KAFEİNE DAİR HER ŞEY
NE KADAR ETKİLİ?
Bu makale, 420 araştırmanın eleştirel değerlendirilmesiyle, Uluslararası Spor Beslenme Derneği (ISSN) tarafından yayımlanan, “Kafein & Egzersiz Performansı” adlı çalışmasını yansıtmaktadır.
Kafeinin sağlık ve performans üzerindeki etkileri her zaman ilgi çekmiştir ve uzun zamandır araştırmalara konu olmuştur. Kafein, elit seviye sporculardan, rekreasyonel kesime, hatta inaktif bireylerin dahi yaşamlarında sıklıkla bulunan ve tercih edilen dünyanın en yaygın tüketilen psikotrop maddesidir. Kahveden çaya, kakaodan enerji içecekleri gibi birçok fonksiyonel içeceklerde de bulunan kafein, hem sentetik (toz) hem de doğal (huarana, kola somunu vb.) olarak bulunmaktadır. Ayrıca sentetik kafein, ilaçların farmakolojik etkilerini artırmak için sıklıkla analjezik ve idrar söktürücü ilaçlarla birlikte kullanıldığından, reçeteli veya reçetesiz satılan birçok ilacın bileşenidir (1).
Kafein, gastrointestinal sistemden (ağız ile anüs arasındaki uzun tübüler yapı/sindirim sistemi), özellikle ince bağırsaktan ve aynı zamanda mideden hızla emilir. Kafein, kan-beyin bariyeri dahil tüm biyolojik zarlardan olmasada çoğundan kolay geçişe izin verecek kadar hidrofobik (sudan kaçınabilme özelliği) olması nedeniyle vücutta etkili bir şekilde dağılır. Kafein tüketildiğinde 30 ila 120 dakika arasında kanda ortaya çıkar (23). Yiyecek ve içeceklerden kafein emilimi yaş, cinsiyet, genetik, hastalık veya uyuşturucu, alkol veya nikotin tüketimine bağlı görünmemektedir. Kafein metabolizması ve yıkım oranları, hem çevresel hem de genetik etkiler yoluyla bireyler arasında farklılık gösterdiği bilinmektedir (24). Soğuk enerji içeceklerinin, sıcak kahve yudumlamaya kıyasla hızlı bir şekilde içildiğinde tehlike oluşturabileceği endişeleri arasında, sıcaklığın veya kafeinin yutulma hızının etkisi de araştırılmıştır. Bir çalışma, sıcak kahvenin yavaş tüketilmesi (20 dakika), soğuk ve sıcak kahvenin hızlı ya da yavaş tüketilmesini (2 dakika) araştırdı (25). Sonuç olarak farklı sıcaklık, kaynak ve tüketim oranları karşılaştırıldığında farklılıkların küçük olduğu bildirildi.
Kafeinin merkezi sinir sistemi üzerindeki etkisi, kafeinin performansı değiştirdiği birincil mekanizma olarak geniş çapta kabul edilmiştir. Kafeinin ergojenik etkileri ile ilişkili daha önce bahsedilen mekanizmalardan biri, kafein alımından sonra gözlenen epinefrin (adrenalin) ile indüklenen arttırılmış serbest yağ asidi oksidasyonu ve bunun sonucunda glikojen tasarrufuydu. Bu da gelişmiş dayanıklılık performansı ile sonuçlandı (26, 27, 28). Fakat bu hipotez, üç çalışmayla reddedildi (29, 30, 31). Kafeinin kas kasılmasına fayda sağlayabileceği en olası yol, her motor ünite tarafından kuvvet üretimini kolaylaştıran kalsiyum iyonlarını hareketlendirmesidir. Benzer şekilde, kafein kısmen artan sodyum/potasyum yoluyla kas kasılması için gerekli olan uyarma-kasılma eşleşmesini potansiyel olarak arttırmak için pompa aktivitesi görevine destek vermektedir.
Kafein takviyesinin bilinen en yaygın zamanlaması egzersizden 60 dakika öncesidir. Kafeinin 60 dakika öncesinde tüketilmesinin temel nedeni, kafeinin plazma seviyelerinin maksimum değerlerde olduğuna inanıldığı içindir (32). Fakat, kafein alımının optimal zamanlaması kafeinin kaynağına bağlı olabilir. Örneğin bir çalışma, maraton veya triatlon sporcuları gibi dayanıklılık sporlarıyla uğraşan sporculara, bir etkinliğin sonuna doğru düz kola içmek gibi ortak bir uygulamanın faydaları olup olmadığını araştırdı. Düşük doz olarak alınacak kafeinin (<2mg/kg), kilogram başına 5 ya da 6mg gibi daha yüksek doz olarak alınacak kafein etkilerini karşılaştırılabilecek kadar etkileri olduğunu ortaya çıkardı (33). Ek olarak kafeinli sakız tüketimi, egzersizden hemen önce uygulandığında bisiklet performansını artırsada, 1 veya 2 saat önce uygulandığında performansı artırmadı (34).
Sporcularda potansiyel olarak kafein alımlarına atfedilen kronik hafif ve orta dereceli uyku yoksunluğu, glukoz metabolizması, iştah, gıda alımı, dikkat, öğrenme ve hafıza ve protein sentezinin olumsuz etkilenmesine neden olabilmektedir (35). Bu faktörlerin tümü bir sporcuyu beslenme ve metabolik olarak olumsuz yönde etkileyebilir ve dolayısıyla potansiyel olarak enerji düzeylerini, kas onarımını, bağışıklığı, vücut kompozisyonunu, hafızayı ve öğrenmeyi etkileyebilir ve atletik performansın düşmesine neden olabilir (36-37).
Kafein üzerine en eski çalışmalardan olan, iki psikolog William Rivers & Harald Webber’in yürüttüğü, 1907 tarihli çalışma, “Kafein ve alkol gibi maddelerin psikolojik ve fizyolojik etkileri”ni çözmeye yoğunlaştı. Çalışma Journal of Physiology’de 1907 tarihli bir makalede yayımlandı (2). Diğer yandan, David Costill ve diğerleri 1970’lerin sonlarında, Ball State Üniversitesi’ndeki İnsan Performans Laboratuvarında dayanıklılık sporlarında kafeinin “Metabolik ve performans” üzerine faydalarını araştırarak bir nesli ateşledi (3).
Kafein alımı gerçekleştiğinde ve test edildiğinde, laboratuvarda performansı artırabildiği bulunsada, bu iyileştirmelerin doğrudan spora özgü performansa aktarıldığını destekleyen çok az kanıt vardır. Bu konuda, spor simülasyon maçlarını kullanarak kafeinin spora özgü egzersiz görevleri üzerindeki etkilerini araştıran birkaç çalışma vardır. Takım ve bireysel sporlarda yarışan sporcular arasında yapılan birçok araştırma, kafeinin çeşitli spor görevlerinde performansı artırabileceğini bildirmektedir. Fakat hiçbir etki bildirmeyen birkaç çalışma da vardır.
Basketbol
Bazı genetik faktörlere bağlı olarak sıçrama yüksekliği arttı. Yapılan serbest atışların, toplam ve hücum ribaundlarının sayısı arttı. Sprint sürelerinde bir değişik görülmedi. Top sürme hızı etkilenmedi (4, 5, 6).
Futbol
Oyun sırasında katedilen toplam mesafe, pas isabeti ve sıçrama yüksekliği arttı (7, 8, 9). Kadın futbolcularda “T testi”nde ve genç futbolcularda performans artışı görülmedi (10, 11).
Voleybol
Başarılı aksiyonların sayısını artırdı (12, 13). Voleybol sporuna özgü testlerde ve müsabakalardaki fiziksel performansı iyileştirmedi (14, 15).
Amerikan Futbolu
NFL Combine’da kullanılan anaerobik egzersiz testlerinde performans artışı yoktu (16).
Rugby
Sıçrama sırasında vücut darbelerinin sayısını, koşu hızını ve kas gücünü artırdı (17, 18). Çeviklik artışı yoktu (19).
Çim Hokeyi
Artan yüksek yoğunluklu koşu, sprint ve yorgunlukla ilişkili performans düşüşlerini dengeleyebilir (20, 21).
Buz Hokeyi
Spora özgü becerilerin performansını artırabilir. RPE (egzersiz sırasında hissedilen zorluk derecesi) üzerinde sınırlı bir etkiye sahip. Hücum sırasında fiziksel nitelikleri artırabilir (22).
Dövüş Sporları
Hücum hareketlerinin sayısı ve fırlatmaların sayısında artış (23).
Kafein, hem antrene hem de antrene olmayan eğitimsiz bireylerde bazı fiziksel ve zihinsel performansı etkilemektedir. Çoğu bireyde dikkat ve uyanıklık da dahil olmak üzere bilişsel işlevler için ergojenik olduğu gösterilmiştir.
Kafein takviyesinin en sık kullanılan zamanlaması egzersizden/müsabakadan 60 dakika öncesidir. Fakat kafeinin optimal zamanlaması kafein kaynağına bağlı değişebilmektedir. Örneğin kafeinli sakızlar, kafeinli kapsüllerle karşılaştırıldığında, tüketildikten sonra egzersiz/müsabaka başlangıcına kadar daha kısa bir etki süresi gerektirebilir.
Kafeinin kilogram başına 3-6mg dozlarında tüketilmesi egzersiz performansını sürekli iyileştirdiği gösterilmiştir. Kafeinin minimum etkili dozu şuan için belirsiz olmakla birlikte minimum etkili dozun kilogram başına 2mg kadar düşük olabileceği öngörülmektedir. Kilogram başına 9mg gibi yüksek dozlarda kafein alımının ergojenik bir etki ortaya çıkarmak için gereksiz görülmesi ile birlikte yan etki insidansının yüksek oluşu, yüksek doz kafein tüketimini sorgulamaktadır.
Kafein, kas gücünü, kas dayanıklılığını, hareket hızını, sprint, sıçrama ve fırlatma performansında artış sağlar. Çeşitli aerobik ve anaerobik spora özgü eylemlere pozitif etkisi vardır. Kafeinli sakız, ağız çalkalama suları, enerji jelleri ve çiğneme gibi alternatif kafein kaynaklarının, öncelikle aerobik egzersizde performansı iyileştirdiği gösterilmiştir.
Spor ve egzersiz performansındaki bireyler arası farklılıkların yanı sıra, kafein alımını takiben uyku veya kaygı duyguları üzerindeki olumsuz etkiler, kafein metabolizması ile ilişkili genetik varyasyona ve fiziksel ve psikolojik tepkiye bağlanabilir. Alışılmış kafein alımı gibi diğer faktörler de bireyler arası değişiklik gösterebilir. Kafein içeren enerji içecekleri ve egzersiz öncesi takviyelerin hem anaerobik hem de aerobik performansı arttırdığı gösterilmiştir.
1. Durrant KL. Known and hidden sources of caffeine in drug, food, and natural products. J Am Pharm Assoc (Wash) 2002;42(4):625–637. doi: 10.1331/108658002763029607.
2. Rivers WH, Webber HN. The action of caffeine on the capacity for muscular work. J Physiol. 1907;36(1):33–47. doi: 10.1113/jphysiol.1907.sp001215.
3. Costill DL, Dalsky GP, Fink WJ. Effects of caffeine ingestion on metabolism and exercise performance. Med Sci Sports. 1978;10(3):155–158.
4. Puente C, Abian-Vicen J, Del Coso J, Lara B, Salinero JJ. The CYP1A2 -163C>A polymorphism does not alter the effects of caffeine on basketball performance. PLoS One. 2018;13(4):e0195943. doi: 10.1371/journal.pone.0195943.
5. Puente C, Abian-Vicen J, Salinero JJ, Lara B, Areces F, Del Coso J. Caffeine improves basketball performance in experienced basketball players. Nutrients. 2017;9(9).
6. Scanlan AT, Dalbo VJ, Conte D, Stojanovic E, Stojiljkovic N, Stankovic R, et al. Caffeine supplementation has no effect on dribbling speed in elite basketball players. Int J Sports Physiol Perform. 2019;14(7):997–1000. doi: 10.1123/ijspp.2018-0871.
7. Del Coso J, Munoz-Fernandez VE, Munoz G, Fernandez-Elias VE, Ortega JF, Hamouti N, et al. Effects of a caffeine-containing energy drink on simulated soccer performance. PLoS One. 2012;7(2):e31380. doi: 10.1371/journal.pone.0031380.
8. Gant N, Ali A, Foskett A. The influence of caffeine and carbohydrate coingestion on simulated soccer performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2010;20(3):191–197. doi: 10.1123/ijsnem.20.3.191.
9. Foskett A, Ali A, Gant N. Caffeine enhances cognitive function and skill performance during simulated soccer activity. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2009;19(4):410–423. doi: 10.1123/ijsnem.19.4.410.
10. Astorino TA, Matera AJ, Basinger J, Evans M, Schurman T, Marquez R. Effects of red bull energy drink on repeated sprint performance in women athletes. Amino Acids. 2012;42(5):1803–1808. doi: 10.1007/s00726-011-0900-8.
11. Pettersen SA, Krustrup P, Bendiksen M, Randers MB, Brito J, Bangsbo J, et al. Caffeine supplementation does not affect match activities and fatigue resistance during match play in young football players. J Sports Sci. 2014;32(20):1958–1965. doi: 10.1080/02640414.2014.965189.
12. Del Coso J, Perez-Lopez A, Abian-Vicen J, Salinero JJ, Lara B, Valades D. Enhancing physical performance in male volleyball players with a caffeine-containing energy drink. Int J Sports Physiol Perform. 2014;9(6):1013–1018. doi: 10.1123/ijspp.2013-0448.
13. Perez-Lopez A, Salinero JJ, Abian-Vicen J, Valades D, Lara B, Hernandez C, et al. Caffeinated energy drinks improve volleyball performance in elite female players. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(4):850–856. doi: 10.1249/MSS.0000000000000455.
14. Fernandez-Campos C, Dengo AL, Moncada-Jimenez J. Acute consumption of an energy drink does not improve physical performance of female volleyball players. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2015;25(3):271–277. doi: 10.1123/ijsnem.2014-0101.
15. Pfeifer DR, Arvin KM, Herschberger CN, Haynes NJ, Renfrow MS. A low dose caffeine and carbohydrate supplement does not improve athletic performance during volleyball competition. Int J Exerc Sci. 2017;10(3):340–353.
16. Woolf K, Bidwell WK, Carlson AG. Effect of caffeine as an ergogenic aid during anaerobic exercise performance in caffeine naive collegiate football players. J Strength Cond Res. 2009;23(5):1363–1369. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181b3393b.
17. Portillo J, Del Coso J, Abian-Vicen J. Effects of caffeine ingestion on skill performance during an international female rugby sevens competition. J Strength Cond Res. 2017;31(12):3351–3357. doi: 10.1519/JSC.0000000000001763.
18. Del Coso J, Portillo J, Munoz G, Abian-Vicen J, Gonzalez-Millan C, Munoz-Guerra J. Caffeine-containing energy drink improves sprint performance during an international rugby sevens competition. Amino Acids. 2013;44(6):1511–1519. doi: 10.1007/s00726-013-1473-5.
19. Ranchordas MK, Pratt H, Parsons M, Parry A, Boyd C, Lynn A. Effect of caffeinated gum on a battery of rugby-specific tests in trained university-standard male rugby union players. J Int Soc Sports Nutr. 2019;16(1):17. doi: 10.1186/s12970-019-0286-7.
20. Del Coso J, Portillo J, Salinero JJ, Lara B, Abian-Vicen J, Areces F. Caffeinated energy drinks improve high-speed running in elite field hockey players. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2016;26(1):26–32. doi: 10.1123/ijsnem.2015-0128.
21. Duncan MJ, Taylor S, Lyons M. The effect of caffeine ingestion on field hockey skill performance following physical fatigue. Res Sports Med. 2012;20(1):25–36. doi: 10.1080/15438627.2012.634686.
22. Madden RF, Erdman KA, Shearer J, Spriet LL, Ferber R, Kolstad AT, et al. Effects of caffeine on exertion, skill performance, and physicality in ice hockey. Int J Sports Physiol Perform. 2019;1-8.
23. Graham TE, Spriet LL. Metabolic, catecholamine, and exercise performance responses to various doses of caffeine. J Appl Physiol (1985) 1995;78(3):867–874. doi: 10.1152/jappl.1995.78.3.867.
24. Rybak ME, Sternberg MR, Pao CI, Ahluwalia N, Pfeiffer CM. Urine excretion of caffeine and select caffeine metabolites is common in the U.S. population and associated with caffeine intake. J Nutr. 2015;145(4):766–774. doi: 10.3945/jn.114.205476.
25. White JR, Jr, Padowski JM, Zhong Y, Chen G, Luo S, Lazarus P, et al. Pharmacokinetic analysis and comparison of caffeine administered rapidly or slowly in coffee chilled or hot versus chilled energy drink in healthy young adults. Clin Toxicol (Phila) 2016;54(4):308–312. doi: 10.3109/15563650.2016.1146740.
26. Costill DL, Dalsky GP, Fink WJ. Effects of caffeine ingestion on metabolism and exercise performance. Med Sci Sports. 1978;10(3):155–158.
27. Spriet LL, MacLean DA, Dyck DJ, Hultman E, Cederblad G, Graham TE. Caffeine ingestion and muscle metabolism during prolonged exercise in humans. Am J Phys. 1992;262(6 Pt 1):E891–E898.
28. Chesley A, Howlett RA, Heigenhauser GJ, Hultman E, Spriet LL. Regulation of muscle glycogenolytic flux during intense aerobic exercise after caffeine ingestion. Am J Phys. 1998;275(2 Pt 2):R596–R603.
29. Meeusen R, Roelands B, Spriet LL. Caffeine, exercise and the brain. Nestle Nutr Inst Workshop Ser. 2013;76:1–12. doi: 10.1159/000350223.
30. Graham TE, Helge JW, MacLean DA, Kiens B, Richter EA. Caffeine ingestion does not alter carbohydrate or fat metabolism in human skeletal muscle during exercise. J Physiol. 2000;529(Pt 3):837–847. doi: 10.1111/j.1469-7793.2000.00837.x.
31. Graham TE, Battram DS, Dela F, El-Sohemy A, Thong FS. Does caffeine alter muscle carbohydrate and fat metabolism during exercise? Appl Physiol Nutr Metab. 2008;33(6):1311–1318. doi: 10.1139/H08-129.
32. Graham TE. Kafein ve egzersiz: metabolizma, dayanıklılık ve performans. Spor Med. 2001; 31 (11):785-807. doi: 10.2165/00007256-200131110-00002.
33. Cox GR, Desbrow B, Montgomery PG, Anderson ME, Bruce CR, Macrides TA, et al. Farklı kafein alımı protokollerinin metabolizma ve dayanıklılık performansı üzerine etkisi. J Appl Physiol (1985) 2002; 93 (3):990–999. doi: 10.1152/japplphysicol.00249.2002.
34. Ryan EJ, Kim CH, Fickes EJ, Williamson M, Muller MD, Barkley JE, et al. Kafein sakızı ve bisiklet performansı: bir zamanlama çalışması. J Mukavemet Kond Res. 2013; 27 (1):259–264. doi: 10.1519/JSC.0b013e3182541d03.
35. Halson SL, Juliff LE. Uyku, spor ve beyin. Prog Beyin Arş. 2017; 234 :13–31. doi: 10.1016/bs.pbr.2017.06.006.
36. Leeder J, Glaister M, Pizzoferro K, Dawson J, Pedlar C. Kol saati aktigrafisi kullanılarak ölçülen elit sporcularda uyku süresi ve kalitesi. J Spor Bilimi. 2012; 30 (6):541–545. doi: 10.1080/02640414.2012.660188.
37. Halson SL. Seçkin sporcularda uyku ve uykuyu iyileştirmek için beslenme müdahaleleri. Spor Med. 2014; 44 (Ek 1):S13–S23. doi: 10.1007/s40279-014-0147-0.