Как кофеин влияет на организм бегуна, и стоит ли принимать его на забеге

Трудно найти человека, который совсем не употреблял бы кофеин ни в каком виде. Про его пользу и вред ходит множество мифов: согласно одним теориям, это вещество можно употреблять без ущерба для здоровья, другие «страшилки» пугают сильными негативными побочными эффектами и предлагают чуть ли не полностью отказаться.

Доля правды есть и там, и там. Одних кофеин бодрит, на других не оказывает практически никакого влияния, а кому-то и вовсе противопоказан. В этой статье будем разбираться, что это за субстанция, как она воздействует на организм, действительно ли кофеин эффективен для повышения работоспособности на соревнованиях, и, главное, как и в каких дозах его стоит употреблять бегунам, чтобы улучшить свои результаты на забегах. 

Что такое кофеин, и как он действует

Кофеин — это химическое вещество, которое содержится в листьях и семенах растений, а также может быть синтезировано искусственным путём. Растения он защищает от насекомых-вредителей, поедающих листья, то есть работает как природный пестицид.

В то же время насекомых, которые опыляют растения, нектар с содержанием кофеина, наоборот, привлекает. Когда листья опадают, кофеин поступает в почву, тем самым препятствуя размножению и росту других растений. 

Благодаря своему воздействию на центральную нервную систему, он используется в качестве стимулятора в повседневной жизни для получения той самой бодрости, а также в медицинских целях, в частности, в составе обезболивающих препаратов. Активно применяют его свойства и спортсмены во время стартов и на тренировках.

Для основной массы людей кофеин является стимулятором. Субъективно это ощущается повышением работоспособности, ощущением бодрости, подъёма энергии; проходит сонливость, появляется желание действовать. При этом калорийность кофеина стремится к нулю (в чистом виде, а не в виде латте с сиропом).

Как кофеин влияет на организм

Откуда вообще берётся энергия при употреблении кофеина? Организм может получать энергию только при помощи АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты. В клетках есть специальные органеллы — митохондрии, своего рода энергетические станции. В них постоянно идут процессы распада и ресинтеза АТФ, в результате чего выделяется энергия, используемая для жизнедеятельности.

Грубо говоря, в ходе цикла химических реакций аденозинтрифосфат распадается на аденозиндифосфат и фосфат; затем аденозиндифосфат — на аденозинмонофосфат и фосфат и т.д. Когда рвутся эти связи, высвобождается энергия, которая и используется для обеспечения всех процессов в организме.

Аденозин (продукт распада АТФ) через специальные канальцы выходит за пределы клетки, попадает на так называемые пуриновые рецепторы, которые этот сигнал трактуют как наступление утомления. АТФ израсходовалась, нужно сделать паузу, отдохнуть, чтобы восстановить запасы.

В свою очередь, кофеин блокирует эти рецепторы. Таким образом, сигнал об утомлении не проходит: молекулы кофеина буквально закрывают рецепторы. То есть энергетической ценности, как таковой, кофеин не представляет, в ресинтезе АТФ не участвует, но действует бодряще, блокируя передачу сигнала об утомлении.

Почему кофеин может действовать и не действовать

Но не всё так просто и стандартно. Особенности нервной системы некоторых людей таковы, что кофеин может либо вообще не действовать, либо, наоборот, вызывать сонливость и торможение. Почему так происходит?

Нервная система обладает двумя противоположными свойствами — возбуждения и торможения. Эти сигналы передаются от одних нейронов к другим с помощью нейромедиаторов — специальных веществ-посредников, которые способствуют передаче нервных импульсов.

Соответственно, есть:

• нервные клетки, производящие основной возбуждающий нейромедиатор — глутамат,
• нервные клетки, вырабатывающие основной тормозной нейромедиатор — гамма-аминомасляную кислоту.

Вышеупомянутые пуриновые рецепторы могут быть распределены по-разному по этим клеткам. Если кофеин действует на клетки одинаково (равное соотношение этих рецепторов на «тормозных» и «возбуждающих» клетках), то состояние нервной системы не меняется. В жизни это устроено так:

• у большинства людей пуриновых рецепторов на клетках, производящих возбуждающий нейромедиатор, больше, поэтому кофе оказывает бодрящий эффект;
• у каждого шестого это соотношение одинаково, поэтому особого стимулирующего эффекта от кофе нет. При этом субъективно может по-другому ощущаться работа сердца и внутренних органов;
• у каждого двадцатого этих рецепторов больше на клетках с тормозным нейромедиатором, поэтому кофеин способствует торможению, и от кофе хочется спать.

Как кофеин влияет на различные системы и процессы в организме

Во многом из-за такой неоднозначной реакции нервной системы и существует столько противоречивых исследований относительно кофеинсодержащих продуктов и их употребления. Отсюда и разброс в допустимых дозировках. Однако можно выделить некоторые общие моменты и эффекты.

Влияние кофеина на сердечно-сосудистую систему

Рецепторы, чувствительные к аденозину (продукт распада АТФ), есть и в стенках сосудов, и в сердце. Его накопление (то есть «сигнал об утомлении») снижает частоту сердечных сокращений. Кофеин же, блокируя рецепторы, аналогично с вышеописанным механизмом прекращения передачи этого сигнала, не даёт сердцу замедляться.

Ранее считалось, что это может приводить к аритмии, однако большинство современных исследований* это не подтвердили: негативное влияние кофеина на сердце не доказано.

* Здесь и далее упоминания исследований и научных данных основываются на ссылках в конце статьи. 

Кофеин может повышать артериальное давление у тех, кто его редко употребляет, однако существенного и представляющего опасность для здоровья повышения у людей, не страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, он не вызывает.

Но этого нельзя сказать о гипертониках — там реакция может быть более сильной.

Влияние кофеина на эндокринную систему

Есть данные, что регулярное употребление кофе в рекомендованных дозах снижает риск развития диабета 2-го типа. Механизм этот до конца не изучен; есть предположение, что кофеин способствует увеличению уровня адипонектина — вещества, повышающего чувствительность клеток к инсулину.

Влияние кофеина на пищеварение

Горький вкус кофе стимулирует выработку желудочного сока, то есть снижает его pH, тем самым повышая кислотность. С одной стороны, это может привести к гастриту, поэтому употреблять кофе натощак не рекомендуется. С другой стороны, такой эффект кофеина активно используется в фармакологии в комплексной терапии болевого синдрома — он увеличивает моторику желудка, что измеряется волнами давления и распространяющимися сокращениями в поперечной/нисходящей ободочной кишке.

Величина эффекта кофе с кофеином аналогична приёму пищи, на 60% выше, чем эффект от употребления воды, и на 23% сильнее, чем от кофе без кофеина. Соответственно, кофеин может ускорять всасывание лекарственных препаратов и сокращать время достижения их максимальной концентрации в крови, тем самым усиливая обезболивающий эффект.

Липолитическое действие кофеина

Многие отмечают жиросжигающий эффект кофеина. Более того, это вещество входит в состав многих липолитиков. Однако здесь нет никакой магии — волшебной таблетки для похудения не существует.

Жир нельзя растопить, как на сковородке, в организме он используется исключительно в химических реакциях, проходящих в митохондриях, для ресинтеза АТФ и выработки энергии. Можно лишь повлиять на скорость и продолжительность этих процессов.

Кофеин, как это уже было отмечено выше, блокирует передачу сигнала об утомлении, соответственно, физическая работа может продолжаться дольше, и жиры будут всё равно использоваться.

Нормы потребления кофеина

Общая рекомендация относительно кофеина такова: суточная доза не должна превышать 400 мг для здорового взрослого человека. Для детей этот показатель — 100 мг, для беременных женщин — 200 мг. В общей сумме нужно учитывать кофеин, который мы получаем из продуктов и напитков, а также кофеин из спортивных добавок.

Кофеин содержится, прежде всего, во многих напитках. Интересно, что само по себе это вещество представляет собой белые или прозрачные кристаллы, горькие на вкус, в отличие от тёмных кофе и чая.

Рейтинг кофеинсодержащих напитков выглядит примерно следующим образом:

• Фильтр-кофе (200 мл) – 150 мг
• Кофе, сваренный в турке (200 мл) – 110 мг
• Эспрессо (50 мл) – 60 мг
• Капучино (200 мл) – 30-50 мг
• Латте (200 мл) – 30 мг
• Черный чай (200 мл) – 30 мг
• Зелёный чай (200 мл) – 25 мг
• Red bull (250 мл) – 80 мг
• Coca-Cola (330 мл) – 40 мг

Таким образом, ежедневно можно употреблять 2-3 чашки кофе, не опасаясь за здоровье (при отсутствии сердечно-сосудистых заболеваний и других прямых противопоказаний).

Кроме того, поскольку кофеин содержится в какао-бобах, он присутствует в шоколаде и шоколадных десертах, но его количество там недостаточно велико, чтобы существенно повлиять на суточное потребление кофеина.

Кофеин: допинг или нет?

Неудивительно, что способность кофеина блокировать сигналы об усталости используется спортсменами в видах спорта на выносливость: он помогает бороться с утомлением на длительных забегах, заплывах и велогонках.

В настоящее время кофеин не считается допингом: согласно классификации ВАДА, он относится к списку «Стимуляторы» (S6), то есть включён в программу мониторинга на 2023 год, но не является запрещённым препаратом.

Однако в период с 1984 по 2006 гг. он входил в перечень запрещённых веществ. Исключили его во многом из-за того, что у некоторых людей не хватает фермента, метаболизирующего кофеин. И даже после пары чашек кофе анализ такого человека покажет очень высокую концентрацию кофеина.

Кроме того, поскольку уровень кофеина определялся по анализу мочи, было трудно понять, кто употребил кофеинсодержащие напитки просто так, а кто с целью повышения результатов.

Таким образом, хоть кофеин и обладает определённым стимулирующим действием, в нормальных дозах этот эффект не настолько силён, чтобы существенно влиять на результаты.

Как принимать кофеин во время забегов

1. Определитесь с дозировкой

Общие рекомендации таковы: суммарная суточная доза должна составлять 3-6 мг кофеина на кг веса, и при этом разовая доза не должна превышать 200 мг.

Если мы говорим про более классическую форму употребления кофеина на дистанции — гели, то их можно условно разделить на 3 категории:

• Гели с низким содержанием кофеина (до 40 мг на порцию)
• Гели со средним содержанием кофеина (50-100 мг на порцию)
• Гели с высоким содержанием кофеина (150 мг и выше)

О том, как их стоит принимать, скажем чуть ниже.

2. Решите, когда принимать кофеин

Некоторые спортсмены предпочитают употреблять его ближе к финишу, во второй половине дистанции, когда силы уже на исходе, другие же — за определённое время до начала забега. Логичнее выглядит комбинированный подход, поскольку для того, чтобы ощутить эффект кофеина, нужно время, около 30-40 минут — примерно столько требуется организму на его усвоение. А если принять кофеин только к концу забега, он может просто не успеть подействовать.

Соответственно, разумно будет принять кофеин до старта и затем примерно раз в час добавлять поддерживающую дозу. Но при этом, конечно, следить, чтобы не было превышения предельно допустимой суточной и разовой дозы.

Из этих же соображений бодрящий эффект колы, которую некоторые бегуны начинают активно употреблять ближе к концу забега, сильно переоценён. В первую очередь, наш мозг реагирует на содержащийся в ней сахар, из-за чего возникает «эффект воодушевления». Кофеина там немного, поэтому фактическое его воздействие также невелико.

А вот «эффект плацебо» в плане бодрости кола дарит моментально. На какое-то время поднять настроение она точно сможет.

Читать по теме: Почему марафонцы пьют колу

3. Решите, в какой форме употреблять кофеин

Учитывая тот факт, что кофеин активизирует работу ЖКТ, углеводы из гелей в сочетании с кофеином будут усваиваться лучше. Поэтому предпочтительнее кофеинсодержащие гели.

Гели с низким содержанием кофеина логично употребить перед стартом, когда ещё нет утомления, а бодрость дают сами эмоции от ожидания забега. По ходу дистанции можно употреблять гели с низким или средним содержанием кофеина.

Что касается гелей с высоким содержанием кофеина, то здесь есть риск превысить суточную норму, а также получить неприятные последствия от слишком высокой разовой дозы (например, гели, содержащие 300 мг кофеина в геле объёмом 60 мл).

Основные симптомы передозировки кофеином:

• тошнота, рвота, диарея
• беспокойство, тревога, паника
• тремор конечностей, а при более высоких дозах — судороги
• головная боль
• звон в ушах
• нарушение сознания
• учащённое сердцебиение, аритмия
• повышение артериального давления.

Поэтому гелями с высокими дозами кофеина однозначно лучше не злоупотреблять.

Всё это, безусловно, носит рекомендательный характер. Оптимальную дозировку, время и способы приёма кофеина нужно подбирать индивидуально, причём не на старте, а заблаговременно, на тренировках. Непосредственно на забеге не должно быть ничего нового — ни экипировки, ни питания, чтобы исключить неприятные сюрпризы.

Поскольку кофеин является веществом, воздействующим на нервную систему, не нужно использовать кофеинсодержащие гели на каждой тренировке, чтобы не снижалась чувствительность к кофеину. Более того, чтобы на соревнованиях ощутить реальный эффект от таких гелей, за пару недель до старта желательно вообще отказаться от употребления кофе и кофеина в другом виде (безкофеиновая диета).

Итоги

1. Кофеин действительно оказывает бодрящий эффект на большинство людей, давая тем самым ощущения прилива сил, энергии, ясности мысли, повышая концентрацию внимания и работоспособность. Связано это с тем, что кофеин блокирует рецепторы, передающие сигнал об усталости в мозг.

2. Негативные эффекты от кофеина вообще и кофе в частности сильно преувеличены — в разумных дозах он не вызывает подъёма давления, тахикардию, обезвоживание и т.д.

3. Рекомендуемая норма потребления — до 400 мг кофеина в день, при этом разовая доза не должна превышать 200 мг.

4. Гели с кофеином действительно могут оказывать стимулирующий эффект на длительных забегах. Для этого нужно их правильно принимать: за 30-40 минут до старта следует принять небольшую дозу кофеина, а затем поддерживающую примерно раз в час. Можно увеличить разовую дозу во второй половине дистанции, но при этом следить, чтобы суммарная доза не оказалась выше предельно допустимой.

5. Все организмы разные, и реакция на кофеин может быть разной. Поэтому схему приёма гелей с кофеином нужно подбирать индивидуально, причём делать это не на забегах, а на тренировках, чтобы на старте не было сюрпризов.

Источники

1. Coffee acutely increases sympathetic nerve activity and blood pressure independently of caffeine content: role of habitual versus non habitual drinking. Corgi R, Binggeli C, Sudano I, Spieker L, Hanseler E, Ruschitzka F, Chaplin WF, Luscher TF, Noll G. Circulation, 2002, 106 (23): 2935
2. Systematic review of the potential adverse effects of caffeine consumption in healthy adults, pregnant women, adolescents and children. Wikoff D, Welsh BT, Henderson R, Brorby GP, Britt J, Myers E, Goldberger J, Lieberman HR, O’Brien C, Peck J, Tenenbein M, Weaver C, Harvey S, Urban J, Doepker C. Food Chem Toxicol. 2017; 109 (Pt 1): 585. Epub 2017 Apr 21.
3. The health consequences of caffeine. Curatolo PW, Robertson D. Ann Intern Med. 1983; 98 (5 Pt 1):641
4. Coffee, caffeine and risks of type 2 diabetes: a prospective cohort study in younger and middle aged U.S. women
5. Caffeine in the management of patients with headache. Richard B. Lipton, Hans-Christoph Diener, Ketu Patel. Article number: 107 (2017)
6. Дубынин В.А. Кофе и мозг: почему некоторые люди засыпают от кофе. Лекция

Читайте далее: Пиво после бега: вред или польза?