Эффекты кофеина до и после тренировки. Как он действует 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:

1. Кофеин более эффективен при употреблении в безводном состоянии (капсула / таблетка, порошок) по сравнению с кофе.
2. 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.
3. 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).
4. 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.
5. Кофеин является эффективным эргогенным средством для поддержания максимальной выносливости, также он эффективен для повышения результативности испытаний на время.
6. Кофеин усиливает, а не подавляет ресинтез гликогена во время восстановительной фазы упражнений.
7. 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.
8. 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.
9. Исследования, относящиеся исключительно к женщинам, ограничены. Тем не менее, недавние исследования показали пользу для женщин-спортсменок с условной силой и умеренным повышением работоспособности.
10. 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:

1. 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
2. Caffeine and Exercise: What Next? Craig Pickeringcorresponding and Jozo Grgic. Sports Med. 2019; 49(7): 1007–1030.