Кофеин и физические упражнения

Нейромышечные эффекты

1. 
   Рецепторы рианодина (RyR)

Нейромышечный механизм, который способствует эргогенным эффектам кофеина, заключается в его воздействии на рецепторы рианодина (RyR) в саркоплазматическом ретикулуме мышц^[7].

• RyR выполняет функцию кальциевого канала в саркоплазматическом ретикулуме, а также соединительной структуры между саркоплазматическим ретикулумом и поперечными трубочками^[8]
• Кофеин делает RyR более чувствительными к потенциалу действия (скелетная мышца) или кальцию (кардиальная или гладкая мышца), что приводит к более частым кальциевым всплескам (микроскопическое выделение кальция) (это отчасти ответственен за эффект кофеина на частоту сердечных сокращений).
• Кофеин делает Ca²⁺ более доступным, что позволяет мышцам сокращаться сильнее на заданном уровне стимуляции.
  

2. Нервная система.

Стимулирующее действие кофе главным образом связано с тем, как он действует на рецепторы аденозина в нейронной мембране. Аденозин — это нейромодулятор центральной нервной системы, имеющий специфические рецепторы. Когда аденозин связывается с этими рецепторами, нейронная активность замедляется, и вы чувствуете сонливость. Таким образом, аденозин способствует сну и расширяет кровеносные сосуды, вероятно, для обеспечения хорошего снабжения кислородом во время сна.

Кофеин действует как антагонист аденозиновых рецепторов. Это означает, что он связывается с теми же рецепторами, но без снижения нейронной активности. Таким образом, в окружающей среде остается меньше рецепторов для естественного "тормозного" действия аденозина, и нейронная активность ускоряется.^[9]

• Кофеин влияет на нормальное высвобождение нейротрансмиттеров, увеличивая количество норадреналина (NA) и дофамина (DA), высвобождаемых в мозге во время тренировки^[10].
• Дофамин имеет широкие функции, включая влияние на мотивацию, когницию, награду, моторный контроль и настроение^[10]. Множество исследований показали, что увеличение выделения DA приводит к улучшению выносливости^[10], поскольку это снижает восприятие боли.

• Исследование показало, что восприятие мышечной боли и усилия было значительно ниже в группе, которая получила кофеин перед силовыми тренировками, по сравнению с тем, когда этим же участникам давали плацебо в отдельный день^[11]. Когда участники употребляли кофеин, они выполняли значительно больше повторений до отказа, чем при приеме плацебо^[11].
• Другое исследование предложило объяснение механизма, снижающего порог боли. Исследователи обнаружили, что уровень плазматического β-эндорфина (эндогенного опиоидного анальгетика) почти удвоился после двух часов велосипедного тренинга с употреблением кофеина, в то время как контрольная группа не показала увеличения^[7].

Исследования показали, что чистый кофеин может помочь выносливым атлетам

• Бегать быстрее и ездить на велосипеде дольше.
• Футболистам спринтировать чаще и на большие расстояния
• Баскетболистам прыгать выше
• Теннисистам и гольфистам бить мяч с большей точностью.
• Тяжелоатлетам поднимать больший вес.

Все больше исследований также показывают, что кофе может использоваться как альтернатива кофеину для улучшения результатов в велоспорте и беговых соревнованиях, обеспечивая аналогичные результаты, близкие к чистому кофеину.^[12]

Кардиопульмональные эффекты

Кофеин — это натуральный стимулятор, который влияет на психическое здоровье человека и усталость тела. Однако одним из основных побочных эффектов его приема, напрямую или через кофеинсодержащие продукты, может быть учащенное сердцебиение.

• Наблюдается, что кофеинсодержащие продукты могут вызвать у человека нарушение сердечного ритма (мерцательная аритмия). Молодые люди, которые употребляют энергетические напитки, становились предметом сообщений о мерцательной аритмии.
• Эффект кофеина у людей с проблемами сердца различается от одного человека к другому. У некоторых людей кофеин мало влияет на сердце, и они могут легко употреблять большое количество, тогда как у других — наоборот, негативное влияние, и они не могут даже ежедневно выпить чашку кофе. В исследовании было показано, что пациенты с ограниченной сердечной недостаточностью потребляли около 100 мг в час в течение 5 часов, и в результате их сердечный ритм оставался нормальным^[6].

Эффект улучшения производительности кофеина для выносливого атлета связан с кардиопульмональной системой.

• Кофеин вызывает бронходилатацию, что, вероятно, приводит к увеличению дыхательного объема и альвеолярной вентиляции. Поскольку дыхательный объем и альвеолярная вентиляция увеличиваются, работоспособность дыхательной системы во время упражнений становится эффективнее, что снижает необходимое усилие и снижает восприятие усилия для завершения активности^[13].
• Прием кофеина перед тренировкой снижает субъективную оценку усилий.

Несмотря на наличие убедительных данных о положительном влиянии кофеина на легочную систему и отсутствие эффекта на сердечный ритм, исследования остаются неоднозначными, поэтому необходимо проводить больше экспериментальных исследований.

Липолиз

Механизмом, с помощью которого кофеин положительно влияет на атлетическую производительность, является увеличение скорости, с которой происходит липолиз^[7].

• Липолиз — это процесс, с помощью которого человеческое тело расщепляет жиры и производит АТФ (нашу основную использующуюся форму энергии) для функционирования тела. Каждый триглицерид (молекула жира), который расщепляется, производит примерно 300-400 АТФ (в зависимости от количества использованных углеродов конкретного жира). Увеличение количества жиров, используемых для производства энергии, приводит к снижению использования углеводов для этой цели. Это значительно увеличивает эффективность, поскольку молекулы углеводов производят значительно меньше АТФ, чем триглицериды.

Кофеин и упражнения

• Хорошо установлено, что умеренные и высокие дозы кофеина (5–9 мг/кг массы тела (мт)), принятые до и во время упражнений, увеличивают выносливость как в лабораторных, так и в полевых условиях. Эти дозы связаны с увеличением частоты сердечных сокращений и уровня катехоламинов, лактата, свободных жирных кислот и глицерина в крови у многих людей. Однако часто возникающие побочные эффекты включают желудочно-кишечные расстройства, нервозность, ментальную спутанность, неспособность сосредоточиться и нарушенный сон.
• Более низкие дозы кофеина (<3 мг/кг мт ~200 мг), принятые до, во время и поздно во время упражнений, также улучшают выносливость и не вызывают вышеперечисленных физиологических изменений и побочных эффектов у большинства людей.
• Кофеин также является эргогенным средством при многих видах короткосрочных упражнений высокой интенсивности и командных интервальных видов спорта, где анаэробное энергообеспечение играет значительную роль в успехе выполнения.
• Эргогенные эффекты кофеина, по-видимому, связаны с антагонистическими взаимодействиями с аденозиновыми рецепторами в центральной и периферической нервных системах, увеличивая центральный драйв и уменьшая восприятие усилий и боли во время упражнений.
• Эргогенные эффекты кофеина сохраняются при его применении в альтернативных формах, кроме капсул/таблеток и кофе, включая спортивные и энергетические напитки, гели, жвачку, батончики и растворимые полоски для рта. Полоскание полости рта кофеином и аэрозольное администрирование менее вероятно оказывают эргогенные эффекты.
• До сих пор не ясно, могут ли генетические полиморфизмы, связанные с метаболизмом кофеина или плотностью аденозиновых рецепторов, объяснить индивидуальные различия, наблюдаемые в эргогенном ответе на прием кофеина^[14]

Ссылки