Kofeina – wszystko, co powinniście o niej wiedzieć

Kawa jest drugim po wodzie najczęściej spożywanym napojem na świecie. Napój ten jest przygotowywany z takich roślin jak Caffea arabica L. i Caffea canephora L. Kofeina występuje pod postacią metyloksantyny w około 63 gatunkach roślin. Istnieją doniesienia, że surowe nasiona Caffea arabica były już wykorzystywane w Paleolicie do wykonania napoju o właściwościach pobudzających. Powyższy napój został zamieniony na napar z palonych ziaren. Pobudzające właściwości powyższych naparów przypisuję się kofeinie. Substancja ta zawarta jest również w wielu innych produktach spożywczych jak różne gatunki herbaty: zielona, oolong, biała, czerwona oraz czarna, czy czekolada [1].

Do produktów które są ogólnie dostępne na rynku a które zawierają kofeinę należy również zaliczyć Energy drinki. 

Metabolizm kofeiny

Wchłanianie kofeiny, jak i większości substancji odżywczych, następuje w jelicie cienkim. Absorpcja kofeiny w jelicie jest prawie całkowita a jej poziom w krwioobiegu jest podwyższony w przeciągu godziny od spożycia. Transport kofeiny w organizmie nie jest do końca jasny a rola jej transporterów do końca poznana. Jednak wiadome jest, że przenika ona zarówno przez barierę krew mózg jak i przez łożysko u kobiet w ciąży [1].

Natomiast okres jej połowicznego rozpadu wynosi od 2 do 10 godzin. Metabolity kofeiny wydalane są z moczem w ilości od 0,5 do 3,5 % całkowitej ilości spożytej substancji. Niektóre badania pokazują ze metabolity kofeiny są wydalane również z potem [2].

Mechanizm działania kofeiny 

Kofeina jako jeden z ksenobiotyków jest metabolizowana w wątrobie do kwasu 1,3,7-trimetylo moczowego. Za regulację metabolizmu kofeiny odpowiedzialne są takie geny jak CYP1A2, CYP2E1, CYP2C8/9. W wyniku ekspresji powyższych genów dochodzi do rozkładu kofeiny do paraksantyny, teobrominy oraz teofiliny. Kofeina oddziałuje na kilka rodzajów receptorów.  Receptory purinergiczne w skład których wchodzą receptory adenozynowe. Kofeina już w niskich stężeniach blokuję receptory adenozyny A1, A2A wpływając na poziom neuroprzekaźników w mózgu. Jako jeden z mechanizmów działania kofeiny zalicza się również inhibicję fosfodiesterazy modulatora cyklicznego adenozynomonofosforanu (cAMP) oraz bezpośredni wpływ na działanie fosforylazy glikogenowej. Kofeina ma również wpływ na działanie pompy sodowo-potasowej [2,3].

Bezpieczeństwo spożycia kofeiny

W 2015 roku Europejska Agencja Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) opublikowała bardzo szeroki raport dotyczący bezpieczeństwa spożycia kofeiny. W niniejszym opracowaniu analizowano takie kwestie jak średnie dzienne spożycie, średnie dzienne spożycie w przeliczeniu na kg masy ciała, bezpieczeństwo spożycia kofeiny przez osoby dorosłe, kobiety w ciąży, kobiety karmiące, dzieci i młodzież. Analizowano również wpływ spożycia kofeiny na choroby sercowo naczyniowe, układ nerwowy, wpływ konsumpcji kofeiny w połączeniu z innymi substancjami, stan nawodnienia, temperaturę ciała oraz wpływ na wysiłek fizyczny. Raport EFSA jest tak rozbudowany że niniejsze opracowanie nie jest w stanie przytoczyć większości wyników jednak zostaną przedstawione najważniejsze postulaty. Dla wszystkich zainteresowanych tematem kofeiny i bezpieczeństwem jej stosowania odsyłam do raportu jako bardzo wartościowego źródła informacji [5].

Czynniki warunkujące działanie kofeiny

Potencjalnie niebezpieczny wpływ kofeiny na zdrowie człowieka jest związany z jej ogólnym spożyciem w ciągu doby. Jak już wcześniej wspomniano kofeina zawarta jest w wielu produktach spożywczych w zróżnicowanych ilościach. Zarówno jako substancja naturalnie występująca, dodana w procesie produkcji lub występująca jako suplement diety często zawierający również synefrynę. Suplementy diety zawierające kofeinę i synefrynę są promowane jako skuteczne „spalacze tłuszczu” Produktem bardzo popularnym a jednocześnie, którego spożycie w dzisiejszych czasach cały czas rośnie są tzw. „energy drinki” z którymi na pewno każdy z nas spotkał się odwiedzanym przez nas markecie. Napoje te zawierają w swoim składzie kofeinę oraz szereg innych substancji jak: tauryna czy glukuronolakton. W zależności od substancji współwystępujących w produktach zawierających kofeinę, jej oddziaływanie na zdrowie może być różne. Na działanie kofeiny może również wpływać wiele innych czynników jak: wiek, stan fizjologiczny (ciąża, laktacja) predyspozycje genetyczne, spożywane leki oraz napoje zawierające alkohol [5].

Dawka śmiertelna i niebezpieczna dla zdrowia człowieka

Jednorazowa dawka śmiertelna dla kofeiny wynosi około 10 do 14 g czyli około 150 do 200 mg/kg masy ciała. Spożycie kofeiny w podzielonych dawkach w łącznej ilości powyżej 10g przyczynia się do wystąpienia konwulsji oraz wymiotów. Objawy ustępują po około 6 godzinach. Obserwuję się również występowanie skutków ubocznych po spożyciu kofeiny w ilości powyżej 1g do których zalicza się nerwowość, podenerwowanie, niepokój, majaczenie, wymioty, drżenie nerwowo-mięśniowe i drgawki [4]. 

Jednorazowa bezpieczna dawka kofeiny dla dorosłych

Jako jednorazową bezpieczną dawkę dla dorosłych określa się spożycie kofeiny na poziomie 3 mg/kg masy ciała.  Dawka ta określa spożycie niezależne od źródła. Spożycie napoju energetycznego w ilości dostarczającej 200 mg kofeiny w porcji nie będzie przyczyniało się do negatywnego wpływu pozostałych składników napoju na stan układu krwionośnego, nawodnienie czy układ nerwowy. Jednak warto zauważyć, że jednorazowe spożycie kofeiny na poziomie 100 mg w niedługim czasie przed pójściem spać może przyczynić się do pogorszenia jakości i długości snu u niektórych konsumentów. Spożycie 100 ml alkoholu w połączeniu z bezpieczną dawką kofeiny, przez osobę ważącą 70 kg również nie przyczyni się do negatywnego oddziaływania kofeiny na organizm człowieka niezależnie od źródła kofeiny włączając w to Energy drinki.

Dzienne bezpieczne spożycie dla dorosłych

W przypadku całkowitego dziennego spożycia kofeiny bezpieczna dawka mieści się na poziomie 400 mg, co daje 5-7 mg/kg masy ciała dla osoby ważącej 70kg. Przy spożyciu nieprzekraczającym powyższych zaleceń nie zaobserwowano wpływu kofeiny na działanie toksyczne, gęstość mineralną kości, układ krwionośny, ryzyko występowania nowotworów oraz płodność wśród mężczyzn. Podana bezpieczna dawka bierze również pod uwagę spożycie napojów typu Energy drink oraz alkoholu. Jak podaje powyższy raport spożycie kofeiny w 7 z 13 analizowanych krajów przekracza wartość dziennego spożycia uznaną jako bezpieczną. Procent osób przekraczających zalecane dzienne spożycie mieści się między 6 a 33% a jako główne źródło kofeiny podaję się kawę [5].

🔎 Przeprowadzono także badanie wśród Polaków [31]. W badanej grupie 43% osób przekraczało standardową dawkę. Również w Polsce największym źródłem kofeiny była kawa – 65%.

Kobiety w ciąży

Z oczywistych względów brakuję badań dotyczących jednorazowej bezpiecznej dawki kofeiny. Natomiast w przypadku całkowitego dziennego spożycia 200 mg kofeiny nie powoduje niekorzystnych skutków związanych z niska masą urodzeniową dziecka. Należy jednak zaznaczyć, że dane dotyczące powyższych ustaleń są ograniczone [5].

Kobiety karmiące piersią

Podobnie jak w przypadku kobiet w ciąży mamy do czynienia z ograniczoną ilością dowodów naukowych dotyczących bezpieczeństwa spożycia kofeiny. Jednak według ustaleń EFSA pojedyncza dawka 200mg oraz dzienne spożycie kofeiny na poziomie 200mg nie powinno negatywnie wpływać na zdrowie noworodka karmionego piersią [5].

Dzieci i młodzież

🔎 W Polsce od 2024 istnieje zakaz sprzedaży napojów energetycznych osobom poniżej 18. roku życia oraz w automatach, placówkach oświatowych. Napoje na czarnej liście to te z dużą zawartością kofeiny i tauryny. Za napój z dodatkiem kofeiny uważa się taki, w którego składzie znajduje się kofeina w proporcji przewyższającej 150 mg/l, z wyłączeniem substancji występujących w nim naturalnie [32].

W przypadku dzieci i młodzieży nie posiadamy wystarczającej ilości danych dla określenia dawki bezpiecznej. Dane dotyczące dawki, która wywołuję zaburzenia jakości oraz skrócenie czasu snu u dzieci i dorosłych pokrywają się ze sobą. Jeśli chodzi o jednorazową bezpieczną dawkę, według danych którymi dysponowała EFSA ustalono poziom 3 mg kofeiny/kg masy ciała jako poziom bezpieczny. Wśród młodzieży między 10 a 18 rokiem życia, w 6 z 16 analizowanych krajów dawka kofeiny pobrana z pożywieniem była wyższa niż bezpieczna.

W 9 z 16 analizowanych krajów spożycie kofeiny wśród dzieci między 3 a 10 rokiem życia oraz niemowląt między 12 a 36 miesiącem życia również przekracza bezpieczną dawkę.  Jako główne źródło kofeiny w diecie dzieci i młodzieży podaję się czekoladę, której zwiększona konsumpcja prowadzi do nadmiernej podaży kofeiny. Ze względu na brak dostępnych informacji dotyczących długoterminowego spożycia kofeiny przez dzieci, jako górny bezpieczny limit spożycia został ustalony poziom jednorazowego bezpiecznego spożycia czyli 3 mg/kg masy ciała na dobę. W związku z ustaleniem powyższego spożycia na poziomie jednorazowej dawki, dzienne spożycie kofeiny wśród dzieci i młodzieży z analizowanych krajów również przekracza zalecane normy [5].

Zawartość kofeiny w produktach żywnościowych (na podstawie [1,3,6]):

Produkt zawierający kofeinę	Porcja	Zawartość kofeiny w mg	Jednorazowe spożycie *	Spożycie w ciągu doby**
Kawa rozpuszczalna	250 ml	60	833 ml	1666 ml
Kawa parzona	250 ml	80	660 ml	1320 ml
Espresso	50 ml	107	95 ml	190 ml
Starbucks duża	480 ml	550	175 ml	350 ml
Starbucks średnia	360 ml	375	195ml	390 ml
Starbucks mała	240 ml	250	195 ml	390 ml
Mrożona kawa	500 ml	30-200	3,33-0,5 l	6,66-1 l
Herbata:
1 min parzenia	150 ml	9-33	3,33-0,9 l	6,66-1,8 l
3 min parzenia	150 ml	20-46	1,5-0,65 l	3-1,3 l
5 min parzenia	150 ml	20-50	1,5-0,6 l	3-1,2 l
Mrożona herbata	360 ml	22-36	3,3-2 l	6,6-4 l
Mleko czekoladowe	60 g	5-15	2,4-800 g	4,4-1,6 kg
Tabliczka czekolady	100 g	12-15	1,7-1,4 kg	3,4-2,8 kg
Coca-cola	355 ml	46	1,6 l	3,2 l
Cola zero	355 ml	46	1,6 l	3,2 l
Pepsi	355 ml	38	1,9 l	3,8 l
Pepsi zero	355 ml	36	2 l	4 l
Red bull	250 ml	80	630 ml	1,26 l
Żel sportowy	40 g	25	8 sztuk (320 g)	16 szt. (640 g)
Suplementy zawierające kofeinę	1 tabletka	100-200	1-2 tabletki	2-4 szt.
Suplementy zawierające kofeinę	1 miarka	900	0,22 miarki (200 mg)	0,44 miarki (400 mg)
Suplementy zawierające kofeinę	1/3 miarki	300	0,66 porcji (200 mg)	1,32 porcji (400 mg)
Leki przeciwbólowe	1 tabletka	32-65	6,3 – 3 tabletek	13-6 tabletek
Leki przeciwbólowe na receptę	1 tabletka	32-100	6,3- 2 tabletek	13-4 tabletek
Diuretyki	1 tabletka	100-200	1-2 tabletki	2-4 tabletek

Bezpieczeństwo stosowania suplementów diety zawierających skoncentrowaną dawkę kofeiny

Sproszkowane formy kofeiny

Łatwość dostarczenia dawki kofeiny negatywnie wpływającej na zdrowie człowieka wzrasta wraz z jej koncentracją w produkcie. W sprzedaży dostępne są różne produkty zawierające kofeinę. Jednym ze sposobów dostarczania kofeiny jest jej skoncentrowana forma w postaci sproszkowanego suplementu diety. Pojedyncze opakowanie może zawierać nawet 10 kg kofeiny. Dawkowanie sproszkowanej formy kofeiny pozwala na dostarczenie w bardzo małej objętości bardzo dużej dawki substancji aktywnej, pojedyncza miarka może zawierać nawet 900mg kofeiny. Stanowi to 4,5 krotność bezpiecznej jednorazowej dawki. W przypadku tak dużych opakowań zwiększa się ryzyko spożycia produktu po okresie przydatności lub spożywania nadmiernych dawek w celu spożycia produktu przed upływem powyższego terminu. Kolejnym ważnym aspektem związanym ze spożyciem sproszkowanych form kofeiny jest błąd pomiarowy. Mianowicie użytkownicy często nie posiadają dołączonej wystandaryzowanej miarki a ich wagi kuchenne nie są w stanie odmierzyć 200mg produktu. Prowadzić to może do przekroczenia rekomendowanej jednorazowej porcji produktu oraz nadmiernego spożycia kofeiny w ciągu dnia. Istnieją również przypadki pomiaru gramatury kofeiny w gramach a nie miligramach co prowadzi do toksycznego działania na organizm oraz zgonu. Błędy pomiaru mogą również dotyczyć domowych metod, w postaci odmierzania porcji kofeiny w łyżeczkach. Spożycie „czubatej” a nie płaskiej łyżeczki produktu może zwiększyć porcję o 200% [7].

Płynne formy kofeiny

Choć powyższe formy są rzadziej spotykane na rynku to również są dostępne. Zdarza się ze produkty te sprzedawane są w formie pojemników zwierających setki zalecanych porcji. Zgodnie z zaleceniami producentów jedna łyżeczka produktu zawiera około 80 mg kofeiny.  Produkty te są często przeznaczone do rozcieńczenia. Użytkownik, który nie wykona tego procesu lub wykona go w sposób nie prawidłowy może spożyć toksyczną lub nawet śmiertelną dawkę kofeiny. Podobnie jak w przypadku formy sproszkowanej również i w tej formie może dojść do błędnych pomiarów ilości spożywanego produktu np. zamiana łyżeczki na łyżkę lub spożycie ilości porównywalnych do spożycia kawy bez świadomości o wielokrotnie większej zawartości kofeiny w skoncentrowanym środku. Również i w tym przypadku problemem jest brak wystandaryzowanych miarek dla danego produktu co może się przyczynić do przyjęcia dawki toksycznej [7].

Dodatkową kwestią jest zafałszowanie produktów czyli niezgodność produktu z opisem, co w przypadku suplementów diety może być bardzo powszechnym zjawiskiem. Dlatego też, biorąc pod uwagę wszystkie powyższe kwestie należy z bardzo dużą dozą ostrożności podchodzić do korzystania z suplementów diety pochodzących z niepewnych źródeł, sprzedawanych w postaci bardzo dużych opakowań zarówno w postaci proszku oraz płynu. 

Wpływ spożycia kofeiny w połączeniu z synefryną, alkoholem oraz substancjami dodatkowymi w napojach typu „Energy drink”

Według raportu EFSA dotyczącego bezpieczeństwa spożycia kofeiny, łączne spożycie kofeiny z innymi substancjami zawartymi w napojach typu „Energy drink”, nie przyczynia się do negatywnego oddziaływania na układ krążenia, centralny układ nerwowy oraz stan nawodnienia, gdy spożycie to nie przekracza jednorazowo 200mg kofeiny. W przypadku spożycia alkoholu, jednorazowa dawka, o której wcześniej wspomniano nie przyczynia się do subiektywnego odczucia upojenia alkoholowego gdy jednorazowe spożycie kofeiny nie przekracza poziomu 200mg. Synefryna stosowana jako składnik suplementów odchudzających w połączeniu z kofeiną, postrzegana jest jako substancja wpływająca na zwiększenie ryzyka chorób sercowo naczyniowych. Jednak jak pokazuje raport, w tej chwili brakuje danych dotyczących jej szkodliwego działania w połączeniu z kofeiną, zwłaszcza jeśli jest spożywana przed intensywnym wysiłkiem fizycznym. Podobne wnioski zostały postawione w stosunku regularnego spożycia kofeiny. Jeśli podaż kofeiny w ciągu dnia nie przekracza 400 mg (5,7 mg/kg masy ciała dla osoby ważącej 70 kg) spożycie alkoholu oraz napojów typu „Energy drink” nie przyczynia się do pogorszenia stanu zdrowia. Na pytanie dotyczące przewlekłego stosowania synefryny z kofeiną ze względu na zbyt małą liczbę informacji oraz brak badań na ludziach, naukowcy nie byli w stanie postawić konkretnych wniosków [5].

Podsumowując, dawki nie przekraczające rekomendowanych nie przyczyniają się do rozwoju chorób układu sercowo naczyniowego, zwiększonego ryzyka rozwoju nowotworów, zmniejszonej gęstości mineralnej kości, zmian w zachowaniu oraz obniżenia płodności wśród mężczyzn [8].

Łączenie napojów typu „Energ drink” z alkoholem

Ciekawą kwestią wartą poruszenia jest łączenie napojów typu „Energy drink” z alkoholem. W pewnym momencie ogólnodostępne były gotowe mieszaniny obu napojów. Jednak zostały one wycofane z rynku w USA ze względu na swoje potencjalnie negatywne działanie. Wśród młodzieży ta mieszanka nadal cieszą się popularnością.  Jak pokazują badania spożycie powyższych napojów łącznie przyczynia się do zwiększonego spożycia alkoholu w krótkim czasie, zmniejszenia odczuwania upojenia alkoholowego, zwiększonego tempa spożycia alkoholu oraz zwiększonego ryzyka regularnego nadmiernego spożycia. Podobne badania dotyczące wpływu łącznego spożycia kofeiny i alkoholu nie pokazywały podobnych zależności [8].

Dawka czyni truciznę

Założenia braku toksycznego działania kofeiny samej w sobie oraz w połączeniu z innymi substancjami, zakładają nieprzekroczenie określanej przez EFSA dawki. Jednak przy założeniu, że pojedynczy Energy drink zawiera około 80 mg kofeiny spożycie pojedynczego napoju dla osoby ważącej 70kg w przeliczeniu na mg na kg masy ciała daje nam 1,1mg. W przypadku nastolatka ważącego o połowę mniej wartość ta wynosi już 2,2mg/kg masy ciała. Należy również wziąć pod uwagę, że spożycie 400mg kofeiny nie wymaga od konsumenta, aż tak dużo wysiłku jak nam się wydaję.  Przykładowo osoba, która spożyje poranną małą kawę z sieci Starbucks, następnie przed treningiem spożyje suplement zawierający kofeinę oczywiście w rekomendowanej przez producenta dawce, a w dalszej kolejności na treningu będzie spożywać Energy drink, może w znacznym stopniu przekroczyć owe 400mg.  Podobnie sytuacja ma się w przypadku łączenia Energy drinków z alkoholem. Jak pokazują badania spożycie alkoholu jest zwiększone ze względu na połącznie obu napojów. Nie ulega wątpliwości ze potrzebne są dalsze badania dotyczące zależności pomiędzy powyższymi kwestiami a stanem zdrowia. Jednak z całą pewnością można stwierdzić ze przekroczenie bezpiecznego spożycia dla większości z wyżej wymienionych substancji nie wymaga od konsumenta zbyt wielu starań. Prawdopodobieństwo to zwiększa się w przypadku skoncentrowanych form kofeiny sprzedawanych w opakowaniach o dużych pojemnościach oraz w przypadku łączenia napojów energetycznych z alkoholem.

Wpływ spożycia kofeiny na organizm człowieka

Wpływ na funkcje reprodukcyjne

Dane dotyczące wpływu spożycia kofeiny na płodność są sprzeczne. Niektóre badania pokazują, że przewlekłe spożycie kofeiny w dawce powyżej 200mg dziennie, zmniejsza szanse na zapłodnienie. Natomiast inne badania dotyczące powyższych kwestii pokazują, że spożycie kofeiny w ilości nie przekraczającej 400mg/dobę nie wykazuje wpływu na funkcje reprodukcyjne [8]. 

Ryzyko poronienia

Podobnie ma się kwestia wpływu spożycia kofeiny na samoistne poronienia. Niektóre metaanalizy pokazuję znaczny wzrost ryzyka poronienia u kobiet spożywających kofeinę. Według autorów w przypadku spożycia bardzo dużych ilości kofeiny sięgających 700 mg/dobę ryzyko poronienia wzrasta o 72%. W innych badaniu spożycie 100mg kofeiny dziennie zwiększało ryzyko poronienia o 7%. W opracowaniu obejmującym 2407 kobiet dotyczącym spożycia kofeiny przed poronieniem, wykazało brak związku pomiędzy powyższymi kwestiami [8].

Masa urodzeniowa dziecka

Możliwość przenikania kofeiny przez barierę łożyska, skłoniła naukowców do sprawdzenia jej wpływu na zdrowie nowonarodzonych dzieci. Niektóre badania pokazują wpływ konsumpcji kofeiny na zwiększone ryzyko niskiej masy urodzeniowej dziecka.  W przeprowadzonym wśród 1207 kobiet spodziewających się dziecka badaniu odnotowano, że pomimo zmniejszenia spożycia kofeiny pochodzącej z różnych źródeł do poziomu 100mg/ dobę w trzecim trymestrze ciąży, nie nastąpiło zmniejszenie ryzyka wystąpienia niższej masy urodzeniowej dziecka. 

Dwie metaanalizy przeprowadzone prze Rhee i wsp. oraz Chen i wsp. dowodzą, że istnieje związek pomiędzy zmniejszoną masą urodzeniową dziecka a spożyciem kofeiny, które wzrasta z każdymi kolejnymi 100 mg konsumpcji dziennie. Badacze spekulują również nad potencjalnym związkiem między spożyciem kofeiny, zaburzeniami jakości i długości snu u kobiet w ciąży a ryzykiem zmniejszonej masy ciała noworodka. Jednak na ta chwilę są to jedynie spekulacje wymagające dalszych badań [8].

Okres laktacji

Istnieją również doniesienia o potencjalnie niekorzystnym wpływie kofeiny na produkcję mleka u matek karmiących. Często spotyka się zalecenia zmniejszenia spożycia kofeiny ze względu na negatywny wpływ na karmione dziecko. Jednak nie ma badań potwierdzających takowe działanie. Wśród dzieci matek spożywających powyżej 10 kubków kawy dziennie odnotowuję się podenerwowanie, marudzenie oraz problemy ze snem. Negatywny efekt związany z obecnością kofeiny w mleku matki obserwowany jest wśród noworodków urodzonych przed terminem oraz poniżej 5 miesiąca życia. Jak podają autorzy efekt ten jest spowodowany spowolnionym metabolizmem kofeiny wyżej wymienionych dzieci [8].

Nowotwory

Nie istnieją obecnie dowody na potencjalny wpływ kofeiny na powstawanie nowotworów. Badania obejmujące spożycie kofeiny poniżej 500 mg/dobę również nie potwierdziły prokancerogennego działania kofeiny. Należy jednak zaznaczyć, że badania dotyczące wpływu kofeiny na rozwój nowotworów obejmowały w większości spożycie kawy oraz herbaty [8].

Interakcje z lekami

Kofeina wchodzi w interakcję z 85 lekami. W związku z wysokim spożyciem kofeiny oraz coraz częstszym spożyciem leków ryzyko niepożądanych skutków jest coraz większe. Konieczna jest edukacja oraz przywiązywanie większej uwagi do nawyków żywieniowych związanych z spożyciem produktów zawierających kofeinę oraz zamieszczanie jej zawartości na produktach spożywczych [8].

Układ krążenia

Dotychczas odnotowano niewielki wpływ na zwiększenie ciśnienia krwi, rytm serca w zależności od dawki (bradykardia lub tachykardia), poziom wydzielania epinefryny, norepinefryny oraz reniny. Powyższe efekty mogą świadczyć o wpływie kofeiny na występowanie częstoskurczu nadkomorowego i komorowego. Pomimo rozpowszechnionego przeświadczenia o negatywnym wpływie kofeiny na układ sercowo naczyniowy jest on zależny od dawki, substancji spożytych wraz z kofeiną oraz długości ekspozycji na jej oddziaływanie.[8]

🔎 O jakiej dawce mowa? Meta-analiza badań nad wpływem suplementacji kofeiną na ciśnienie krwi postarała się przeanalizować tę kwestię [33]. Stwierdzono, że kofeina znacząco zwiększa zarówno ciśnienie skurczowe, jak i rozkurczowe u dorosłych. Efekt ten był szczególnie widoczny przy wyższych dawkach suplementacji (powyżej 400 mg/dzień) oraz w dłuższym okresie suplementacji (ponad 9 tygodni).

Toksyczność

Bardzo często spotykanym napojem wśród dzieci są Energy drinki. Jak już wcześniej wspomniano zwierają one około 80 mg kofeiny w porcji. Ryzyko przekroczenia bezpiecznej dawki w tej grupie wiekowej jest znacznie wyższe niż w pozostałej populacji. Doniesienia dotyczące negatywnych skutków zdrowotnych, spowodowanych nadmierną konsumpcją kofeiny w 15,2 % wiążą się ze spożyciem niealkoholowych napojów energetycznych.

Bronstein i wsp. Zaobserwowali 48,177 przypadków dotyczących zatrucia spowodowanego spożyciem kofeiny oraz 6,724 przypadki związane ze spożyciem napojów energetycznych. Badacze informują o nadmiernej konsumpcji napojów energetycznych wśród dzieci i młodzieży. Osoby te należą do grupy zwiększonego ryzyka ze względu na nadmierną konsumpcję powyższych napojów, brak świadomości potencjalnie niekorzystnych skutków spożycia tak dużych dawek kofeiny oraz wyższe ryzyko zależnego od dawki toksycznego działania kofeiny [8].

Kofeina wpływa na wiele kwestii związanych ze zdrowiem człowieka. Istnieje wiele niejasności co do dokładnego mechanizmu działania.  Często można się spotkać z zaleceniami zmniejszenie spożycia kofeiny w poszczególnych jednostkach chorobowych, które nie są poparte badaniami naukowymi. Nie pozostawia jednak wątpliwości fakt, że zbyt duża konsumpcja kofeiny może przyczyniać się do negatywnych skutków dla zdrowia i życia człowieka. Na szczególną uwagę zasługują tu kobiety w ciąży, kobiety karmiące piersią oraz dzieci i młodzież. Nadmierna konsumpcja jest często przyczyną niepokoju, zaburzeń jakości i długości snu oraz toksycznego działania kofeiny na ludzki organizm [8].

Jak mówił Paracelsus ‘Dawka czyni truciznę” i również w tym przypadku ma ono odniesienie do powyższych doniesień.

Wpływ kofeiny na poziom homocysteiny

Pojedyncze oraz regularne spożycie kawy jest często powiązane ze wzrastającą sztywnością naczyń krwionośnych która to jest z kolei powiązana z wysokim poziomem homocysteiny [20].

Dotychczasowe badania potwierdzają wpływ spożycia dużych ilości kawy na poziom homocysteiny. W jednym z badań oceniono, czy wysoki poziom homocysteiny jest również związany z wysoki spożyciem samej kofeiny. W badaniu wzięło udział 48 osób w wieku 19-65 lat. Podczas badania porównywano wpływ spożycia kofeiny w kapsułkach (6 kapsułek 145 mg każda), filtrowanej kawy parzonej oraz placebo na poziom homocysteiny.  Badanie wpływu kofeiny i placebo było podwójnie zaślepioną próbą. Każdy etap był poprzedzony 3 dniami stopniowego odstawienia i jednoczesnego przyzwyczajenia się do następnego etapu. Nie dotyczyło to uczestników spożywających filtrowaną kawę parzoną. Spożycie kofeiny w tabletkach wpłynęło na podniesienie się stężenia homocysteiny na czczo o średnio 0,4 ± 1.0 mol/L, natomiast efekt spożycia kawy był ponad dwa razy większy i wynosił 0.9 ± 1.2 mol/L. Co istotne ilość kofeiny w spożywanej kawie była zbliżona do tej w tabletkach. Jak donoszą autorzy w ich poprzednim badaniu wykazano 30% wzrost poziomu homocysteiny wywołany spożyciem kawy. Jednak ilość kawy była znacznie większa w stosunku do użytej w przytoczonym badaniu [18].

Informacje zawarte w niektórych publikacjach, wiążą kwas chlorogenowy zawarty w kawie ze zwiększonym poziomy homocysteiny wśród osób regularnie spożywających kawę [20].

W badaniu sprawdzającym zależność pomiędzy spożyciem kawy oraz polifenoli w niej zawartych a ryzykiem rozwoju chorób sercowo naczyniowych stwierdzono, że umiarkowane spożycie kawy w ilości od 1 do 3 kubków dziennie zawierającej od 101 do 337 mg polifenoli posiada korzystny wpływ na zmniejszenie występowania hiperhomocysteinemi. Podkreślono również fakt ze najistotniejszym czynnikiem przyczyniającym się do zwiększonego stężenia homocysteiny w surowicy jest spożycie folianów. [19].

Tolerancja na działanie kofeiny

Już przed rokiem 1981 sprawdzano wpływ kofeiny na zdrowie ludzi którzy ,choć ciężko w to uwierzyć nie spożywali dotychczas kawy. W wyniku tychże badań zaobserwowano już wcześniej wspomniane właściwości kawy dotyczące wpływu na receptory adenozynowe. Naukowcy postanowili jednak sprawdzić jak taka sama procedura będzie wpływać na osoby które regularnie spożywają kawę.  W badaniu zaobserwowano ze po 3 dniach regularnego spożycia kawy, 3 razy dziennie o całkowitej zawartości kofeiny na poziomie 250 mg/dobę wpływ na ciśnienie krwi, poziom katecholamin w osoczu i moczu zmniejszył się [9].

Badania dotyczące wytworzenia przez organizm tolerancji na działanie kofeiny cały czas trwają. Jak podkreślają badacze regularne picie kawy przyczynia się do rozwoju tolerancji po kilku dniach od rozpoczęcia spożycia. Dane dotyczące wpływy kofeiny spożywanej chronicznie na układ sercowo naczyniowy są niespójne. W jednej z metaanaliz przeprowadzonej przez Noordzij i wsp. wykazano, że regularne picie kawy wpływa na zwiększenie ciśnienia skurczowego i rozkurczowego. Jednak jako niekorzystny wpływ na układ krążenia podaje się działanie diterpenów a nie kofeiny. Wnioski te potwierdzają badania dotyczące spożycia kawy filtrowanej oraz nie filtrowanej w które wzrost stężenia frakcji LDL cholesterolu obserwuję się jedynie w przypadku kawy nie filtrowanej. Należy jednak zaznaczyć ze istnieją również badania wykazujące podobny wpływ na frakcję LDL niezależnie od metody parzenia kawy [10].

Wnioski dotyczące wpływu regularnego picia kawy oraz wytworzenia tolerancji na jej działanie na układ sercowo naczyniowy są niejasne. Często dopatruję się zależności pomiędzy uwarunkowaniami genetycznymi a wpływem kofeiny na zdrowie. Brak konkretnych wyników badań epidemiologicznych oraz klinicznych nie pozwala jednoznacznie stwierdzić, że regularne spożycie kofeiny wpływa negatywnie na organizm człowieka. Za te niejasności dotyczące powyższych badań, może odpowiadać wytworzenie się tolerancji na spożycie kofeiny a co za tym idzie niwelowanie jej wpływu na układ krążenia. Jednak jak już wcześniej wspomniano, wyniki badań w tej kwestii są niejednoznaczne. Ponadto niezbędne są długofalowe badania dotyczące chronicznego spożycia kofeiny a nie jak w większości przypadków kawy lub herbaty. Napoje te zawierają szereg związków bioaktywnych. o zróżnicowanym wpływie na organizm człowieka, co może zaburzać wyniki dotychczasowych badań [10].

Wykorzystanie kofeiny w sporcie

Jako że kofeina jest jedną z najczęściej stosowanych oraz najbardziej rozpowszechnionych używek na świecie, to również w sporcie znalazła swoje zastosowanie. Przez wiele lat kofeina znajdowała się na liście substancji zakazanych przez Międzynarodowy Komitet Olimpijski. Jednak w 2004 roku została usunięta z listy substancji niedozwolonych Światowej Agencji Antydopingowej (WADA). Dokładny mechanizm wpływu kofeiny na zdolności wysiłkowe nie jest do końca poznany. Jednak upatruję się jej działania w zmniejszonym wykorzystaniu glikogenu mięśniowego jako substancji energetycznej, jednoczesnym zwiększeniu lipolizy oraz dostępności wewnątrzmięśniowych triacylogliceroli. Jako główny mechanizm odpowiedzialny za powyższe działanie przedstawia się wpływ kofeiny na receptory adenozynowe.

Kolejny mechanizm, który może wpływać na poprawę wydolności poprzez stosowanie kofeiny to jej wpływ na wcześniej wspomniany cAMP.  Poprzez oddziaływanie na receptor rianodynowy 1 dochodzi do uwolnienia wapnia z retikulum sarkoplazmatycznego oraz zwiększonego wychwytu powyższego pierwiastka przez miofilamenty, dzięki czemu dochodzi do pobudzenia mięśniowego i zwiększonego zaangażowania jednostek motorycznych. Ostatnim potencjalnym mechanizmem, który może wpływać na ergogeniczne właściwości kofeiny jest jej wpływ na centralny układ nerwowy a dokładnie na zmniejszone odczuwanie zmęczenia prawdopodobnie związany z uwalnianiem katecholamin oraz neurotransmiterów [1,2,3]. Jednak wszystkie powyższe mechanizmy są jedynie domniemanymi szlakami działania kofeiny na zdolności wysiłkowe i jak podkreśla większość autorów potrzeba większej ilości badań na ludziach, aby móc uznać je jako pewne.

Wpływ kofeiny na wydolność fizyczną sportowców 

Wykorzystanie kofeiny w sporcie przez wiele lat było uznawane jako doping co może świadczyć o jej właściwościach ergogenicznych. W publikacji z 2019 roku o charakterze przeglądu parasolowego (umbrella review) dotyczącej wpływu kofeiny na wydolność fizyczną sportowców podsumowano wyniki 21 mataanaliz. Był to pierwszy przegląd literatury tego typu skupiający się na wpływie kofeiny na zdolności wysiłkowe sportowców. Wyniki powyższego przeglądu pokazują, że kofeina wpływa korzystnie na wydolność aerobową, siłę mięśniową, wytrzymałość mięśniową, moc, szybkość wykonywania ćwiczeń oraz wykonywania skoków pionowych. Wnioski te opierały się na metaanalizach o najsilniejszych dowodach naukowych [12].

W 2008 roku Burke i wsp. stworzyli ciekawą prace dotycząca kofeiny. Oprócz omówienia kwestii związanych metodologią badan nad kofeiną, przełożeniem wyników badań na rzeczywiste warunki treningowe oraz odzwierciedlenia tego działania na wynik sportowy [13]. Odchodząc na chwile od samej kofeiny warto zapoznać się z takim podejściem aby nieco z większym dystansem spojrzeć na wyniki badań laboratoryjnych i mieć na uwadze, że wynik sportowy jest składową setek jeśli nie tysięcy czynników

Ciekawa kwestią poruszaną przez prof. Burke w swoim opracowaniu jest to, że posiadamy jak do tej pory pojedyncze opracowania dotyczące wpływy kofeiny na wydolność elitarnych sportowców. Wyjaśnienie tego tematu jest dość oczywiste i zamyka się w prozaicznej odpowiedzi: elitarnych sportowców jest zaledwie garstka na świecie. Kolejną kwestią warta uwagi jest to, że włączenie do badań sportowców elitarnych jest niezwykle trudne ze względu na istotność zindywidualizowania procesu treningowego oraz żywieniowego. Przez co ujednolicenie meteodologi badawczej mogło by negatywnie wpłynąć na wyniki sportowe uczestników [13].

Jednak wracając do samej kofeiny Burke i wsp. potwierdzają ergogeniczne działanie kofeiny przekładające się zarówno na wyniki w sportach wytrzymałościowych, wysiłkach o wysokiej intensywność, sportach stop and go, sportach siłowych oraz sportach, gdzie moc mięśniowa odgrywa główną role.  W powyższej publikacji potwierdzony został, również korzystny wpływ suplementacji kofeiny zarówno przed jak i w trakcie wysiłku oraz korzyści wynikające ze stosowania relatywnie niskich jednorazowych dawek kofeiny na poziomie 2-3 mg/kg masy ciała. Jak podkreślają autorzy, w czasie publikacji opracowania brakowało, badań dotyczących wpływu kofeiny na regenerację powysiłkową oraz regenerację pomiędzy powtarzającymi się wysiłkami w krótkich odstępach czasu [13]. 

Wpływ regularnego spożycia kofeiny na jej właściwości ergogeniczne

Regularność w spożywaniu kofeiny, może mieć wpływ nie tylko na zdrowie ale również na zdolności wysiłkowe spożywających ją sportowców. W badaniu porównującym wpływ jednorazowej podaży kofeiny na wydolność fizyczną osób regularnie spożywających kawę, grupą kontrolną a grupą placebo nie zaobserwowano osłabienia działania kofeiny ze względu na regularne spożycie kawy. W teście wysiłkowym polegającym na 30 minutowej rowerowej próbie czasowej osoby spożywające kofeinę osiągnęły lepszy o 3,3% wynik w porównaniu z grupą kontrolną oraz o 2,4% lepszy wynik niż osoby otrzymujące placebo. W powyższym badaniu zaobserwowano jednak różnice osobnicze w uzyskanych wynikach. Połowa uczestników osiągnęła wyniki powyżej średniego poziomu w powyższym teście wysiłkowym. Większość badań pokazuje jednak, że nie występują istotne różnice w odpowiedzi na jednorazowe spożycie poprzedzające wysiłek fizyczny pomiędzy osobami spożywającymi na co dzień niskie, średnie lub wysokie dawki kofeiny [11].

Istnieją zalecenia dotyczące wstrzymania się od konsumpcji kofeiny na 4 dni przed zawodami w celu zwiększenia skuteczności zastosowanej suplementacji. Jednak powyższe badanie wskazuje na brak wiarygodności tych zaleceń. Ponadto zalecane dawki dla sportowców sięgają jednorazowo 3-9mg/kg masy ciała. Są to dawki często przewyższające uznane przez EFSA za bezpieczne. Suplementacja kofeiny w takiej ilości może przyczyniać się do wielu skutków niepożądanych m. in.: tachykardii, niepokoju, problemów żołądkowo jelitowych, drgawek oraz bezsenności. Niektóre badania pokazują, że osoby regularnie spożywające kawę są mniej wrażliwe na tak wysokie dawki a co za tym idzie rzadziej występują u nich niepożądane skutki jej stosowania.  Jednak stwierdzenia tego nie należy uznać jako fakt ze względu na różnice osobnicze w metabolizowaniu kofeiny oraz zgłoszeniu przez wszystkich uczestników wymienionego wyżej badania, niezależnie od wcześniejszego spożycia kawy tych samych skutków ubocznych wynikających ze stosowania kofeiny [11].

Badanie Lara i wsp. obejmowało dwa 20 tygodniowe protokoły podczas, których jedna grupa spożywała codziennie 3 mg kofeiny na kilogram masy ciała, natomiast grupa druga spożywała kapsułki placebo. Następnie badani wykonywali test polegający na  stopniowanym wysiłku do wyczerpania na ergometrze  wraz z 15 sekundowy sprintem. Wysiłek odbywał się po 60 minutach od spożycia kapsułki zawierającej kofeinę, Autorzy wykazali korzystny wpływ kofeiny na zdolności wysiłkowe przez 20 dni suplementacji, jednak osłabione jej działanie podczas testu. Podobne wnioski uzyskano w teście wysiłkowym oceniającym wpływ regularnego spożycia kofeiny na rzut piłka lekarską oraz test skoku pionowego [16].   

Różnice pomiędzy spożyciem kawy a kofeiny syntetycznej

Kofeina może być dostarczana do organizmu w różnej postaci. Najczęściej wybieraną przez sportowców formą jest kawa lub suplement diety. Jednak ze względu na zawartość dodatkowych substancji bioaktywnych w kawie jej wpływ na zdolności wysiłkowe może się różnić od postaci syntetycznej. Dodatkowym mankamentem jest trudność w ocenie ilości spożywanej kofeiny ze względu na różnice jej zawartości w kawie, uwarunkowane chociażby rodzajem ziaren lub metoda parzenia. Dla przykładu ziarna Robusty zawierają o 40-50% więcej kofeiny aniżeli Arabiki [1].

W jednym z badań przeprowadzonych w 2013 roku na wytrenowanych rowerzystach oraz triatlonistach wyniki pokazały, że spożycie zarówno kawy jaki i suplementu zawierającego kofeinę wpływało na polepszenie wyników podczas próby czasowej w porównaniu do kawy bezkofeinowej oraz placebo. Przy jednoczesnym braku różnic pomiędzy grupą spożywającą kawę a grupą suplementowaną kofeiną w tabletkach. W trakcie próby polepszeniu uległy zarówno prędkość jak i średnia generowana przez uczestników moc. W badaniu nie zaobserwowano, jak można by przypuszczać po spożyciu kofeiny, różnicy w oksydacji kwasów tłuszczowych pomiędzy grupami podczas wysiłku o ustalonym tempie. Istotną kwestią jest ujednolicona podaż kofeiny zarówno w postaci suplementu jak i kawy która wynosiła 5 mg/kg masy ciała [14].

W przypadku badań dotyczących wpływu formy kofeiny na wzrost siły mięśniowej wyniki są niejednoznaczne i często nie pokrywają się z powyższymi wnioskami. W przypadku wpływu kofeiny na siłę mięśniową, metaanalizy obejmujące swoim zakresem spożycie kawy jako źródło kofeiny nie wykazywały korzystnych efektów. Jednak jak podkreślają autorzy nie zaobserwowano dotychczas znaczących różnic farmakokinetycznych pomiędzy powyższymi formami podaży kofeiny. Konieczne są dalsze badania nad formą podaży kofeiny w przypadku jej potencjalnych właściwości erogenicznych w sportach siłowych [15].

Kofeina jest jednak zawarta również w wielu innych produktach. W latach 2012, 2013 oraz 2014 Del Coso i wsp. potwierdzili korzystny wpływ napojów energetycznych zawierających kofeinę na zdolności wysiłkowe sportowców. W 2002 roku Cox i wsp. wykorzystali Coca-colę, która również zawiera kofeinę w celu sprawdzenia jej wpływu na wydolność kolarzy szosowych podczas próby czasowej. Wynikiem powyższego badania był wzrost wydolności o około 3%. W kolejnym badaniu potwierdzono, że główny efekt związany z poprawą wydolności był związany ze spożyciem kofeiny [3].

Zależność pomiędzy wiekiem, płcią, stanem wytrenowania, porą spożycia a działaniem kofeiny

Badania dotyczące wpływu kofeiny na zdrowie człowieka oraz wydolność fizyczną często dają sprzeczne informacje. Metabolizm kofeiny oraz jej wpływ na powyższe kwestie jest uzależniony od wielu czynników. W artykule przeglądowym Pickering i Grgic z 2019 roku poruszanych jest wiele czynników które mogą warunkować odpowiedź na stosowanie kofeiny [16].

Pora dnia a działanie kofeiny

Zegar dobowy organizmu oraz cyrkulacje w wydzielaniu hormonów mogą wpływać na zdolność układu mięśniowego do wykonywania wysiłku. Niektóre badania pokazują, że trening wykonywany popołudniu przekłada się większą ilość wykonanej pracy podczas wysiłku aniżeli ten sam wykonany rano [16]. Co prawda organizm adaptuję się do wielu z tych zmiennych jednak nie pozostaje bez znaczenia fakt, że istnieją pewne zależności związane z funkcjonowaniem organizmu w zależności od pory dnia. 

Wykorzystanie kofeiny jako stymulanta w godzinach porannych, może wpływać na podniesie wydajności podczas treningu i zmniejszenie niekorzystnego wpływu wczesnej pory dnia na jakość wykonywanego wysiłku. Poranna suplementacja kofeiny może się również przyczynić do zniwelowania uczucia zmęczenia związanego z wieczornym treningiem wykonanym w dniu poprzednim. Badania pokazują, że kofeina stosowana rano nie wywołuje tylu niepożądanych skutków co ta stosowana wieczorem. Jak pokazują niektóre artykuły kofeina stosowana rano, może w większym stopniu przyczyniać się zwiększenia wydolności niż ta stosowana w godzinach popołudniowych. Jednak wyjaśnieniem tego może być zmniejszona wydolność na porannym treningu w porównaniu do popołudniowego. Jak wskazują autorzy istnieją również badania wskazujące na brak zależności między spożyciem kofeiny, porą dnia a jej działaniem na wydolność. Natomiast w celu określenia dokładnego wpływu pory dnia na działanie kofeiny konieczne są dalsze badania [16].

Poziom wytrenowania

W badaniach przeprowadzonych przez Collomp i wsp. oraz Astorino i wsp. wykazano, że wzrost wydolności podczas treningu wywołany spożyciem kofeiny był widoczny jedynie u wytrenowanych sportowców. Różnice te mogą być związane ze zwiększoną wrażliwością receptorów adenozynowych A2A u wytrenowanych mężczyzn [16].

Jednak istnieją również badania, które nie potwierdzają zwiększenia zdolności wysiłkowych w wyniku stosowania kofeiny u osób wytrenowanych w stosunku do osób niewytrenowanych [23]. Dość ciekawą hipotezą jest również to, że u osób wytrenowanych szczególnie na wysokim poziomie istnieje mała szansa na poprawę wyników związanych ze stosowaniem kofeiny. Jest to związane z osiągnieciem limitu rozwoju dla ludzkiego organizmu przez osoby na bardzo wysokim poziomie wytrenowania [16]. 

Nie ulega wątpliwości ze potrzebne są dalsze poszukiwania w celu określenia zależności pomiędzy stanem wytrenowania a oddziaływaniem kofeiny. Dotychczasowe badania na ludziach nie dostarczają dostatecznej ilości danych oraz dają sprzeczne wyniki.   

Różnice międzypłciowe

W zdecydowanej większości badań dotyczących stosowania kofeiny uczestnikami są mężczyźni. Dlatego też w wyniku tychże rozbieżności ciężko jest porównywać różnice pomiędzy wpływem kofeiny na mężczyznę a kobietę. W badaniach, w których prowadzono obserwacje dotyczące wpływu kofeiny na mężczyzn i kobiety uzyskano podobne rezultaty w obu przypadkach. W jednym z badań grupa mężczyzn i kobiet przyjęła dawkę kofeiny w wysokości 3 mg/kg masy ciała na 90 minut przed treningiem. Wśród żeńskiej grupy uczestników zaobserwowano różnice w koncentracji kofeiny w osoczu po treningu, co może świadczyć o wolniejszym, uwarunkowanym genetycznie metabolizmie kofeiny wśród kobiet. Kwestia ta jednak wymaga dalszych badań [16].

Wiek

Większość badań dotyczących wpływu kofeiny na zdolności wysiłkowe prowadzona jest wśród młodych sportowców. Niektóre opracowania zajmują się również kwestią wpływu kofeiny na zdolności wysiłkowe osób starszych. Wyniki świadczą o zwiększonej wrażliwości osób starszych na działanie kofeiny. Zaobserwowano korzystny wpływ na funkcje psychomotoryczne jak szybkość reakcji oraz poziom skupienia. Jednak badań dotyczących powyższego zagadnienia jest zaledwie kilka i na ich podstawie ciężko wysnuć jednoznaczne wnioski [16].

Wpływ kofeiny na nawodnienie

W 2016 roku powstało bardzo ciekawe badanie dotyczące wpływu wielu popularnych napojów na stan nawodnienia sportowców. W badaniu analizowano wpływ 13 różnych napojów na stan nawodnienia poprzez ustalenie wskaźnika nawodnienia (BHI). Wskaźnik BHI został ustalony jako ilość zatrzymanej wody po 2 godzinach od spożycia płynów w stosunku do spożytej wody.  Uczestnikami było 72 nawodnionych i będących na czczo mężczyzn. Każdy z uczestników spożywał wodę oraz 3 z dostępnych napojów. Jednym z napojów była kawa. Poziom wydalania moczu dla kawy, soku pomarańczowego, herbaty, coli oraz kilku innych napojów po 4 godzinach od spożycia był zbliżony do tego który zaobserwowano po spożyciu wody [17].  

 W innym badaniu dotyczącym wpływu kofeiny na nawodnie, 59 uczestników spożywało przez 6 dni rosnące dawki kofeiny sięgające 6 mg/kg masy ciała. Po okresie zwiększonej konsumpcji kofeiny, zbadane zostały markery związane z nawodnieniem. Nie odnotowano zmian w poziomie nawodnienia wśród uczestników badania. Powyższe obserwacje potwierdzają inne badania wśród mężczyzn spożywających 5mg kofeiny / kg masy ciała przez 4 dni oraz wśród 50 mężczyzn spożywających od 3 do 6 kubków kawy przez 3 następujące po sobie dni. W każdym z badan nie zaobserwowano negatywnego wpływu zwiększonego spożycia kofeiny oraz jej efektu diuretycznego na zdrowie uczestników [8].  

Kofeina a efekt placebo

Zainteresowanie tematem efektu placebo w ostatnich latach jest coraz większe Często efekty uzyskiwane przez spożycie potencjalnie korzystnych substancji wpływających na szereg funkcji naszego organizmu, nie są w żaden sposób potwierdzone przez badania naukowe. Mimo to wiele osób zgłasza ich korzystne działanie. Wyniki badan dotyczące wpływu kofeiny na wyniki sportowe są często niejednoznaczne a nawet sprzeczne. Warto więc zadać sobie pytanie czy może za to być odpowiedzialny wyżej wymienione zjawisko. 

W badaniu na 6 dobrze wytrenowanych rowerzystach sprawdzano wpływ efektu placebo na wydolność aerobową. Zawodnicy otrzymali informację o korzystnym działaniu kofeiny oraz zostali poinformowani o przebiegu badania. Naukowcy poinformowali zawodników o dwóch 10 km próbach czasowych w których w pierwszej otrzymają 4,5 mg kofeiny/kg masy ciała natomiast w drugiej 9 mg kofeiny/ kg masy ciała jednak w obu próbach otrzymali placebo. Co ciekawe nastąpiła poprawa osiąganych wyników w związku ze świadomością suplementacji kofeiną. Jeszcze ciekawszą kwestią jest to, że poprawa wyników była tym większa im większa była dawka kofeiny jaką sportowcy myśleli, że otrzymują [21].

W badaniu przeprowadzonym na doświadczonych zawodnikach sportów siłowych sprawdzano efekt placebo dotyczący spożycia kofeiny. Zawodnicy zostali poinformowani o wzięciu udziału w badaniu dotyczącym wpływu spożycia kofeiny na wyniki siłowe. Jednak za każdym razem otrzymywali placebo. Uczestnicy przed rozpoczęciem badania zostali zaopatrzeni w wyniki badań świadczące o korzystnym wpływie kofeiny na wyniki siłowe. W badaniu wykorzystano pomiar siły maksymalnej oraz całkowitej liczby powtórzeń z zastosowaniem urządzenia do prostowania jednonóż siedząc. Zawodnicy wykonali 2 powtórzenia więcej a odczucie trudności w skali RPE było niższe, kiedy wierzyli że spożyli kofeinę. Naukowcy stwierdzili ze wyniki powyższego badania pokrywają się z wynikami dotyczącymi faktycznego spożycia kofeiny [22].

W jednym z badań dotyczących wpływu suplementacji kofeiny na wyniki siłowe osób nie wytrenowanych, zaobserwowano podobne zwiększenie siły w przysiadzie ze sztangą. Wynik maksymalnego ciężaru (1RM) dla tego ćwiczenia wzrósł o 11 % u osób stosujących kofeinę oraz o 9% u osób spożywających placebo wśród osób nie wytrenowanych. Autorzy badania przywołują wyniki innych badaczy które wykazywały brak wzrostu siły w analogicznie prowadzonych doświadczeniach. W przypadku osób wytrenowanych nie zaobserwowano znacznej poprawy w wyniku 1RM dla przysiadu. W badaniach dotyczących wzrostu siły w wyciskaniu na ławce płaskiej na jedno maksymalne powtórzenie, dotyczące osób wytrenowanych odnotowano niewiele większą poprawę wyniku w porównaniu do placebo. Autorzy stwierdzili, że ​​placebo wywołuję podobną poprawę wyników siłowych jak spożycie kofeiny. Niektóre z wcześniej opublikowanych badań są jednak sprzeczne z powyższymi wynikami. Oczekiwania dotyczące stymulującego efektu spożycia kofeiny mogły wpłynąć na korzystne wyniki w przypadku grupy placebo. Kwestia różnic pomiędzy osobami wytrenowanymi i nie wytrenowanymi pozostaje otwarta i wymaga dalszych badań.  [23]

Wpływ polimorfizmów genetycznych na działanie kofeiny

Jak już wcześniej wspomniano kofeina jest substancją której działanie jest uzależnione od wielu czynników. Wiele z nich zostało już omówione we wcześniejszej części artykułu. Na uwagę zasługuję jednak jeszcze kwestia genetycznych uwarunkowań metabolizmu kofeiny. Do tej pory najwięcej uwagi poświecono genowi CYP1A2 wpływającemu na tempo metabolizmu kofeiny. Innym genem wpływającym na indywidualne działanie kofeiny jest ADORA2A, który wpływa na wrażliwość na odczuwanie działania kofeiny. Zidentyfikowano również gen AHR który aktywuję gen CYP1A2 [1].

W zależności od występujących polimorfizmów genetycznych wpływ działania kofeiny na poszczególne jednostki może być zupełnie inny.

Jak już wcześniej wspomniano najlepiej przebadanym pod kątem działania kofeiny genem jest CYP1A2. Jednak wyniki dotyczące powyższych badań obejmują małą liczbę uczestników oraz wykazują niewielki lub brak wpływu poszczególnych polimorfizmów na metabolizm kofeiny. W badaniu, w którym wzięło udział 101 uczestników wykazano że spożycie kofeiny na poziomie 4 mg/ kg masy ciała wykazało działanie erogeniczne w przypadku genotypu AA, brak wpływu w przypadku genotypu AC oraz pogorszenie wyników w przypadku genotypu CC. Potencjalnym wyjaśnieniem powyższych wyników może być wpływ CYP1A2 na cytochrom P450 1A2, który przyśpiesza metabolizm kofeiny dzięki czemu jej metabolity takie jak paraksantyna, teobromina oraz teofilina mogą dodatkowo wpływać na właściwości ergogeniczne w przypadku przyśpieszonego metabolizmu w genotypie AA. Odwrotna sytuacja ma miejsce w przypadku spowolnionego metabolizmu uwarunkowanego przez polimorfizm CC [16].

Stosowanie kofeiny w celu podniesienia wydajności wśród sportowców trenujących dyscypliny wytrzymałościowe było stosowane od wielu lat a jej udowodnione działanie zostało poparte wieloma badaniami naukowymi. W przypadku sportów siłowych często spotyka się z działaniem kofeiny na poziomie efektu placebo. W związku z niejednoznacznymi wynikami badań warto przytoczyć powstałe w 2020 roku dwuczłonowe badanie dotyczące wpływu polimorfizmów genów CYP1A2 oraz ADORA2A na wyniki siłowe osób spożywających kofeinę. 

W pierwszym z nich oceniano uwarunkowany polimorfizmem genu CYP1A2 (rs762551)  wpływ kofeiny na wyniki siłowe w wyciskaniu sztangi na ławce poziomej z różnym procentem ciężaru maksymalnego, prędkość, moc, jakość i ilość powtórzeń podczas wykonywania powyższego ćwiczenia do upadku mięśniowego. Oceniano również wysokość skoku pionowego oraz moc mięśniową w teście Wingate. W badaniu wzięło udział 22 mężczyzn posiadających co najmniej 6 miesięcy stażu treningowego z co najmniej 2 treningami oporowymi w tygodniu.  W wynikach nie zaobserwowano zależności pomiędzy rodzajem polimorfizmu a wpływem kofeiny na wyniki wyciskania sztangi na ławce poziomej. W każdym analizowanym elemencie z wyjątkiem szczytowej mocy wyjściowej przy 50% 1RM zaobserwowano istotną statystycznie poprawę wyników ze względu na suplementację kofeiny. Zaobserwowano również większą prędkość wykonywania ćwiczenia u osób z genotypem AC/CC w porównaniu do genotypu AA. W przypadku testu skoku w pionie nie zanotowano istotnych statystycznie różnic pomiędzy poszczególnymi genotypami. Jednak efekt suplementacji kofeiny był znaczący w porównaniu do placebo. Również w teście Wingate nie zaobserwowano różnic pomiędzy osobami posiadającymi różne polimorfizmy genu CYP1A2. Jednak efekt działania kofeiny na moc mięśniową był zauważalny [24].

W przypadku wpływu polimorfizmu genu ADORA2A (rs5751876) na erogeniczne właściwości kofeiny w sportach siłowych naukowcy zaobserwowali zależność pomiędzy powyższą mutacją a erogenicznym działaniem kofeiny. Jednak jak podkreślają autorzy wyniki są sprzeczne z innymi doniesieniami literaturowymi. Wyjaśnieniem tego może być inna płeć badanych oraz różnice w oddziaływaniu danej mutacji w genie ADORA2A na ergogeniczne właściwości kofeiny [25]. Różnice międzypłciowe w metabolizmie kofeiny obserwowano również w przypadku polimorfizmów genu CYP1A2 [16].W przypadku obu badań występowały różnice w charakterze wysiłku. Grgic i wsp. zastosowali wysiłek o charakterze anaerobowym natomiast Lou i wsp. o charakterze aerobowym [25].

Należy również podkreślić, że w przypadku każdego z genotypów odnotowano poprawę wyników w powyższych testach i posiadanie genotypu CT/CC nie przekreśla korzystania z pozytywnych właściwości kofeiny na wyniki siłowe w przypadku wykorzystanych w badaniu testów.

Wpływ kofeiny na wyniki w sportach siłowych

W metaanalizie z 2018 roku przeprowadzonej przez Grgic i wsp. podsumowano dotychczasowe badania dotyczące wpływu kofeiny na siłę i moc mięśniową. Literatura wchodzące w skład analizy dotyczyła pomiaru siły maksymalnej i mocy mięśniowej i zawierała w sumie 20 opracowań. Wyniki analizy mówią o korzystnym wpływie kofeiny zarówno na siłę jak i moc mięśniową. Wpływ ten mieścił się w zakresie od małego do umiarkowanego co nie znaczy, że był to wpływ mało znaczący. Wcześniejsze metaanalizy oceniające wpływ kofeiny na siłę mięśniowa nie potwierdzają jednak powyższych obserwacji [26].

Wpływ kofeiny na siłę górnej i dolnej części ciała

Powyższa analiza wskazuję na większy wpływ kofeiny na siłę mięśniową górnej części ciała. Co ciekawe w innych opracowaniach autorzy wykazują większy wpływ suplementacji kofeiną na duże grupy mięśniowe jak te dolnej części ciała. Co uwarunkowane jest większą rekrutacją jednostek motorycznych zawartych dużych grupach mięśniowych, w porównaniu do małych grup mięśniowych [26].

W badaniu Talis i Yavuz z 2017 roku oceniano wpływ niskich i wysokich dawek kofeiny na siłę maksymalną kończyny górnej i dolnej podczas wysiłku o charakterze koncentrycznym i ekscentrycznym. W badaniu wzięło udział 10 niewytrenowanych mężczyzn. Uczestnicy spożywali kofeinę w dawkach 3 i 6 mg/kg masy ciała. Wyniki zostały uzyskane z wykorzystaniem dynamometru izokinetycznego. W badaniu oceniano średnia i maksymalną siłę ekscentryczną i koncentryczną zginaczy łokcia oraz prostowników kolana. Nie zaobserwowano jednak korzystnego wpływu zastosowanej suplementacji na średnią i maksymalną siłę koncentryczną i ekscentryczną zginaczy łokcia oraz ekscentrycznej siły prostowników kolana niezależnie od zastosowanej dawki. Wyniki powyższego badania wskazują jednak na potencjalnie korzystne działanie kofeiny na siłę koncentryczną oraz ilość powtórzeń podczas wysiłku polegającym na wielokrotnym powtarzaniu danego ruchu w przypadku prostowników kolana [27].  Powyższe obserwację dotyczące korzystniejszego wpływu suplementacji kofeiny na większe grupy mięśniowe pokrywają się z kilkoma innymi badaniami. Jednak należy zauważyć, że są to ruchy izolowane które ciężko porównać do przysiadów ze sztanga, martwego ciągu czy wyciskania sztangi na ławce poziomej które są głównymi składowymi takich sportów jak Trójbój siłowy.

Trójbój siłowy

Jednak również w przypadku wysiłku o charakterze wielostawowym a dokładnie w Trójboju siłowym sprawdzono wpływ suplementacji kofeiną na siłę maksymalną której pomiar uzyskano przez maksymalny podniesiony ciężar w danym boju. Dotychczasowe badania wykazały korzystny wpływ kofeiny na siłę mięśniową. W metaanalizie przeprowadzonej przez Grgic i wsp. zebrano informacje z 10 badań dotyczących wpływu kofeiny na maksymalny podniesiony ciężar [28]. Wyniki pokrywały się z poprzednią przeprowadzoną przez Grgic i wsp. analiza i wykazywały większy efekt na siłę mięśniową górnej części ciała [26].

W badaniu dotyczącym wpływu suplementacji kofeiny na siłę dolnej połowy ciała w którą oceniano na podstawie wykonania testu polegającego na wykonaniu przysiadu z wolnym ciężarem w przeciwieństwie do poprzednich badań, które wykorzystywały przysiad na suwnicy Smith’a lub maszynę do wyciskania siedząc. W badaniu 17 trenujących siłowo mężczyzn spożyło dawkę kofeiny w wysokości 6 mg/kg masy ciała. W wyniku czego odnotowano 3% wzrost w podniesionym obciążeniu w porównaniu do placebo. Podobne badanie z niższą podażą kofeiny również wykazało wzrost podniesionego obciążenia w teście z wykorzystaniem przysiadu z wolnym obciążeniem. W przypadku wyciskania sztangi na ławce płaskiej również zaobserwowano ergogeniczny efekt zastosowania kofeiny [28]. Oczywiście tak mała liczba doniesień świadczących o korzystnym wpływie kofeiny na dwa z pośród trzech rodzajów ćwiczeń wykonywanych na zawodach trójbojowych nie daje pewności co do faktycznego jej wpływu, na wzrost siły w wykonywanych ćwiczeniach. Jednak biorąc pod uwagę coraz większą ilośc badań potwierdzających korzystny wpływ kofeiny na poprawę wyników siłowych należy rozważyć potencjalne korzyści wynikające z suplementacji u startujących w zawodach trójboistów [15,16,24,25,27,28].

Kulturystyka

Ze względu na charakter wysiłku zasadność suplementacji rozważana jest również w kulturystyce. Według Helms i wsp. [29] kulturyści mogą czerpać potencjalne korzyści z suplementacji kofeiny jednak dane dotyczące powyższego zastosowania są ograniczone a dawka uznawana jako ergogeniczna znajduję się na pograniczu bezpiecznej. Autorzy zwracają również uwagę na chroniczne spożycie kofeiny oraz wiążące się z tym możliwe ograniczenie jej właściwości. W niniejszym opracowaniu omówiono już brak wpływu regularnego spożycia kofeiny na wytworzenie tolerancji na pojedynczą wysoką dawkę jednak dane te dotyczyły sportowców wytrzymałościowych [11].

CrossFit

Dyscypliną sportu w której istotną rolę odgrywa siła, moc oraz wytrzymałość mięśniowa jest CrossFit. Dotychczas przytoczone badania pokazywały korzystny wpływ suplementacji kofeiny na powyższe parametry, Jednak dane dotyczące zastosowania kofeiny w dyscyplinie jaką jest CrossFit są bardzo ograniczone. Autorzy jednego z badań oceniali wpływ jednorazowej podaż kofeiny w ilości 5mg/kg masy ciała na wykonanie jednego z treningów o nazwie „Cindy”. Trening ten zakłada wykonanie jak największej ilości obwodów złożonych z 5 podciągnięć na drążku, 10 pompek oraz 15 przysiadów „Air Squat” w ciągu 20 minut. Uczestnicy wykonali trening dwa razy z 7 dniową przerwą między nimi. W rezultacie nie zaobserwowano różnicy w ilości wykonanych powtórzeń pomiędzy kofeiną a placebo [30]. Należy jednak podkreślić, że treningi CrossFit są bardzo zróżnicowane i powyższe wyniki nie powinny być stosowane w odniesieniu do całej dyscypliny a jedynie do powyższego treningu. 

Podsumowanie

W powyższym opracowaniu bardzo często spotkać się można z określeniami: wymagana jest większa ilość badań, wyniki są sprzeczne lub niejednoznaczne. Świadczy to o dużej ilości niewiadomych dotyczących suplementacji kofeiny. Powstają coraz to nowe opracowania dotyczące wpływu omawianej substancji na zdrowie oraz wydolność człowieka. Pewne jest że przekraczanie dawek uznanych jako bezpieczne jest zachowaniem co najmniej ryzykownym i warto mieć na uwadze że może prowadzić do wystąpienia wielu skutków ubocznych. Stosowanie suplementów diety pochodzących z mało wiarygodnych źródeł może prowadzić do tych samych konsekwencji jak te wymienione wyżej. Stosowanie kofeiny w sporcie choć jest powszechne, nadal budzi często uzasadnione kontrowersje. Warto jednak śledzić najnowsze doniesienia na temat zarówno korzystnych jak i nie korzystnych skutków odziaływania kofeiny na wydolność fizyczną. Warto również rozważyć czy suplementacja kofeiny w danym przypadku jest konieczna, czy nie spowoduje negatywnych skutków oraz czy potencjalne korzyści są na tyle istotne, że warto wdrożyć ją do suplementacji. 

Bibliografia

1. Asker Jeukendroup, Michael Gleeson, Sport Nutrition. (2019).Human Kinetics
2. Martin Kohlmeier. Nutrients metabolism.(2015). Academic Press 
3. Luise Burke, Vicki Deakin, Clinical sport nutrition.(2015). 5th edidion Mc Graw Hill Education
4. Institute of Medicine. Caffeine for the Sustainment of Mental Task Performance: Formulations for Military Operations. (2001). Washington, DC: The National Academies Press.
5. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2015.4102 
6. http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/search/
7. https://www.fda.gov/files/food/published/Guidance-for-Industry–Highly-Concentrated-Caffeine-in-Dietary-Supplements-DOWNLOAD.pdf
8. Temple, J. L., Bernard, C., Lipshultz, S. E., Czachor, J. D., Westphal, J. A., & Mestre, M. A. (2017). The Safety of Ingested Caffeine: A Comprehensive Review. Frontiers in psychiatry, 8, 80.
9. Robertson, D., Wade, D., Workman, R., Woosley, R. L., & Oates, J. A. Tolerance to the humoral and hemodynamic effects of caffeine in man. (1981)The Journal of clinical investigation, 67(4), 1111–1117.
10. Wierzejska R., Kofeina – Powszechny składnik diety i jej wpływ na zdrowie. (2012). Rocz Panstw Zakl Hig, 63, Nr 2, 141 – 147.
11. Lívia de Souza Gonçalves i wsp. Dispelling the myth that habitual caffeine consumption influences the performance response to acute caffeine supplementation. (2017). J Appl Physiol 123: 213–220,
12. Grgic J., i wsp., Wake up and smell the coffee: caffeine supplementation and exercise performance—an umbrella review of 21 published meta-analyses.(2020). Br J Sports Med.;54:681–688.
13. Louise M. Burke,. Caffeine and sports performance.  Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, (2008), 33(6): 1319-1334,
14. Adrian B. Hodgson  i wsp.,The Metabolic and Performance Effects of Caffeine Compared to Coffee during Endurance Exercise. PLoS ONE 8(4): e59561. 
15. Jozo Grgic i wsp. Effects of caffeine intake on muscle strength and power: a systematic review and meta-analysis. (2018) Journal of the International Society of Sports Nutrition  15:11; 
16. Pickering, C., & Grgic, J.. Caffeine and Exercise: What Next?. (2019)Sports medicine (Auckland, N.Z.), 49(7), 1007–1030. 
17. Ronald J Maughan, i wsp., A randomized trial to assess the potential of different beverages to affect hydration status: development of a beverage hydration index (2016).Am J Clin Nutr 103: 717-723, 2016
18. Petra Verhoef, i wsp. Contribution of caffeine to the homocysteine-raising effect of coffee: a randomized controlled trial in humans, The American Journal of Clinical Nutrition, (2002) Volume 76, Issue 6, December, Pages 1244–1248,
19. Miranda, A. M., Steluti, J., Fisberg, R. M., & Marchioni, D. M. Association between Coffee Consumption and Its Polyphenols with Cardiovascular Risk Factors: A Population-Based Study. (2017). Nutrients, 9(3), 276. 
20. Dongwoo Lim i wsp., Conflicting Effects of Coffee Consumption on Cardiovascular Diseases: Does Coffee Consumption Aggravate Pre-existing Risk Factors? (2020).Processes , 8, 438;
21. Beedie CJ, Stuart EM, Coleman DA, Foad AJ. Placebo effects of caffeine on cycling performance. (2006).Med Sci Sports Exerc.;38(12):2159-2164.
22. Michael J. Duncan  i wsp. Placebo Effects of Caffeine on Short-Term Resistance Exercise to Failure- International Journal of Sports Physiology and Performance, (2009), 4, 244-253,
23. Brooks JH, Wyld K, Chrismas BCR Acute Effects of Caffeine on Strength Performance in Trained and Untrained Individuals. (2015)  J Athl Enhancement 4:6.
24. Grgic J., i wsp.CYP1A2 genotype and acute effects of caffeine on resistance exercise, jumping, and sprinting performance. (2020) Journal of the International Society of Sports Nutrition  17:21. 
25. Grgic J., i wsp., ADORA2A C Allele Carriers Exhibit Ergogenic Responses to Cafeine Supplementation. (2020) Nutrients, 12, 741,
26. Jozo Grgic i wsp. Effects of caffeine intake on muscle strength and power: a systematic review and meta-analysis. (2018) Journal of the International Society of Sports Nutrition  15:11;- 
27. Tallis, J., & Yavuz, H. C. M.. The Effects of Low and Moderate Dose Caffeine Supplementation on Upper and Lower Body Maximal Voluntary Concentric and Eccentric Muscle Force. (2018). Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 43, 274-281.
28. Jozo Grgic, i wsp., Caffeine Supplementation for Powerlifting Competitions: an Evidence-Based Approach. (2019), Journal of Human Kinetics volume 68/2019, 37-48 
29. Helms, E.R., Aragon, A.A. & Fitschen, P.J. Evidence-based recommendations for natural bodybuilding contest preparation: nutrition and supplementation. (2014). J Int Soc Sports Nutr 11, 20,
30. Jesse A. Stein, i wsp. Acute Caffeine Supplementation Does Not Improve Performance in Trained CrossFit® Athletes. (2020).Sports, 8, 54;
31. Bulczak, E. M., & Chmurzyńska, A. U. (2023). Caffeine Consumption in Polish Adults: Development and Validation of a Polish Questionnaire for Assessing Caffeine Intake. Journal of the American Nutrition Association, 1–7. Advance online publication. https://doi.org/10.1080/27697061.2023.2172749 
32. https://orka.sejm.gov.pl/proc9.nsf/ustawy/3258_u.htm
33. Abbas-Hashemi SA, Hosseininasab D, Rastgoo S, Shiraseb F, Asbaghi O. The effects of caffeine supplementation on blood pressure in adults: A systematic review and dose-response meta-analysis. Clin Nutr ESPEN. 2023 Dec;58:165-177. doi: 10.1016/j.clnesp.2023.09.923. Epub 2023 Sep 30. PMID: 38057002.

• Data pierwotnej publikacji: 5.08.2020
• Data ostatniej aktualizacji o wyniki badań: 21.01.2024