Kofein, svaly a silový výkon?

Kofein asi není třeba nějak dlouze představovat. Mnoho z nás je na kávě a kofeinu tak trochu závislá, a mnoho z nás tuší, že by bez své ranní kávy nebyli schopni pořádně vstát z postele, natož pak kvalitně odtrénovat. Ty tam jsou doby, kdy jsme se na kofein dívali jako na nějaké černé zlo, které působí proti našemu zdraví.

Kofein a káva se v dnešní době hojně rehabilitovaly snad ve všech směrech, a již víme, že káva může mít pozitivní vliv na naše kardiovaskulární zdraví, na naši motivaci a psychiku, dokonce snad na dožití se vyššího věku. Ve vztahu k výkonu, obzvláště tomu silového, stále ale panuje mnoho neznámých a v mnoha případech jsme se omezili jen na to: „dej si kafe, to tě nakopne“. Cíl dnešního článku je tak jasný. Přiblížit si kofein ještě trochu více z pohledu funkce a vlivu na výkon, a zařadit si jej pevně do sportovní dietologie a výživy. Zároveň si zkusíme také odpovědět na otázku, zda kofein může podporovat nárůst svalové hmoty, byť jen sekundárně a přeneseně. Pojďme na to.

Krátce o kofeinu

Kofein je nejčastěji konzumovaná psychoaktivní látka na světě. Přirozeně se vyskytuje v desítkách rostlin, včetně kávy, čaje nebo kakaa. Ano, i čokoláda v sobě má kofein, zpravidla 40-50 mg na 100 g čokolády. I když je čokoláda příjemnou změnou oproti černé kávě. Tak je kofein přijímán nejčastěji ve formě nápojů, jako je káva, nealkoholické nápoje a čaj. To je tradiční a velmi kulturní pojetí pro mnoho zemí, Česko v tomto již nevyjímaje. V posledních letech však také velmi roste obliba různých energetických nápojů, kde kofein je jen jednou ze složek (ač těch nejpodstatnějších). K vysoké konzumaci kofeinu tak dochází již v nízkém dětském věku. V případě energetických nápojů je však vhodné se mít na pozoru, kofein zde není obsažen sám, a tak je třeba sledovat celý kontext účinných látek, barviv, sladidel a aromat. V posledních několika dekádách tak můžeme sledovat rostoucí oblibu konzumace kofeinových nápojů, kde jednorázová dávka na porci je od 1 mg až po 300 mg. 

V západních zemích přibližně 90 % dospělých osob pravidelně konzumuje kofein v některé z jeho podob, přičemž spotřeba kofeinu se například v USA podle průzkumu z roku 2009–2010 odhaduje na přibližně 200 mg / den (Fulgoni, 2015).

Kofein je také stále více podrobován výzkumům ve vztahu ke zdraví, a těší se tak obecně velkému zájmu nejen běžné populace, ale i vědecké obce. (Wikoff, 2017) Současně se kofein stal všudypřítomným ve sportovním světě, kde existuje velký zájem o lepší pochopení dopadu kofeinu na různé typy sportovních výkonů. Jak by také ne, honba za lepšími a lepšími výkony nemíjí jen kulturistiku, ale i sporty finančně zajímavější, jako atletika, cyklistika nebo sportovní hry včetně fotbalu a hokeje. (Higgins, 2016)

Počátky kofeinu ve sportu

Podobně jako jiné látky, i kofein neměl ve sportu snadnou cestu. V dobách sportovního dávnověku, se již aténští sportovci snažili podpořit svůj výkon a získat sportovní výhodu oproti svým soupeřům. Kofein (resp. káva) nebyl v té době sice známou látkou, ale možná v té době již někde první Etiopan vyzkoušel právě kávovník a jeho účinky. První doložené zmínky o kávě však máme až z 6. potažmo 9. století našeho letopočtu.

Moderní konzumace účinných látek a cílené suplementace kofeinu se však daleko více pojí s novodobým olympismem a snahou být úspěšný právě na tak věhlasných hrách, kterými Olympijské hry již od svého znovuzavedení v roce 1896 byly. V počátcích moderního sportu byly atlety a trenéry tajně vyvíjeny směsi rostlinných stimulantů, včetně kofeinu a dalších sloučenin, jako je kokain, strychnin, ether, heroin a nitroglycerin s cílem získat sportovní výhodu. Důkazy o ergogenních pomůckách pro předstartovní suplementaci, jejichž cílem je poskytnout konkurenční výhodu máme již z prvních Olympijských her. Užívání různých farmaceutických koktejlů vytrvalostními sportovci pokračovalo na podobné bázi. A to do doby, dokud se heroin a kokain ve 20. letech 20. století neomezovaly na koupi pouze na předpis, a dále poté, co Mezinárodní olympijský výbor (MOV) na konci 60. let zavedl antidopingové programy (Ljungqvist, 2017).

V této době hovoříme také o prvních seriózních výzkumech věnovaných kofeinu. Některé z nejdříve publikovaných studií o kofeinu pocházely od dvou psychologů a kolegů Williama Riverse a Haralda Webbera z Cambridgeské univerzity, kteří se oba zajímali o fyziologický a psychologický dopad látek, jako je právě kofein nebo alkohol. Rivers a Webber, kteří používali sami sebe jako subjekt zkoumání, sledovali vliv kofeinu na svalovou únavu během výkonu. Pozoruhodně dobře navržené studie provedené v letech 1906 až 1907 využívaly dvojitě zaslepené placebem kontrolované studie a standardizaci stravy (včetně kofeinu a alkoholu) a byly popsány v článku z roku 1907 v časopise Journal of Physiology (Rivers, Webber, 1907).

Od té doby se na chvíli i vlivem společenského rozkolu daly ruce od kofeinu pryč. Další seriózní výzkumy tak pokračovaly až ve 40. letech. Zde také hovoříme již o výrazném zájmu o kofein jako látku se možným zásadním vlivem na sportovní výkon. Začaly se také seriózně zkoumat metabolické dopady, dopady na trénink a zejména pak dopady kofeinu ve vytrvalostním sportu. (Hladi, 1946, Costill, 1978)

Jak tedy kofein u sportu funguje a jak nás ovlivní (nejen) ve fitku?

Za zcela zásadní se pro výkon považuje vliv na CNS a jeho stimulace. Přestože je účinek kofeinu na centrální nervový systém (CNS) široce přijímán jako primární mechanismus, kterým kofein mění výkon, bylo navrženo několik dalších mechanismů k vysvětlení ergogenních účinků kofeinu, a to včetně:

• zvýšené dostupnosti myofibrilárního vápníku pro svalový stah
• změny v metabolismu při výkonu v e prospěch vyššího využití mastných kyselin
• změně v dostupnosti energetických substrátů
• snížení bolestivosti svalů během výkonu
• anebo právě stimulace CNS.

Možná si tedy řeknete: „co z toho je tedy pro mě jako fitnessáka využitelné?“

Jeden z dříve navrhovaných mechanismů spojených s ergogenními účinky kofeinu vycházel z pozorované zvýšené oxidace volných mastných kyselin (tuků) po požití kofeinu a následného šetření svalového glykogenu. Toto vedlo ke zlepšení aerobního výkonu (Costill, Spiert, 1995). Ve vztahu k silovému výkonu však toto bylo po čase vyvráceno, i když ke zvýšenému využití tukové tkáně může docházet, není to princip uplatnitelný u krátkodobých výkon, kde se účinek kofeinu stejně tak prokázal. (Graham, 2000)

Při požití nižších dávek kofeinu (1–3 mg / kg tělesné hmotnosti), které nevedou k významným fyziologickým reakcím (tj. RER, změny v laktátu v krvi, v glukóze nebo tepové frekvenci), má kofein měřitelné ergogenní účinky a poskytuje silnou podporu pro CNS během výkonu. (Graham, 1985, Cureton, 2007) U silových výkonů se tedy pozornost přesunula na působení kofeinu během cvičení v centrálním a periferním nervovém systému, které by mohlo změnit míru vnímané námahy, bolest svalů a případně schopnosti kosterní svaloviny generovat sílu. (Black, 2015)

Bylo prokázáno, že bolest svalů negativně ovlivňuje nábor motorických jednotek a generování síly kosterního svalstva. Mechanismy CNS zprostředkované kofeinem, jako je uvolňování dopaminu, jsou proto pravděpodobně efektivní pro zmírnění bolesti během cvičení s vysokou intenzitou tím i schopnosti ovlivňujících silové dispozice. (Motl, 2006) Zajímavá meta-analýza Dohertyho (2005) zkoumající 21 studií převážně na mužích dospělého věku a fyzicky zdatných, našla průměrné zvýšení silového výkonu o 11 %.

Zdá se, že kofein má přímé účinky na sval, což může přispívat k jeho ergogenitě. Nejpravděpodobnější cestou, kterou může kofein prospět kontrakci svalů, je mobilizace iontů vápníku (Ca2 +), která se účastní svalového stahu (v podstatě jej startuje) a usnadňuje produkci síly každé motorické jednotky svalu. (Rosseau, 1988)

Únava způsobená postupným snižováním vápenných iontů může být po požití kofeinu snížena. Podobně může kofein částečně působit na periferii zvýšenou aktivitou sodno-draselné pumpy, což potenciálně zvyšuje vybuzení a aktivaci nezbytnou pro svalovou kontrakci. Zdá se také, že kofein využívá své účinky na v různých částech těla a svalů, které se následně mezi sebou kombinují a na výkon působí v synergii.

Nejsilnější důkazy však stále naznačují, že hlavním cílem kofeinu je CNS. Tento fakt je nyní široce přijímán i vědeckou obcí jako primární mechanismus, kterým kofein mění duševní a fyzický výkon. V tomto směru se předpokládá, že kofein působí na CNS prostřednictvím antagonismu adenosinových receptorů, což vede ke zvýšení uvolňování neurotransmiterů, rychlosti aktivace motorických jednotek a potlačení bolesti. (Meeusen, 2013) V tomto smyslu se také často zmiňuje podobnost kofeinu na adenosin. Hlavní známé účinky adenosinu spočívají ve snížení koncentrace mnoha neurotransmiterů CNS, včetně serotoninu, dopaminu, acetylcholinu a glutamátu. Kofein, který má podobnou molekulární strukturu jako adenosin, se po požití váže na receptory adenosinu, a proto zvyšuje koncentraci těchto neurotransmiterů. Výsledkem jsou pozitivní účinky na náladu, bdělost, soustředění a bdělost u většiny, ale ne u všech jedinců. (Meeusen, 2006)

Co z toho tedy plyne ve vztahu k síle a svalové hmotě?

Dostáváme se tak konečně k „jádru pudla“. Tedy k tematice, která nás jako fitness nadšence zajímá asi nejvíce. Co kofein a svaly? Trochu vám mohly napovědět odstavce výše. Ty jasně prokazují pozitivní vliv suplementace kofeinem na výkon silového charakteru, jehož přenesená vyšší efektivita může mít skvělé výsledky ve snaze o nárůst svalů, silové přírůstky nebo při silově-vytrvalostních výkonech jako je bojový sport, atletika či kanoistika. Pokud ani toto nestačí, podívejme se ještě na zajímavé výsledky meta-analýz (tedy high levelu studií) o kofeinu a výkonu.

Nejčastěji konzumovaná dávka kofeinu ve studiích využívajících silové úkoly u trénovaných nebo netrénovaných jedinců se obvykle pohybuje v rozmezí 3 až 6 mg / kg tělesné hmotnosti (přičemž 2 mg až 11 mg představuje celé rozmezí) využívané standardně ve formě kapslí nebo tablet. Možná si nyní řeknete, že jsem se s dávkou zbláznil. Uvedu to tedy jinak. Toto je dávka, která se standardně využívá ve studiích a vědeckých pracích. Nezřídka kdy tak narazíte na studii, kde sportovci využívali dávku 600 mg kofeinu a více. To možná jen proto, abyste tušili, kde až se dá opravdu indikovat nějaký dopad na fyzický výkon. Tím neříkám, abyste nyní zaběhli do kuchyně a napálili tam 3 kapsle od Extrifitu. Reakce na kofein je stále velmi individualizovaná a dávka 200 mg pro začátek jistě postačí (pro někoho to bude až příliš).

V posledních letech spatřilo světlo světa hned několik velmi hezkých studií, a i když měli různě prokázané výsledky, tak je pravdou, že přetrvává určitá nejistota ohledně výhod kofeinu v činnostech využívajících sílu, vytrvalostní sílu anebo rychlost.

Meta-analýzy Warrena (2010) a Polito (2016) prokázali vliv suplementace kofeinem pro silovou vytrvalost. A to na procentuálních změnách 6 resp. 7 %. Není to mnoho, ale pro silového sportovce je i každé procento dobré, a kulturisti snažící se o maximální úsilí by v tomto ohledu měli radost, že mohou „jít“ v sériích o 1-2 opakování nahoru. V jiných meta-analýzách se potvrdil stejně tak efekt na samotné silové dispozice (ve smyslu maximální síly), a to v meta-analýzách Grgice (2017) a Becka (2006). V pohledu na mechanismus, se mimo výše zmíněné považuje za zásadní oddálení svalové únavy a lepší schopnost odvést kvalitní následnou sérii.

Velmi hezkou meta-analýzu připravil také Grgic (2019), kdy se zabýval výzkumem změny v maximální síle. Zde se dostal na hodnoty zlepšení od 2-7 %. A ač to nemusí opět znít kdoví jak, tak pro silového sportovce benchujícího třeba 200 kg, může tento benefit znamenat i 10 kg na čince v maximální sérii.

Pokud si tedy znalosti a závěry různých studií spojíme s obecným věděním ve fitness, můžeme prohlásit, že by kofein nemusel mít výkon pouze na akutní silové schopnosti. Ale díky změnám v unavitelností svalů během pracovních sérií, by mohl být sekundárně anebo přeneseně efektivní i z podpory výkonu pro svalovou hypertrofii.

A to jsou dopady, které se již jistě počítají. Směle si tak sedněte před tréninkem do křesla, dejte si svoji jednu až dvě kávy, a nechte se unášet na vlně zlepšeného kvalitního výkonu pro možný vyšší nárůst svalů, síly anebo prostě a jednoduše příjemnějšího výkonu. A abych nezapomněl, až to ve fitku „rozbijete“, tak hurá pro protein.