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咖啡因提升耐力運動表現

你累了嗎?來點咖啡因吧!咖啡因有效提升運動表現已概略說明,咖啡因的來源、機轉與注意事項,而咖啡因也是耐力運動選手的愛用增補劑,究竟咖啡因如何提升耐力運動表現,以下容營養師娓娓道來。

對大腦的影響

影響中樞神經 (大腦) 是咖啡因目前最主要的機轉解釋,而這個機轉源自於一篇動物實驗 (人腦實驗不容易啊):腺苷酸 (adenosine) 是一種神經調節劑,除了會降低清醒程度和警覺性外,還會降低具有刺激性的神經傳導物質濃度。老鼠在運動前分別注入大腦4種不同物質組合:1. NECA (腺苷酸相似物質) 2. 安慰劑 3. 咖啡因 4. 咖啡因+NECA ,來檢測老鼠跑步至力竭時間。 結果顯示,咖啡因組有顯著最長的運動時間,而咖啡因+NECA與安慰劑是沒有差別的,運動時間最短的則是NECA,如下圖。

咖啡因和其他物質注入老鼠大腦對耐力跑的影響

這結果證明,咖啡可以增加耐力運動時間,而NECA會抵消咖啡因的效果,又因為咖啡因的結構與腺甘酸相似,由此推測,咖啡因藉由競爭抑制腺苷酸,來增加清醒程度、警覺性,降低疼痛感受。

對肌肉的影響

咖啡因對於肌肉影響有3個層面:1. 改變荷爾蒙濃度 2. 影響細胞電解質 3. 降低疼痛感

1. 改變荷爾蒙濃度

「打或逃反應」所產生的壓力荷爾蒙–腎上腺素與正腎上腺素濃度,會改變能量調節、增加肌肉收縮、心跳率、血管收縮、警覺性,而攝取高濃度的咖啡因 (5-9毫克/公斤體重) 會增加此兩種荷爾蒙血液濃度,藉此增加運動表現。

2. 影響細胞電解質

咖啡因也許能透過增加肌肉細胞中的鈣離子釋出,以增進肌肉收縮,另外,咖啡因參與了肌肉細胞的膜電位的改變,進而影響肌肉收縮。

因此,運動時攝取咖啡因更有POWER!

3. 降低疼痛感

攝取咖啡因已證實可以藉由降低疼痛感來改善運動疲勞感受,而增加運動表現。其中可能原因是,攝取咖啡因,可以促進中樞神經釋出多巴胺,以降低疼痛感,維持肌肉力量輸出。

醣類的代謝影響

根據統合研究分析了21篇對照試驗,在運動前或運動中共同攝取咖啡因和醣類,相較於只有攝取醣類,耐力運動表現是顯著較佳的!其中可能的機轉,在小型研究中發現,咖啡因會增加糖類的吸收率和使用率,然而並非每篇都有這結果,最理想的解釋仍是咖啡因對於中樞神經的影響。

另外,在一篇小型研究中,在運動力竭後共同補充咖啡因與醣類,肝糖回補速率比只有補充醣類來的好。若賽程緊湊,且不影響睡眠和不過量的情況下,可以試試看賽後增補咖啡因搭配醣類幫助肝醣恢復,利於準備下場比賽。

脂肪組織的代謝影響

我們都知道,耐力運動的成績與肝醣存量有關,除了執行肝醣超補之外,節省肝醣消耗也是一種好方法。根據2020年的統合研究,分析了19篇在運動前攝取咖啡因對脂質氧化 (利用) 的影響,結果發現,咖啡因增補劑量>3.0 毫克/公斤體重能顯著增加脂質利用率,也許藉此節省肌肉肝糖消耗,而增加運動表現。

咖啡因與耐力運動表現

了解了上述咖啡因的詳細機轉,接下來介紹,攝取咖啡因對耐力運動表現的影響吧!

自行車

˙16名自行車手交叉重複測試3種試驗:在運動前90分鐘攝取咖啡因3毫克/公斤體重、6毫克/公斤體重、安慰劑,檢測騎到目標作功量的時間 (約1小時),發現攝取3毫克/公斤體重顯著優於安慰劑4.21%,攝取6毫克/公斤體重則是優於安慰劑2.84%

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˙110名不同專項的男性競技運動員,交叉重複試驗3種不同咖啡因劑量:2毫克/公斤體重、4毫克/公斤體重、安慰劑,檢測自行車10公里的騎乘時間,並且分析咖啡因代謝基因與表現的關係。整體來說,攝取咖啡因 (2、4毫克/公斤體重) 的表現顯著優於安慰劑3%,有趣的是,AA基因型 (代謝快) 的選手,不論是24毫克/公斤體重的咖啡因,皆顯著優於安慰劑,CC基因型(代謝慢) 只有4毫克/公斤體重優於安慰劑,然而AC基因型 (代謝慢) 攝取咖啡因沒有顯著效果

跑步

˙18名業餘跑者在跑前1小時攝取含咖啡因的500cc能量飲料 (160毫克咖啡因),與攝取代糖的安慰劑比較跑5公里的秒數,結果攝取含咖啡因的能量飲料表現顯著較佳。

˙30名專業和業餘跑者在跑前1小時攝取5毫克/公斤體重咖啡因膠囊,測試跑5公里的時間,專業跑者攝取咖啡因成績較快1%,業餘跑者則是快1.4%

˙三鐵選手 (14男12女,平日攝取咖啡因量約413 ± 505 毫克/天) 在檢測前1小時前攝取咖啡因膠囊 (6毫克/公斤體重) ,探究是否能增加三鐵成績,結果顯示攝取咖啡因整體成績能進步1.3%,其中游泳成績進步了3.7%

2018年的綜論與統合分析研究,分析跑步、自行車、划船等耐力運動與咖啡因的44篇研究,咖啡因是可以提升耐力運動表現的!

結論

咖啡因的效果會受到代謝基因和咖啡因攝取習慣影響,但整體來說,在耐力運動前60分鐘,攝取3-6毫克的咖啡因,可以提升耐力運動表現!

Reference

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