KOFEINA
Kofeina we współczesnym świecie jest najbardziej powszechnym ergogenikiem a kawa jest jej największym źródłem. Znaczne ilości kofeiny występują także w czekoladzie i w coca coli.
Kofeina - jest naturalnie występującą trimetyloksantyną. Ma postać białego proszku o gorzkim smaku, trudno rozpuszczalnego w wodzie zimnej i dobrze w gorącej.
Kofeinę po raz pierwszy wyodrębniono w 1820 roku, zaś zsyntetyzowano w 1895 roku
Napar z kawy czy herbaty już po 2-3 minutach parzenia zawiera 80% kofeiny zawartej w tych używkach. Z przewodu pokarmowego wchłania się dość szybko i osiąga maksymalne stężenie we krwi w ciągu 20-30 min od momentu spożycia.
U dorosłych kofeina jest w całości metabolizowana przez wątrobę do paraksantyny (dwumetyloksantyny), teobrominy (występuje głównie w czekoladzie) i teofiliny (występuje głównie w herbacie), a następnie do dalszych produktów metabolicznych. Tylko mniej niż 2% wydala się z moczem w postaci niezmienionej. Czas połowicznego rozpadu kofeiny u osób dorosłych wynosi 4-5 godzin, z dość szerokim indywidualnym zróżnicowaniem w granicach od 2 do 10 godzin.
Kofeina i jej metabolity wywołują silne działanie fizjologiczne i farmakologiczne. Pobudzają układ nerwowy, rozszerzają naczynia krwionośne, zwiększają wydzielanie serotoniny, dopaminy, adrenaliny i noradrenaliny. Dzięki temu wywierają pobudzający wpływ na pracę mózgu.
Kofeina zwiększa sprawność myślenia, opóźnia sen, znosi zmęczenie, przyspiesza przemianę materii, pobudza wydzielanie soku żołądkowego oraz działa moczopędnie
Kofeina jest trójmetyloksantyną występującą w kawie. Ale w naturalnej kawie występuje bardzo dużo innych związków. Wpływ na ich skład mają warunki plantacji i rodzaj kawy. Wyróżnia się trzy rodzaje ziaren kawy: Arabikę i Robustę i Kolumbijską. Ponadto sposób palenia kawy, zmienia jej skład, powodując straty związków organicznych. Podczas palenia kawy powstaje szereg związków lotnych dających kawie aromat oraz brązowy barwnik pochodzący ze związków polimerycznych (melanoidów
Kofeina rzadko powoduje zatrucia śmiertelne u ludzi. Dawka maksymalna przy podaniu podskórnym wynosi 500 mg. Śmiertelna dawka doustna kofeiny wynosi 10-12 g. W ostrych zatruciach kofeiną występują stany silnego pobudzenia psychicznego i ruchowego, połączone z drżeniem mięśni. Zatrucia przewlekłe mogą występować u ludzi nadużywających kawy. Występują wówczas nudności, bezsenność i tachykardia.
Teofilina występuje głównie w lekach stosowanych w leczeniu chorób alergicznych np. Astmy.
NEGATYWNE NASTĘPSTWA DZIAŁANIA KOFEINY
Wśród potencjalnie negatywnych działań kofeiny zalicza się głównie wpływ na :
· Choroby serca,
· Nadciśnienie tętnicze,
· Osteoporozę
W odniesieniu do nadciśnienia wyniki badań klinicznych nie są jednoznaczne. W jednym z badań stwierdzono, że zarówno podwyższa ciśnienie krwi, ale też u innych z osób z nadciśnieniem takiego efektu nie potwierdzono. Autorzy innych badań stwierdzili, że wysokie dawki kofeiny wynoszące od 4-6 mg/kg masy ciała (co odpowiada 300-400 mg na dobę) mogą powodować częstoskurcz nadkomorowy i wzrost ciśnienia skurczowego. U osób pijących więcej aniżeli 5 filiżanek kawy dziennie ciśnienie skurczowe jest wyższe średnio o 2,4, a rozkurczowe o 1,2 mmHg niż u osób nie pijących kawy
Kolejnym kontrowersyjnym działaniem kofeiny jest jej wpływ na osteoporozę. Z przeglądu piśmiennictwa wynika, że poprzez wypłukiwanie soli wapnia i magnezu może sprzyjać osteoporozie. Badania wśród 489 kobiet w wieku postmenopauzalnym w USA wykazały, że spożycie więcej niż 300 mg kofeiny dziennie przyspiesza utratę masy kostnej kręgosłupa, ponadto stopień nasilenia tego efektu zależy od rodzaju genotypu receptora witaminy D
Istnieją w literaturze sprzeczne dowody dotyczące wpływu kofeiny na rozwój ciąży. Jedne badania mówią, że przy spożywaniu więcej niż 300mg kofeiny dziennie wzrasta ryzyko wzrostu poronień, przedterminowych porodów oraz niskiej masy urodzeniowej noworodka. Inne badania tego nie potwierdzają. Zaleca się aby matki karmiące nie spożywały kofeiny, bowiem łatwo przechodzi ona do mleka i poprzez wpływ na układ nerwowy może pobudzać dziecko. Istnieją jednakże dowody na to, że kobiety spożywające więcej kofeiny aniżeli 500mg kofeiny na dzień, mogą mieć trudności z zajściem w ciążę.
Najpoważniejsze niekorzystne skutki działania kofeiny związane są z układem krążenia. Kawa zawiera tłuszcze tzn. diterpeny. Te lipidowe związki są ekstrahowane gorącą wodą, ale zatrzymywane przez bibułę stosowaną przy przygotowywaniu kawy. Kawa filtrowana nie zawiera diterpenów. Kawa przygotowywana po turecku lub po francusku bez filtru zawiera różne ilości tych związków.
Diterpeny podwyższają poziom cholesterolu i jego frakcji LDL w osoczu krwi. Sugeruje się, że wzrost stężenia cholesterolu we krwi o 1% zwiększa ryzyko choroby niedokrwiennej o 2%. Warto zatem zrezygnować z picia kawy nie filtrowanej.
STOSOWANIE KOFEINY W SPORCIE
Czy kofeina może być środkiem ergogenicznym?
Tak. Świadczą o tym wyniki badań czasu wysiłku wytrzymałościowego po spożyciu kofeiny. Skuteczna dawka kofeiny tzn. taka, która wykazuje działanie wspomagające, to 3 lub więcej mg/kg. Przedawkowanie kofeiny, czyli dawka 9mg/kg powoduje zaburzenia koncentracji, roztargnienie, wzmożoną akcję serca.
Mechanizm działania
W sporcie kofeina uznawana jest za środek ergogeniczny. Ponieważ pobudza współczulny układ nerwowy, to tym samym zwiększa mobilizację triacylogliceroli z tkanki tłuszczowej i w konsekwencji wzrasta stężenie wolnych kwasów tłuszczowych. Dostępność lipidów prowadzi do zwiększenia wychwytu WKT i ich wykorzystania przez aktywne mięśnie. Wewnątrzmięśniowe sygnały o metabolizmie tego typu, na zasadzie sprzężenia zwrotnego, zmniejszają wykorzystanie węglowodanów, co prowadzi do oszczędzania glikogenu mięśniowego.
Rozważano inną możliwość: zwiększone wydalanie moczu pod wpływem kofeiny mogłoby mieć negatywny wpływ na wydolność fizyczną ze względu na odwodnienie i/lub utratę elektrolitów. Jednakże w wielu badaniach nie wykazano wpływu objętości moczu lub krwi. Wynika to prawdopodobnie z nadrzędnego wpływu wysiłku na wytwarzanie moczu w porównaniu z działaniem kofeiny. Graham porównał wpływ spożycia kawy i kofeiny na objętość wydalanego moczu stwierdzając, że po jednej godzinie spoczynku objętość moczu odpowiada w przybliżeniu ilości wypitego płynu niezależnie od tego czy zawierał on kofeinę. Jeśli więc wysiłek jest wykonywany w ciągu godziny od spożycia kofeiny, ilość wytwarzanego moczu jest proporcjonalna do ilości wypitego płynu i taka utrata nie ma wpływu na wysiłek.
Działanie kofeiny jest związane z jej hamującym wpływem lub blokowaniem adenozyny (nukleozyd adeniny). W wielu tkankach, wyłączając pewne obszary mózgu i komórki tłuszczowe, adenozyna posiada swoje receptory, które są blokowane przez kofeinę. Na długotrwałe spożywanie kofeiny tkanki te reagują w taki sposób, że powstaje więcej receptorów adenozynowych. Po wstrzymaniu się od przyjmowania kofeiny liczba ich z powrotem maleje. Zjawisko to sugeruje, że zarówno przyzwyczajanie się jak i odzwyczajanie się od spożycia kawy może stanowić istotny czynnik wysiłkowy.
Kofeina pobudza pracę mózgu co powoduje subiektywne zmniejszenie odczucia zmęczenia.
Kawa a kofeina
Działanie czystej kofeiny różni się od działania kawy. Badania Grahama wykazały, że tylko czysta kofeina działa stymulująco na wytrzymałość (czas biegu był dłuższy aniżeli u osób przyjmujących kawę).
Co prawda stężenie adrenaliny wzrosło u osób przyjmujących kawę także, ale najwyższe było u przyjmujących kofeinę.
Etyczne aspekty stosowania kofeiny w sporcie
Ergogeniczny charakter działania kawy zaznacza się jeśli spożywamy czystą kofeinę. Jest to nie etyczne zwłaszcza w sporcie.
Na całym świecie dopuszczalne jest stosowanie kofeiny jako dodatku do napojów. W większości krajów europejskich dopuszczalna dawka kofeiny to 350 mg/l, przy czym dla napojów energizujących stosowanych w sporcie górna granica wynosi 320 mg/l.