کافئین (۲)

سوء مصرف در ورزشکاران

در بين محققين علوم ورزشى اين اتفاق نظر وجود دارد که کافئين از بعضى جنبه‌ها داراى خواص نيروزا است. از آنجا کافئين يک دارو است و داراى ويژگى‌هاى نيروزائى مى‌باشد، فدراسيون‌هاى ورزشى اين نياز را احساس نموده‌اند تا مصرف آن توسط ورزشکاران را کنترل نمايند. با اين وجود به هنگام تلاش براى جلوگيرى از مصرف آن توسط ورزشکاران مشکلى بروز مى‌کند. کافئين يک مادهٔ شيميائى بسيار مرسوم در رژيم غذائى انسان است و اجتناب کامل از آن دشوار مى‌باشد. اين ملاحظات دست‌اندرکاران را بر آن داشت تا به جاى وضع قانون منع مصرف کافئين محدوده‌اى را براى مصرف آن تعيين کنند و کافئين را در بخش ۲ قوانين دوپينگ IOC به‌عنوان يک داروى داراى محدوديت مصرف (پاسخ مثبت تست بيش از ۱۲ ميلى‌گرم در ليتر ادرار) بگنجانند. قوانين دوپينگ کميتهٔ بين‌المللى المپيک (IOC) اذعان دارند که هر ورزشکار با غلظت کافئين بيش از ۱۲ ميلى‌گرم در ليتر ادرار بيش از حد مجاز مصرف نموده‌ است. اين بدان معنى است که براساس مطالعهٔ Pasman و همکاران در سال ۱۹۹۵، فرد مى‌تواند بدون مشکل 6mg/kg کافئين مصرف کند و باز پائين‌تر از محدودهٔ قانونى باقى بماند. از نقطه‌نظر عملى چهار فنجان (هر فنجان ۲۵۰ ميلى‌ليتر) قهوه مى‌تواند قبل از مسابقه و بدون خطر مثبت شدن تست مصرف شود.

غلظت‌هاى کافئين در نسج عضلانى بيشترين حد را دارند و همين امر ممکن است دليل اثرات نيروزائى آن در ورزشکاران باشد. تصور مى‌شود که کافئين زمان فعاليت تا خستگى را افزايش مى‌دهد، سطوح لاکتات را کم مى‌کند، ميزان متابوليسم گليکوژن را کاهش مى‌دهد، جابه‌جائى اسيد چرب آزاد را افزايش داده و بدين ترتيب گليکوليز و مصرف گلوکز را مهار مى‌کند و کشش و وضعيت انقباضى عضله را بهبود مى‌بخشد و انتقال تکانه‌هاى عصبى را تسهيل مى‌نمايد، تحريک‌پذيرى غشاء را افزايش مى‌دهد که ممکن است در به‌کارگيرى واحدهاى حرکتى کمک‌کننده باشد، حجم جارى ريه‌ها را افزايش مى‌دهد، استقامت عضلات تنفسى را بيشتر مى‌کند و تقلاء حس شده يا حس تلاش را کاهش مى‌دهد. با اين حال تمامى اين اثرات اثبات نشده‌اند و پيش از آنکه در مورد اثرات کافئين نتيجه‌گيرى شود، انجام تحقيقات تکميلى مورد نياز است.

کافئين نخست در اواخر دههٔ ۱۹۶۰ توجه ورزشکاران جهان را به خود جلب کرد. در اين زمان ورزشکاران قدرتى با اعتقاد به اينکه کافئين مى‌تواند کارآئى را افزايش دهد، دُزهاى بالائى از آن را مصرف مى‌نمودند. اين نظريه زمانى که تحقيقات آن زمان نشان دادند که کافئين احتمالاً اثر ناچيزى روى کارآئى بى‌هوازى دارد، تغيير نمود. مع‌الوصف تحقيقات جديدتر نشان داده‌اند که ممکن است کافئين در پاره‌اى موارد براى ورزشکاران قدرتى سودمند باشد. در تحقيقى که توسط Jacobson و همکاران انجام شد، ملاحظه گرديد که قدرت و توان در اثر کافئين افزايش مى‌يابد و تحليل قوا پس از ورزش کاهش مى‌يابد. محققين اعتقاد داشتند که اثر کافئين بر روى بافت عضلانى احتمالاً به آزادسازى سريع يون‌هاى کلسيم از شبکهٔ سارکوپلاسميک داخل عضله، کاهش ميزان برداشت يون کلسيم و افزايش در نفوذپذيرى سارکولم به يون کلسيم، از دست دادن يکپارچگى غشاء در اثر اتساع سريع توبولت‌هاى شبکهٔ سارکوپلاسميک و افزايش سطوح ATP داخل سلولى مربوط است. بدون حاشيه‌پردازى اين مطلب به‌طور ساده بيانگر آن است که مکانيسم‌هاى پيچيدهٔ انقباض عضلانى با مصرف کافئين تقويت شده و کارآمدتر مى‌گردد. با اين وجود، مطالعات متعددى نشان داده‌اند که کافئين اثر ناچيزى بر قدرت و توان دارد. در اين زمينه تعداد تحقيقات کافى نيست و قبل از نتيجه‌گيرى در مورد اثربخشى کافئين بر روى قدرت و توان ورزشکاران انجام تحقيقات بيشتر لازم است.

قسمت واقعاً جالب قضيه به کافئين و فعاليت استقامتى طولانى برمى‌گردد. امروزه توافق عمومى وجود دارد که کافئين مى‌تواند از طريق تسهيل مصرف اسيدهاى چرب براى توليد انرژي، گليکوژن کبد و عضله را حفظ کند. متأسفانه در مورد چگونگى اين امر موافقت وجود ندارد. کافئين ترشح کاته‌کولامين‌ها و کورتيزول را تحريک مى‌کند و تصور مى‌شد که اين مواد عامل اساسى آزادسازى اسيدهاى چرب آزاد باشند. اين تئورى با يک تحقيق رد شد. در اين تحقيق کاته‌کولامين‌ها و کورتيزول اگزوژن به بدن وارد شدند و مشاهده گرديد که پاسخ با اثرات کافئين مشابه نيست.

برخى تحقيقات کاهش تقلاء درک شده يا احساس تلاش را در مصرف‌کنندگان کافئين نشان داده‌اند. يک مطالعه توسط Supinski و همکاران احتمالاً نشان مى‌دهد که چرا اين امر رخ مى‌دهد. اين محققين کافئين، استقامت عضلهٔ تنفسى و حس تلاش را در طى ورزش مورد مطالعه قرار دادند و دريافتند که کافئين استقامت عضلات تنفسى را بهبود مى‌بخشد و احساس تلاش صرف شده را کم مى‌کند. اين مطالعه نتوانست مکانيسم يا مکانيسم‌هاى احتمالى افزايش استقامت عضلات تنفسى در اثر کافئين و کاهش احساس زحمت ناشى از فعاليت را به‌طور واضح مشخص سازد، ولى چنين مطرح نمود که کافئين ممکن است يک اثر ضدّدرد مرکزى داشته باشد و ممکن است ورودى عصبى به عضلهٔ ديافراگم را افزايش بخشد.

در سال ۱۹۸۷ يک پژوهش نشان داد که رژيم غذائى پرکربوهيدرات، اثرات کافئين در حين ورزش را خنثى مى‌سازد. براساس اين مطالعه ترکيب بارگيرى کربوهيدرات (عمل بارگيرى کربوهيدرات بيشتر در ورزش‌هاى شديد و طولانى مدت هوازى -بيش از ۶۰ دقيقه- و به شکل مصرف مقادير زيادى غذاهاى پرکربوهيدرات در چند روز قبل از مسابقه صورت مى‌پذيرد) و صبحانه پرکربوهيدرات قبل از مسابقه اثر مورد انتظار کافئين بر روى حرکت چربى را مهار مى‌کند. محققين بيان نمودند که اين پاسخ به افزايش سطح انسولين خون به‌ دنبال رژيم پرکربوهيدرات و مصرف اخير کربوهيدرات برمى‌گردد.

با اين حال بقيهٔ محققين اعتقاد دارند که حتى با پاسخ انسولين به مصرف کربوهيدرات، کافئين هنوز هم مى‌تواند اثر نيروزائى اعمال کند. آنها معتقد هستند که اثر اصلى کافئين بر روى ترى‌گليسريدهاى داخل عضلانى است که انسولين پلاسما اثرى بر روى آن ندارد. به‌علاوه اکثر پژوهش‌ها اثر نيروزائى را در ورزشکارانى نشان دادند که به‌طور معمول رژيم پرکربوهيدرات مصرف مى‌نمودند.

در حال حاضر، اعتقاد بر آن است که کافئين با اثر روى رسپتورها و آزادسازى اسيدهاى چرب آزاد (FFA) از سلول‌ها به‌طور مستقيم روى بافت چربى تأثير دارد. اين امر به نوبهٔ خود باعث افزايش FFA سرم مى‌شود که عضلات در حال فعاليت را تغذيه نموده و گليکورژن را حفظ مى‌کند. با اين حال هميشه اين مطلب صدق نمى‌کند، چرا که بعضى تحقيقات نشان داده‌اند که اثر حفظ گليکوژن به‌وجود مى‌آيد، ولى افزايش در FFA سرم رخ نمى‌دهد. به‌نظر مى‌رسد که کافئين ممکن است ذخيره‌سازى ترى‌گليسريدهاى عضله در زمان استراحت را افزايش داده و استفاده از اين ترى‌گليسريدها در حين ورزش را زياد نمايد. يک مطالعهٔ جالب توسط Essig و همکاران نشان داد که در صورت خوردن ۵mg/kg کافئين يک ساعت قبل از ورزش، محتواى ترى‌گليسريد عضلانى پيش از ورزش نسبت به گروه شاهد ۱۸% افزايش پيدا مى‌کند. اين مطالعه همچنين به اين نتيجه دست يافت که مصرف‌کنندگان از اين ذخاير ترى‌گليسريد داخل عضلانى افزايش يافته در مقايسه با گروه شاهد تقريباً ۱۵۰% انرژى بيشتر کسب مى‌کنند. در اين موارد مصرف گليکوژن تا ۴۲% کاهش يافته بود و چنين استنتاج شد که اين امر به خاطر افزايش مصرف اسيد چرب در ابتداى ورزش مى‌باشد.

يک ضعف مطالعات انجام شده آن بود که رژيم غذائى غنى از کربوهيدرات اثرات کافئين را در دوچرخه‌سواران خنثى نمى‌کند، چرا که اثر حفظ‌کنندهٔ کربوهيدرات کافئين ظاهراً مستقل از اثر آن بر روى FFA سرم است. چگونه اين محققين بيان مى‌کنند که کافئين فاقد اثر نيروزا در دوندگان است، ولى در دوچرخه‌سوارها با اين اثر همراه است؟ ممکن است اين ورزشکاران از گروه‌هاى عضلانى متفاوتى استفاده کنند، ولى سيستم‌هاى انرژى مشابه هستند. شايد در اين تحقيق مسئله به سطح تلاش ورزشکار برگردد. ورزشکاران دونده در ۷۵% VO2max خود فعاليت مى‌کنند که باعث مى‌شود آنها به گلوکز به‌عنوان منبع اصلى انرژى روى بياورند.

برخى محققين چنين مطرح نموده‌اند که ورزشکاران از مصرف درازمدت کافئين سود نخواهند برد، چرا که اين مصرف‌کنندگان عادتى نسبت به دارو تحمل پيدا کرده‌اند. اين عقيده بر اين اساس استوار بود که با مصرف درازمدت پاسخ کاته‌کولامين به دارو چندان بارز نيست.

با اين وجود تحقيقات جديد نشان داده‌اند که مصرف‌کنندگان عادتى کافئين مى‌توانند از مصرف کافئين در حين ورزش سود ببرند، چرا که اثر اوليه (که ارتباطى با تحريک کاته‌کولامين‌ها ندارد) در اين افراد هم ظاهر مى‌شود. از آنجا که کافئين با برخى اثرات سودمند احتمالى همراه است، در صورتى که فرد اصولاً قهوه مصرف نکرده باشد بهترين نتايج را مى‌گيرد، اما در غير اين صورت هم، از مصرف آن فايده خواهد برد.

با در نظر داشتن اطلاعات فوق ورزشکارانى که قصد دارند کافئين را در استراتژى مسابقه دادن خود بگنجانند، بايد اين کار را به‌صورت تدريجى و با احتياط انجام دهند. اين ورزشکاران بايد ابتدا کافئين را در طول تمرين به‌کار ببرند تا از نحوهٔ اثر آن آگاهى يابند. تنها در صورتى که با استفاده از کافئين در زمان تمرين مشکلى ايجاد نشود، بهتر است در زمان مسابقه نيز ورزشکار از آن استفاده نمايد.

احتمالاً بهترين برنامه، اجتناب از مصرف کافئين در ۴ تا ۶ روز آخر قبل از رخ‌داد ورزشى است. البته همان‌طور که قبلاً ذکر شد اين روش ممکن است براى مصرف‌کنندگان عادتى مناسب نباشد، چرا که در اين صورت است عوارض جانبى ناشى از ترک دارو پديدار شود. در اين موارد، تقليل مصرف کافئين تا حداقل قابل ملاحظه‌اى توصيه مى‌شود.

در روز مسابقه بايد ۳mg/kg کافئين ۴ ساعت قبل از مسابقه و ۳mg/kg ديگر يک ساعت پيش از آغاز واقعه ورزشى مصرف شود. اين ميزان تقريباً ۴۰۰ ميلى‌گرم کافئين به بدن مى‌رساند. اين برنامه از آن جهت توصيه مى‌شود که قبل از مسابقه بدن را از کافئين اشباع سازد، به‌طورى‌که زمان کافى براى تجمع ترى‌گليسريد اضافى در عضله وجود داشته باشد. افزايش سطح ترى‌گليسريد داخل عضلانى حائز اهميت است، چرا که ظاهراً عضلهٔ فعالى FFA داخل عضلانى را ترجيح مى‌دهد. مصرف زودرس کافئين ضرورى است، زيرا براى رسيدن سطح کافئين سرم به اوج، ۱تا ۲ ساعت زمان لازم است و مشخص شده که اثرات ليپوليتيک کافئين ۳ تا ۴ ساعت پس از مصرف به اوج خود نمى‌رسد.

براى به حداکثر رساندن اثرات کافئين، عدم‌مصرف کربوهيدرات از سه ساعت قبل از شروع مسابقه سودمند به‌نظر مى‌رسد. همان‌گونه که قبلاً ذکر شد شواهدى وجود دارد که ممکن است انسولين از طريق مهار ليپوليز و سوق دادن FFA موجود در سرُم به داخل سلول‌هاى چربى با برخى از اثرات سودمند کافئين مقابله نمايد.

مصرف کافئين احتمالاً در ورزشکارانى که در رقابت‌هاى طولانى مدت (بيش از يک ساعت) شرکت مى‌کنند و به خاطر ماهيت ورزش، مصرف غذا در حين فعاليت ورزشى براى آنها دشوار است، بيشترين اهميت را دارد (به‌عنوان مثال دوى ماراتن، کوه‌پيمائي، اسکى استقامتي، دوچرخه‌سوارى جاده).

در انتها، سطوح کافئين و اثرات آن را مى‌توان با مصرف گريپ‌فروت يا آب گريپ‌فروت افزايش داد. يک مادهٔ شيميائى به نام Naringin در گريپ‌فروت وجود دارد که نيمهٔ عمر کافئين را افزايش مى‌دهد. Naringin ماده‌اى است که طعم تلخ گريپ‌فروت مربوط به آن مى‌باشد و تجزيهٔ کافئين به متابوليت آن (يعنى Paraxanthine) در کبد را کُند مى‌سازد. مصرف آب گريپ‌فروت کنسروى بهترين راه‌کار است، چرا که بالاترين غلظت Naringin را دارد. اين ماده احتمالاً به ورزشکاران اجازه مى‌دهد که ضمن مصرف دُزهاى کمترى از کافئين نتايج و طول اثر بيشترى را در وقايع استقامتى طولانى مدت تجربه کنند.

در اين قسمت به نتايج تحقيقات ديگرى که در مورد اثرات کافئين انجام پذيرفته‌اند، اشاره مى‌شود. همان‌گونه که ملاحظه خواهيد فرمود اين تحقيقات گاه با نتايج متناقضى همراه بوده‌اند.

در سال ۱۹۶۵، Kershbaum،Ballet و Aspe بالا رفتن اسيدهاى چرب خون را شرح دادند که با مصرف کافئين رخ مى‌دهد. آنها نتيجه گرفتند که کافئين با افزايش مصرف چربى و بدين ترتيب دست‌نخورده ماندن ذخاير گليکوژن استقامت را بهبود مى‌بخشد.

Dalsky،Costill و Fink در سال ۱۹۷۸ با مطالعه بر روى ۹ دوچرخه‌سوار رقابتى اثرات کافئين بر روى متابوليسم عمومى را مورد بررسى قرار دادند. هر دوچرخه‌سوار پس از مصرف قهوه بدون کافئين يا قهوهٔ معمولى (حاوى ۳۳۰ ميلى‌گرم کافئين) بر روى يک دوچرخه ارگومتر با ۵۰% ظرفيت هوازى خود تا مرز خستگى رکاب زدند. دريافت‌کنندگان کافئين ۵/۱۹ درصد طولانى‌تر از گروه شاهد رکاب زدند و به‌طور قابل ملاحظه‌اى سطوح بالاترى از اسيدهاى چرب و گليسرول خون را داشتند. چنين مطرح گرديد که افزايش ليپوليز با کند کردن ميزان مصرف گليکوژن در کبد و عضله مخطط خستگى را به تعويق مى‌اندازد.

Costill، Ivy و Fink در سال ۱۹۷۹ دريافتند که کافئين کارآئى ورزشکاران را در قياس با گروه شاهد به ميزان ۴/۷% افزايش داد و در همان مطالعه اکسيداسيون چربى در ۷۰ دقيقهٔ آخر ۳۱% بالا رفت. Costill ،Essing و Von Handel در سال ۱۹۸۰ اثر کافئين بر روى ترشح انسولين و مصرف گليکوژن را در ۷ دوچرخه‌سوار مرد بدون تمرين (غير حرفه‌اي) اندازه‌ گرفتند. در قياس با گروه شاهد، گروه دريافت‌کننده کافئين ۵۱% افزايش در اکسيداسيون چربى را داشتند. بيوپسى‌هاى عضلانى ۳۹% کاهش در مصرف گليگوژن را نشان دادند. محققين چنين نتيجه گرفتند که مصرف کافئين را مى‌تواند اکسيداسيون اسيدهاى چرب و گليسرول در عضله را افزايش دهد. برعکس Perkins و Williams در سال ۱۹۷۵ هيچ اثرى را با مصرف ۴، ۷ يا ۱۰ ميلى‌گرم کافئين به ازاء هر کيلوگرم از وزن بدن در ۱۴ دانشجوئى که تا مرز خستگى ورزش کردند، نشان ندادند. اين محققين هيچ تفاوت قابل ملاحظه‌اى را بين گروه‌هاى شاهد و دريافت‌کنندهٔ کافئين در زمان ورزش ملاحظه نکردند، هرچند که در اثر کافئين افزايش سطح اسيد چرب وجود داشت.

امروزه برخى از محققين در اين که کافئين قابليت نيروزائى داشته باشد، شک دارند. Conlee در سال ۱۹۹۱ شش عامل حياتى را ذکر نمود که مسؤول تغيير در اثر کافئين بر روى کارآئى ورزشکاران هستند. اين عوامل عبارتند از دوز، نوع ورزش، شدت ورزش، تغذيهٔ قبل از ورزش، استفادهٔ قبلى از کافئين و وضعيت تمرين. او همچنين وضعيت‌هاى مطلوب براى اثر نيروزائى کافئين را تعيين نمود: استفاده در افراد بدون تمرين و کسانى که معمولاً از کافئين استفاده نمى‌کنند، دوز کافئين ۶ تا ۱۰ mg/kg محروميت از رژيم‌هاى پرکربوهيدرات و برنامه‌هاى تمرينى شامل فعاليت‌هاى طولانى مدت در ۸۵-۷۰ درصد Vo2max.

يک تحقيق جامع بر روى نتايج متناقض پژوهش‌هاى انجام شده توسط Herb، Dodd و Powers در سال ۱۹۹۳ انجام شده است. آنها تحقيقات انجام شده در مورد اثرات کافئين بر کارآئى ورزشى را از سال ۱۹۸۵ بررسى نمودند و دريافتند که مى‌توان آنها را در سه گروه عمده يعنى ورزش شديد کوتاه مدت، ورزش با افزايش تدريجى و ورزش استقامتى طولانى مدت گنجاند که هر گروه مطالعات انسانى و حيوانى را در بر مى‌گيرند:

در طى ورزش شديد کوتاه مدت نشان داده شده که کافئين در اکثر مطالعات انسانى اثرى را بر قدرت عضلانى نداشته است. ظاهراً کافئين باعث افزايش تنش عضلانى حداکثر و کاهش زمان مورد نياز براى رسيدن به حداکثر تنش مى‌گردد و اين مربوط به افزايش آزادسازى يون کلسيم از رتيکولوم سارکوپلاسمى است. با اين وجود در اين حالت يون کلسيم عضله نيز سريع‌تر کاهش مى‌يابد و زودتر به بروز خستگى منجر مى‌شود.

اخيراً اثرات کافئين بر روى ورزش با افزايش تدريجى مورد بررسى قرار گرفته است. دو مطالعه با مصرف ۱۰ تا ۱۵ mg/kgکافئين در افراد نسبتاً آماده،۱تا ۳ ساعت قبل از تست ورزش بهبود کارآئى در طى ورزش با افزايش تدريجى را نشان دادند.

در مورد اثرات کافئين بر روى ورزش استقامتى طولانى مدت نيز تحقيقاتى انجام گرفته است. Conlee در سال ۱۹۹۱ بيان نمود که شواهد به نفع اثرات مثبت نيروزائى کافئين در طى ورزش طولانى مدت قابل قبول نيستند. برعکس Herb، Dodd و Powers در سال ۱۹۹۳ مطالعاتى را بر روى اثرات کافئين در ورزش طولانى مدت انجام دادند.

براساس تحقيقات انجام شدهٔ ورزش استقامتى طولانى مدت (هفتاد و پنج الى هشتاد Vo2max) تحت‌تأثير مثبت کافئين قرار مى‌گيرد. البته اين بهبود ممکن است با محدودهٔ مجاز IOC يعنى ۱۲ ميکروگرم در ميلى‌ليتر ادرار قابل حصول نباشد.