LA CAFFEINA È UNO DEGLI
INTEGRATORI PIÙ COMUNEMENTE UTILIZZATI DAGLI SPORTIVI
PER AUMENTARE LE LORO PERFORMANCE. IN UNA
VALUTAZIONE DI 20.686 CAMPIONI DI URINA DI ATLETI D’ÉLITE, IL 73,8% DEI CAMPIONI CONTENEVA CAFFEINA IN CONCENTRAZIONI SUPERIORI A 0.1 ΜG·ML−1, INDICANDO CHE TRE ATLETI SU QUATTRO CONSUMAVANO CAFFEINA PRIMA O DURANTE LA COMPETIZIONE SPORTIVA1.
MECCANISMI D’AZIONE2
La caffeina può esercitare i suoi effetti ergogeni- ci tramite:
a) l’antagonismo dei recettori dell’adenosina, aumentando la vigilanza e diminuendo lo sforzo percepito;
b) un aumento dell’ossidazione dei lipidi, pre- servando l’utilizzo di glicogeno muscolare e fornendo energia;
c) un aumento della mobilizzazione degli ioni calcio, favorendo la contrazione muscolare.
È possibile che un fattore o una combinazione di questi possa essere responsabile degli effetti ergogenici della caffeina.
di Paolo Levantino
Farmacista clinico e giornalista scientifico.
Presidente Agifar Palermo e Consigliere nazionale Fenagifar
CAFFEINA
E PRESTAZIONI SPORTIVE
RICERCA SCIENTIFICA
ERGOGENICA IN DIVERSE CONDIZIONI AMBIENTALI
Si è indagato se la caffeina possa esser utile, an- che, durante gli eventi che si svolgono al caldo o ad alta quota che comportano ulteriori sfide fi- siologiche (ad esempio, tensione cardiovascola- re, termoregolazione, diuresi) per gli atleti. Ga- nio e colleghi13 hanno riscontrato che la caffeina (2 dosaggi da 3 mg / kg) è similmente ergoge- nica sia in condizioni ambientali fresche (12° C) che calde (33° C). Allo stesso modo, Pitchford et.14 al hanno riportato un miglioramento non significativo, ma notevole, delle prestazioni nelle prove a cronometro in bicicletta con il caldo (35
° C e 25% di umidità relativa) dopo il consumo di caffeina (3 mg / kg) rispetto all'ingestione di placebo. Va sottolineato che sebbene la caffei- na possa indurre una lieve perdita di liquidi, la maggior parte della ricerca15-16 ha confermato che il consumo di caffeina non altera in modo significativo lo stato di idratazione, non esacerba la disidratazione o mette a repentaglio la ter- moregolazione durante l'esercizio al caldo. Ad oggi, solo quattro indagini hanno invece esami- nato gli effetti della caffeina sulla prestazione fi- sica in condizioni ipossiche. I risultati supportano gli effetti benefici della caffeina nel diminuire gli effetti negativi dell'ipossia mediante una riduzio- ne della percezione dello sforzo17.
DOSAGGIO
Zhang et al.18 hanno studiato gli effetti dell'inge- stione della caffeina a dosi basse (3 mg/kg), mo- derate (6 mg/kg ) e alte (9 mg/kg ) sulle presta- zioni cognitive e sull'attivazione cerebrale. I loro risultati indicano che l'ingestione di dosi inferiori di caffeina innesca maggiori effetti sulla cogni- zione e sull'attivazione cerebrale (a) rispetto a dosi moderate e più alte. Ciò avvalora due studi precedenti19-20 che sottolineavano che l'uso di dosi moderate o più elevate induceva prevalen- temente effetti periferici a livello muscolare (b,c).
PERFORMANCE
Secondo quanto riportato dall’International So- ciety of Sport Nutrition3, la caffeina ha dimostra- to di migliorare le prestazioni durante l’esercizio fisico, sia in attività che comportano una pre- dominanza del metabolismo ossidativo, come gli sport di resistenza4-5, sia in quelle che com- portano una predominanza del metabolismo non ossidativo, come gli sport che richiedono un elevata velocità di movimento e potenza6-7, sia in attività con un metabolismo misto, come negli sport di squadra8 o da combattimento9 o nel tennis10. Spesso si osserva solo un picco- lo aumento delle prestazioni di resistenza ma questo può portare a differenze significative nei posizionamenti poiché gli atleti sono spesso se- parati da piccoli margini. La resistenza aerobica sembra essere la forma di esercizio con i benefi- ci più consistenti. Esempi di sport aerobici sono:
la camminata, la corsa (jogging), il ciclismo, il nuoto (a bassa intensità) e lo sci di fondo.
VIGILANZA E RIDUZIONE SENSAZIONE DI FATICA
La caffeina promuove un umore più favorevole, aumenta la vigilanza e riduce la sensazione di fatica11. Tali effetti sono particolarmente utili soprattutto negli atleti che praticano sport con elevate esigenze sia a livello fisico che cognitivo.
Ad esempio, il calcio è altamente aerobico, ma include anche un mix di potenza anerobica e ca- rico cognitivo, con tutti e tre i fattori che contri- buiscono alle prestazioni e al successo del gio- catore. Antonio et al12 hanno valutato gli effetti di una bevanda energetica a base di caffeina sulla vigilanza psicomotoria in un piccolo grup- po di 20 uomini e donne, addestrati all’esercizio fisico, e hanno dimostrato che il consumo acuto di 300 mg di caffeina produce un miglioramento significativo nel tempo medio di reazione della vigilanza psicomotoria.
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TEMPISTICA DELLA SOMMINISTRAZIONE Il momento più comune per l’integrazione di caffeina è 60 minuti prima dell’esercizio, poiché si ritiene che dopo 60 minuti dall’ingestione, i livelli plasmatici di caffeina siano ai valori massimi21. A seconda dell’esercizio però si è visto che il timing cambia. Infatti, una revisione recente22 riferisce che nelle gare più lunghe gli atleti hanno un maggior beneficio quando l’assunzione avviene nel mo- mento di maggiore affaticamento.
Il momento ottimale di assunzione dipende poi dalla fonte di caffeina. Se si utilizzano, infatti, gom- me da masticare a base di caffeina l’effetto sarà più rapido rispetto alle capsule, in quanto l’assor- bimento avviene già attraverso la cavità buccale estremamente vascolarizzata23. Ryan et al.24 hanno così osservato che l’ingestione di gomme alla caffina migliora le prestazioni in bicicletta quando assunte immediatamente prima dell’esercizio e non quando somministrata 1 o 2 ore prima.
Oltre al suo uso isolato, è stata studiata anche la cinetica di assorbimento di diverse dosi di caffeina in combinazione con i carboidrati. In questi casi, i
"livelli plasmatici di picco" della caffeina sono di- ventati meno pronunciati e più allungati, indicando tempi variabili nell'assorbimento della sostanza di 120–210 minuti25.
FATTORI CHE INFLUENZANO L’AZIONE DELLA CAFFEINA
Le differenze interindividuali della risposta alla caf- feina possono essere attribuite, oltre al dosaggio e al tempo di somministrazione, alle abitudini quoti- diane dei soggetti, a fattori fisiologici e genetici.
CONSUMO ABITUALE DI CAFFEINA2
Studi sugli animali indicano che il consumo croni- co di caffeina induce adattamenti neurali correlati ai recettori dell'adenosina. Questo può diminuire l'azione stimolante della caffeina, innescando la tolleranza ai suoi effetti. Tuttavia, ci sono risultati contrastanti tra gli studi applicati alle prestazioni umane, con alcuni studi che mostrano benefici mi- nori tra i consumatori abituali di caffeina e altri che suggeriscono che il consumo abituale non influisca sulla risposta all'esercizio.
TEMPO DI ALLENAMENTO
Le attività anaerobiche e aerobiche possono godere di rendimenti migliori tra le 16:00 e le 20:00, a causa delle variazioni giornaliere del ciclo circadia- no26. Poiché la caffeina è stata identificata come una sostanza in grado di influenzare il ritmo circadiano e di regolare il jet lag, è rilevante discutere l'effetto della caffeina correlato al periodo della giornata in cui viene assunta. Diversi studi27-30mostrano che vi sono risultati migliori nei test quando assunta al mattino rispetto al pomeriggio o alla sera. L'uso di caffeina al mattino può mitigare, infatti, gli effetti circadiani sfavorevoli osservati nelle prime fasi della giornata31, come il calo di prestazione.
GRADO DI ALLENAMENTO
Ipoteticamente, il possibile miglioramento delle prestazioni mediato dall'assunzione di caffeina potrebbe essere maggiore negli individui adde- strati rispetto a quelli non addestrati, perché gli individui formati hanno un potenziale d'azione neuromuscolare maggiore32. D'altra parte, gli individui addestrati hanno una maggiore concen- trazione di recettori dell'adenosina A2a rispetto a quelli non addestrati, e potrebbero aver bisogno di più assunzione di caffeina per ottenere gli stessi effetti rispetto a soggetti non addestrati33. Gli studi sul meccanismo sono così alquanto contrastanti e sono necessarie più ricerche per far chiarezza.
GENERE
Una revisione sistematica recente34 afferma che l’integrazione di caffeina produce un beneficio ergogenico simile per le prestazioni aerobiche e l’indice di fatica negli atleti uomini e donne. Tutta- via, gli uomini sperimentano una potenza media maggiore rispetto alle donne, nonostante fosse somministrata la stessa dose di caffeina.
FATTORI GENETICI
Le varianti genetiche, come quelle che interessano CYP1A2 e ADORA2A, influenzano l’azione della caffeina35. Oltre il 95% della caffeina è metabo- lizzata dall'enzima CYP1A2, che è coinvolto nella de-metilazione della caffeina nei metaboliti primari paraxantina, teofillina e teobromina. È stato di- mostrato che il polimorfismo a singolo nucleotide (SNP) -163A> C (rs762551) altera l'attività dell'en- zima CYP1A2 e viene utilizzato per classificare gli individui come metabolizzatori "veloci" o "lenti"
della caffeina.
Il gene ADORA2A è un altro modificatore genetico degli effetti della caffeina sulle prestazioni. È stato dimostrato che il recettore dell'adenosina A2A, co-
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dificato dal gene ADORA2A, regola la richiesta di ossigeno del miocardio e aumenta la circolazione coronarica mediante vasodilatazione. L'antagoni- smo dei recettori dell'adenosina dopo l'ingestione della caffeina è modificato dal gene ADORA2A, porta ad un miglioramento nella trasmissione della dopamina e al rilascio di noradrenalina e adrenali- na36.
CONCLUSIONI
Dalla rassegna di studi emerge che la caffeina migliora le prestazioni fisiche e cognitive durante l’attività fisica se consumata a dosi di 3-6 mg/kg di massa corporea e che il momento ottimale per l’ingestione varia a seconda della fonte di caffeina e dal tipo di esercizio eseguito. Le differenze inter- individuali nella risposta alla caffeina dipendono essenzialmente da fattori genetici, dalle abitudini e dalle caratteristiche fisiche del soggetto. Tutti questi aspetti devono così esser presi in considerazione per futuri progetti di ricerca per individuare delle linee guida che permettano una supplementazione adeguata della caffeina a seconda dei soggetti.
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Figura 2.Fattori che influenzano l’azione della caffeina.
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