rezultaty tych badań są sprzeczne z późniejszymi analizami, które wykazały, że przyjmowanie 2 g winianu L-karnityny przez mężczyzn nie wpłynęło na poziom utleniania tłuszczów, natomiast przyspieszyło przemianę cukrów (Abramowicz, 2005).
     Zawodnicy rugby, którzy przed wysiłkiem otrzymali różne suplementy diety, zostali poddani testowi jazdy na rowerze do wyczerpania z intensywnością 80% V02 max (Cha, 2001). Czas przejazdu wyniósł u nich odpowiednio:
  • 14 minut po podaniu placebo,
  • 20 minut po spożyciu kofeiny (5 mg na kilogram masy ciała),
  • 23 minuty po przyjęciu karnityny,
  • 31 minut w przypadku połączenia kofeiny i karnityny.
Trzeba zauważyć, że dieta badanych sportowców była wcześniej uboga w karnitynę, natomiast dawka 15 g tej substancji sprawia, iż suplementacja staje się dość droga. Badanie jednoznacznie wykazało, że najlepszy wynik otrzymano podczas łączenia kofeiny - mobilizującej uwalnianie tłuszczów - z karnityną, która wzmacnia procesy ich spalania.


UWAGA!
Nie należy mylić karnityny z kreatyną!


Karnityna jest pomocna również wtedy, gdy aktywność fizyczna powtarza się kilka razy w tym samym dniu. Badani — zarówno sportowcy, jak i osoby prowadzące siedzący tryb życia — otrzymywali po 2 g winianu L-karnityny (L-carmtine-L-tartrate, LCLT) przez 5 dni (Maggini, 2000). Po zakończeniu suplementacji zostali poddani testowi wysiłkowemu — przez 15 minut pedałowali na rowerze bardzo szybko, następnie wolno przez godzinę. Porównano ich siłę mięśniową sprzed i po wysiłku. Dzięki karnitynie utrata siły mięśni została ograniczona o 11-14% w porównaniu z grupą kontrolną, stosującą placebo. Naukowcy dodają jednak, że tylko dziewięciu z dwunastu badanych zareagowało pozytywnie na karnitynę. W tej grupie utrata siły mięśni została spowolniona o 15-19%.



Koktajle tlenowe


Dostarczanie organizmowi tlenu z zewnątrz pozwala na szybszą regenerację zarówno podczas, jak i po treningu. Aby jego uzupełnienie było wygodniejsze, zamiast wdychania tlenu wymyślono tzw. koktajle tlenowe do picia.


UWAGA!
Napoje, które można by nazwać „utlenionymi", nie mają nic wspólne¬go z powszechnie dostępną w aptekach - nie nadającą się do picia - wodą utlenioną. W celu uniknięcia nieporozumień wprowadzono nazwę koktajli tlenowych.


Zwykła woda zawiera 4—10 mg tlenu na litr, natomiast koktajle tlenowe około 90 mg. Pionierami w zastosowaniu takich napojów byli Sowieci (Dubrovskii, 1982). W pewnym badaniu, które zostało opublikwoane jedynie w formie streszczenia, Jenkins (2001) donosi o 2,5-procentowej poprawie wyników sprintu kolarskiego u wytrenowanych zawodników po wypiciu koktajlu tlenowego na 15 minut przed wysiłkiem. Doświadczenie wykazało również lepsze natlenienie krwi u bardziej doświadczonych zawodników w tej grupie.
     Jednak wyniki badań publikowane w pismach naukowych nie potwierdzają spektakularnych korzyści — czy to krótko-, czy długofalowych - z przyjmowania napojów tlenowych (Wing-Gaia, 2005; Leibetseder, 2006). Jedno z wyjaśnień może wiązać się z ujawnianym przez analizy chemiczne faktem, iż zawartość tlenu w niektórych z tych napojów jest faktycznie niższa, niż wskazuje etykietka. Innym wytłumaczeniem może być to, że trudno jest wchłaniać tlen obecny.
     Choć koktajle tlenowe nie wpływają negatywnie na system odpornościowy ani na wątrobę, jednak — jak wskazują Gruber (2005) i Schoenberg (2002) — podnoszą poziom wolnych rodników w organizmie (patrz podstrona "Witaminy, minerały antyoksydanty, niezbędne kwasy tłuszczowe oraz pre- i priobiotyki").

Efekt placebo w sporcie:

Na koniec tego rozdziału dodajmy kilka słów na temat efektu placebo u sportowców. Wytrenowani biegacze mieli przebiec 5 km na czas (Foster, 2005). Część z nich wypiła przed startem zwykłą wodę. Pozostałym podano tę samą wodę, mówiąc im jednak, że dodano do niej nowy składnik, który w niewiarygodny sposób wpłynie na ich wyniki. Dzięki „cudownej miksturze" 12 z 16 uczestników poprawiło indywidualne czasy! Największy wzrost wytrzymałości odnotowano na ostatnich 400 m.
O ile jednak efekt placebo jest niezaprzeczalnie notowany na krótką metę, o tyle znika bardzo szybko, gdy sportowiec - po dłuższej serii treningów - nie zauważa trwałej poprawy swoich osiągnięć.



Żródło: F. Delavier, M. Gundill "Suplementy żywnościowe dla sportowców".