Влияние кофеина: польза, вред, влияние на организм

Эффекты кофеина на организм

Повышающие работоспособность эффекты кофеина изучались в течение более 100 лет, а первое известное исследование на эту тему было опубликовано в 1907 году. Начиная с этих ранних публикаций, интерес к кофеину развился до такой степени, что в настоящее время он является одним из наиболее известных эргогенных средств, с эффектом повышения производительности в широком спектре физических упражнений. Чтобы понять влияние добавок кофеина в целом, необходимо обсудить его химическую природу и то, как соединение физиологически поглощается организмом. Кофеин быстро всасывается через желудочно-кишечный тракт и проходит через клеточные мембраны с той же эффективностью, что и поглощается тканями.

Кофеин (1,3,7-триметилксантин) метаболизируется печенью и в результате ферментативного действия образует три метаболита: параксантин, теофиллин и теобромин. Его повышенные уровни могут появиться в кровотоке в течение 15-45 минут после употребления, а пиковые концентрации проявляются через час после приема. Благодаря своей растворимости в липидах кофеин также без труда проникает через гематоэнцефалический барьер. Выводится кофеин и его метаболиты почками, при этом примерно 3-10% покидает организм с мочой без изменений. Циркулирующие в крови концентрации снижаются на 50-75% в течение 3-6 часов после употребления. Таким образом, выведение из кровотока аналогично скорости абсорбции и метаболизма кофеина.

Действие кофеина на организм перед тренировкой и после нее

Для объяснения влияния добавок кофеина на спортивные результаты было предложено несколько механизмов. В нескольких обширных обзорах утверждается, что наиболее значимым механизмом является то, что кофеин действует, конкурируя с аденозином на его рецепторных участках . Поскольку аденозин является фактором, уменьшающим процессы возбуждения в мозге, замещение его кофеином приводит к снижению тормозящего действия аденеозина и развитию стимулирующего эффекта. То есть кофеин обеспечивает преобладание процессов возбуждения над торможением. Очевидно, что одним из основных мест действия кофеина является центральная нервная система (ЦНС). Кроме того, теофиллин и параксантин — метаболиты кофеина, могут также способствовать фармакологическому воздействию на ЦНС посредством специфических сигнальных путей. Однако, редко можно выделить единый механизм, который бы полностью объяснял физиологические эффекты какой-либо одной пищевой добавки. Так же и кофеин. Поскольку он легко проникает и через гематоэнцефалический барьер и через клеточные мембраны всех тканей организма, чрезвычайно трудно определить, в какой именно системе ( нервная или скелетная мускулатура) кофеин обладает наибольшим эффектом .

Помимо воздействия на ЦНС, кофеин может влиять на использование энергетического субстрата во время нагрузки. В частности, результаты исследований показывают, что кофеин во время тренировок снижает зависимость от утилизации гликогена и увеличивает зависимость от мобилизации свободных жирных кислот. Ряд авторов сообщают о значительном увеличении окисления жира внутри мышечных клеток, когда субъекты потребляли кофеин в приблизительной дозе 5 мг / кг. Кроме того, было продемонстрировано, что после приема высокой дозы кофеина (9 мг / кг) чистый гликогенолиз (распад гликогена в печени) снижается в начале тренировки, а производительность при этом значительно улучшилась, что связывается с повышением зависимости от окисления жира внутри и вне мышц.

Влияние кофеина на нервно-мышечные функции

Исследования также показали, что кофеин может приводить к изменениям нервно-мышечной функции и/или способности скелетных мышц к сокращению. Например, умеренная доза кофеина (6 мг / кг) значительно повышала как изометрическую силу разгибания ног, так и время достижения усталости при субмаксимальном изометрическом разгибании ног. Потребление кофеина также способствует значительной термогенной реакции.

Термогенез — это выработка организмом тепла для поддержания постоянной температуры тела и обеспечения работы всех его систем, начиная от функционирования внутриклеточных процессов, кровообращения, переваривания пищи, возможности двигаться и т.д. Энергию для выработки тепла поставляют жиры при их окислении.

Фактически, потребление кофеина в дозе 100 мг приводило к значительному термогенному эффекту и связанному с ним повышенному окислению жиров, несмотря на тот факт, что субъекты имели привычное потребление кофеина 100-200 мг в день. Увеличение расхода энергии после приема кофеина не возвращалось к исходному уровню через 3 часа после употребления.

В целом, результаты исследований, включающих добавки кофеина и физическую работоспособность, указывают на комбинированное воздействие как на центральную, так и на периферическую системы. Кофеин действует на центральную нервную систему как антагонист аденозина, но также может оказывать влияние на метаболизм используемого мышечными клетками субстрата и нервно-мышечную функцию.

Влияние кофеина на здоровье людей. Долгосрочный эффект

Научная литература, связанная с добавками кофеина, обширна. Очевидно, что кофеин действительно эргогенен для спортивных результатов, но специфичен для состояния спортсмена, а также для интенсивности, продолжительности и режима выполняемых упражнений. Нельзя сказать, что он для всех одинаково эффективен. Поэтому, просмотрев имеющуюся литературу, можно сделать следующие выводы:

Кофеин более эффективен при употреблении в безводном состоянии (капсула, таблетка, порошок) по сравнению с кофе.
В большинстве исследований использовался протокол, в котором кофеин принимался за 60 минут до начала работы для обеспечения оптимального всасывания. Тем не менее, было также показано, что кофеин может улучшить производительность при потреблении за 15-30 минут до тренировки.
Кофеин эффективен для улучшения различных видов производительности при употреблении в дозах от низких до умеренных (~ 3-6 мг / кг). Кроме того, нет никакой дополнительной выгоды при употреблении в более высоких дозировках (≥ 9 мг/кг).
В периоды недосыпания кофеин может повышать бдительность и собранность, что является эффективной помощью для военнослужащих специальных операций, а также спортсменов во время изнурительных упражнений, требующих постоянной концентрации внимания.
Кофеин является эффективным эргогенным средством для поддержания максимальной выносливости, также он эффективен для повышения результативности испытаний на время.
Кофеин усиливает, а не подавляет ресинтез гликогена во время восстановительной фазы упражнений.
Кофеин полезен для длительных тренировок с высокой интенсивностью (включая командные виды спорта, такие как футбол, хоккей на траве, гребля и т. Д.), Но повышение производительности специфично для подготовленных спортсменов.
Литература противоречива в данных применительно к силовым видам спорта. Неясно, являются ли расхождения в результатах следствием различий в протоколах тренировок или уровнем физической подготовленности субъектов. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы установить конкретное влияние кофеина на силовые виды спорта.
Исследования, относящиеся исключительно к женщинам, ограничены. Тем не менее, недавние исследования показали пользу для женщин-спортсменок с условной силой и умеренным повышением работоспособности.
Научная литература не поддерживает кофеин-индуцированный диурез во время тренировок. Фактически, некоторые исследования не смогли показать каких-либо изменений в потоотделении, общей потере воды или отрицательном изменении в балансе жидкости, которые могли бы негативно повлиять на производительность даже в условиях теплового стресса.

Источники:

International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance. Erica R Goldstein, Tim Ziegenfuss, Doug Kalman, Richard Kreider, Bill Campbell, Colin Wilborn, Lem Taylor, Darryn Willoughby, Jeff Stout, B Sue Graves, Robert Wildman, John L Ivy, Marie Spano, Abbie E Smith and Jose Antonio. J Int Soc Sports Nutr. 2010; 7: 5
Caffeine and Exercise: What Next? Craig Pickeringcorresponding and Jozo Grgic. Sports Med. 2019; 49(7): 1007–1030.