Caffeina e sport

Caffeina e sport

Introduzione

La caffeina, nota con il nome scientifico di 1,3,7-trimetilxantina, è un alcaloide naturale derivato dalla xantina ed è presente in varie specie vegetali, tra cui le piante di caffè, cacao, tè, cola, guaranà, e matè. È considerata una droga psicoattiva con marcato effetto ergogenico.

L’assunzione di caffeina negli sportivi è legata proprio a tali effetti, utili per incrementare la prestazione e inibire il senso di affaticamento. Una volta assunta per via orale, viene metabolizzata ed assorbita rapidamente e in maniera praticamente completa (3-10% espulsa attraverso i reni); livelli ematici significativi si raggiungono dopo circa 40-45 minuti, mentre il completo assorbimento si verifica nel corso dei successivi 90 minuti (1). La sede di metabolizzazione della caffeina è il fegato, dove viene convertita in tre sostanze metabolicamente importanti: la paraxantina (effetto lipolitico), la teobromina (effetto vasodilatatore) e la teofillina (azione rilassante della muscolatura bronchiale) (2). Negli adulti sani, in media, l’emivita è di circa quattro ore, con oscillazioni che vanno dalle due alle otto ore.

L’assunzione giornaliera, secondo il parere dell’EFSA (European Food Safety Authority), non dovrebbe superare i 400mg di caffeina (circa 5,7 mg/kg per peso corporeo) assunti durante il corso della giornata (3). Tale dose sembra non porre problemi di sicurezza per gli adulti in buona salute, fatta eccezione per le donne in gravidanza, poiché essendo di natura lipofila attraversa la placenta e la barriera ematoencefalica.

Caffeina nello sport

Gli effetti della caffeina sulla salute e sulla pratica sportiva sono da sempre dibattuti nell’ambito della comunità scientifica. Ad oggi la letteratura suggerisce che i benefici sulle prestazioni sportive si basano su tre asserzioni principali:

  1. L’abilità della sostanza di accrescere l’efficienza con cui vengono bruciati i grassi, soprattutto in esercizi aerobici superiori ad un’ora di durata. Tale azione sarebbe promossa dalla stimolazione nel rilascio di catecolamine (adrenalina e noradrenalina), rilasciate dal sistema parasimpatico, che favoriscono la beta ossidazione dei grassi. La caffeina blocca i recettori dell’adenosina delle cellule adipose e svolge un effetto lipolitico (4). Il rilascio di catecolamine favorisce inoltre l’aumento del metabolismo corporeo, della frequenza cardiaca, della pressione arteriosa e del numero di atti respiratori, aumentando in questo modo l’ossigenazione del sangue;
  2. L’abilità della caffeina di ridurre il consumo di glicogeno con conseguente mobilizzazione degli acidi grassi (5). Tale situazione è particolarmente importante nelle discipline di lunga durata (endurance) dove una compromissione nelle scorte di glicogeno può determinare un peggioramento della performance;
  3. La capacità della caffeina di ridurre il tasso di percezione dello sforzo. La caffeina agisce infatti come antagonista competitivo sui recettori dell’adenosina riducendo la sensazione di fatica percepita. Questa azione si traduce in una migliore attivazione dei motoneuroni, cioè di quei nervi che si collegano ai muscoli e ne permettono la contrazione (6). La sua attività è stata confermata anche dall’EFSA che dopo aver valutato tutti gli studi scientifici antecedenti al 2007, ha concluso che assumere caffeina aumenta le prestazioni di resistenza e riduce la percezione di sforzo (3). Un altro possibile meccanismo attraverso cui la caffeina potrebbe diminuire la percezione di dolore è la secrezione di beta-endorfine (proprietà analgesiche) a seguito di assunzione di caffeina in attività di sprint e ad alta intensità (7).

Un dato molto interessante, confermato dall’International Society of Sports Nutrition, è che la relazione tra il consumo di caffeina e le prestazioni non dipende dalla dose che se ne assume. Assumere infatti una quantità maggiore di caffeina (>9mg/kg) rispetto alla dose consigliata pari a 3-
6 mg/kg, non migliora in alcun modo i risultati sportivi. Sempre l’International Society of Sports Nutrition ha confermato che la caffeina può migliorare la concentrazione durante sessioni di allenamento lunghe ed intense e che può aumentare notevolmente la resistenza fisica degli sportivi negli esercizi prolungati, ad alta intensità e di resistenza, compresi gli sport di squadra come il calcio e il rugby (8).

Recentemente è stata esaminata la combinazione di caffeina e carboidrati come potenziale mezzo per migliorare il recupero post esercizio. In uno studio del 2004 di Battram et al. (9) è stato infatti dimostrato che l’assunzione di carboidrati e caffeina in combinazione, permette la diminuzione della percezione di fatica e l’allungamento dei tempi di “esaurimento” fisico e mentale. L’effetto è principalmente legato al mantenimento della glicemia e al tasso di ossidazione di glucosio a livello muscolare. In aggiunta, la combinazione permette un miglioramento del tasso di assorbimento intestinale dei carboidrati.

Malgrado non tutti gli studi confermino gli effetti ergogenici della caffeina, la maggior parte di essi ne esalta tali caratteristiche, già a basse dosi. Nella maggior parte delle ricerche, è stato dimostrato che l’assunzione di caffeina è utile per migliorare la performance, se questa viene assunta almeno30 minuti prima dell’allenamento. Secondo uno studio condotto da Kovacs et al. (10), una quantità di caffeina medio-bassa pari a circa 2-9 mg/kg di massa corporea, se assunta almeno 1h prima dell’esercizio o della competizione in uno sport di resistenza, stimola un miglioramento della performance ed aumenta i livelli sierici di catecolamine.

Negli ultimi anni il focus della ricerca sull’attività della caffeina si è spostato sui risultati delle prestazioni degli esercizi anaerobici, come la resistenza e la forza muscolare, anche se ad oggi non ci sono ancora dati sperimentali tali da affermare che questa abbia qualche effetto certo.

Caffeina e componente genetica

Gli studi scientifici sulla caffeina hanno ripetutamente dimostrato l’effetto sulla prestazione sportiva, tuttavia, simultaneamente, la risposta ergogenica che ne deriva ha mostrato una considerevole variazione interindividuale, tanto che in alcuni soggetti invece di dare una risposta ergogenica ne provoca una ergolitica. Questa variazione si verifica attraverso numerosi fattori, molti dei quali sono influenzati da predisposizioni genetiche.

L’impatto della caffeina nell’organismo è governato da molti fattori individuali mediati da fattori ambientali, abitudini sonno-veglia, abitudini alimentari o l’influenza di meccanismi epigenetici. Ad oggi, polimorfismi presenti nei geni coinvolti nella velocità di metabolizzazione della caffeina CYP1A2 e dell’eccitabilità del sistema nervoso ADORA2A, sembrano avere un impatto direttamente modificante sugli effetti ergogenici della stessa. I polimorfismi (SNPs) del primo gene implicano la predisposizione del soggetto ad essere un metabolizzatore “veloce” o “lento” di questa sostanza. Il gene CYP1A2 codifica per il citocromo P450 1A2, un enzima responsabile del 95% di tutto il metabolismo della caffeina (11).

L’effetto della variabilità genetica di CYP1A2 è stato dimostrato nello studio di Womack et al. (12), in cui 35 ciclisti professioni, cui è stata somministrata caffeina (6mg/kg), hanno mostrato un significativo aumento delle prestazioni in presenza di allele metabolizzatore “veloce”. Lo stesso è stato dimostrato per il gene ADORA2A, nel quale però si è visto che la presenza di un determinato allele aumenta l’ansietà dello sportivo (13).

Questo studio è potenzialmente di interesse per le persone che soffrono di ansia pre-competizione, ma anche per gli individui che necessitano di uno stimolo eccitativo pre-gara. Poiché i polimorfismi di CYP1A2 e ADORA2A non sono stati ancora studiati insieme, sono necessarie ulteriori ricerche per chiarirne il ruolo e non è escluso, dato il grande numero di meccanismi attraverso i quali la caffeina sembra esercitare la sua azione, che altri geni siano implicati nella risposta all’assunzione di caffeina.

Conclusioni

Caffeina e sport costituiscono da sempre un binomio molto controverso: non ci sono dubbi sul fatto che la sostanza possa migliorare le performance atletiche nelle condizioni giuste, ma nel contempo è anche molto difficile individuare limiti che fungano da paletto tra integrazione alimentare ed abuso. La caffeina è una sostanza farmacologicamente attiva ad azione psicotropa, la cui risposta da parte dell’organismo è parecchio soggettiva. Quando se ne fa un uso eccessivo e cronico o quando se ne è maggiormente sensibili, può causare molteplici effetti avversi come agitazione, irritabilità, tremore, emicrania, alterazione nella qualità del sonno, disturbi gastrointestinali (14). Il fatto che la caffeina non sia più considerata una sostanza dopante secondo la WADA non implica che se ne possa fare un uso smodato. Tra l’altro superare le dosi suggerite di caffeina/die oltre a non essere positivo per la salute, non ha alcun beneficio in termini di prestazione sportiva (15).

Bibliografia

(1) Caffeine and nutrition. Nutrition 2000, 16:522-526, Harland B.

(2) Metabolic, catecholamine, and exercise performance responses to various doses of caffeine. J Appl
Physiol 1995, 78:867-74, Graham TE, Spriet LL.

(3) Scientific Opinion on the safety of caffeine – EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies
(NDA) – EFSA Journal 2015;13(5):4102.

(4) Adenosine receptors and behavioral actions ofmethylxanthines. Proc Natl Acad SciU S A

(5):3260–3264, Snyder SH, Katims JJ, Annau Z, Bruns RF, Daly JW (1981)., International society of sports nutrition
position stand: caffeine and performance Goldstein et al. Journal of the International Society of Sports
Nutrition 2010.

(6) Alimentazione nello sport, Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli 2001 Katch e
Mc Ardle.

(7) Endorphins: What are they? How are they measured? What is their role in exercise? Med Sci Sports
Exerc 1985, 17:74-81, Grossman A, Sutton JR.

(8) International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance – Journal of the
International Society of Sports Nutrition2010 – Erica R Goldstein et al.

(9) Caffeine ingestion does not impede the resynthesis of proglycogen and macroglycogen after prolonged exercise and carbohydrate supplementation in humans. J Appl Physiol 2004, 96:943-950], Battram DS,
Shearer J, Robinson D, Graham TE.

(10) Effect of caffeinated drinks on substrate metabolism, caffeine excretion, and performance. J Appl
Physiol. 1998;85:709–15, Kovacs EM, Stegen JHCH, Brouns F.

(11) Biotransformation of caffeine, paraxanthine, theobromine and theophylline by cDNAexpressed human
CYP1A2 and CYP2E1. Pharmacogenetics. 1992;2(2):73–7, Gu L, Gonzalez FJ, Kalow W, Tang BK.

(12) The influence of a CYP1A2 polymorphism on the ergogenic effects of caffeine. J Int Soc Sports Nutr.
2012;9(1):7, Womack CJ, Saunders MJ, Bechtel MK, Bolton DJ, Martin M, Luden ND, Dunham W, Hancock M.

(13) Association of the anxiogenic and alerting effects of caffeine with ADORA2A and ADORA1
polymorphisms and habitual level of caffeine consumption. Neuropsychopharmacology. 2010;35(9):1973–
83), Rogers PJ, Hohoff C, Heatherley SV, Mullings EL, Maxfield PJ, Evershed RP, Deckert J, Nutt DJ.

(14) Effects of caffeine, sleep loss, and stress on cognitive performance and mood during U.S. navy SEAL
training. Sea-air-land. Psychopharmacology. 2002;164:250–61, Lieberman HR, Tharion WJ, Shukitt-Hale B, Speckman KL, Tulley R.

(15) International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance. J Int Soc Sports Nutr.
2010;7(1), Goldstein ER, Ziegenfuss T, Kalman D, Kreider R, Campbell B, Wilborn C, Taylor L, Willoughby D, Stout J, Graves BS, Wildman R.

Chiara Toldo

Chiara Toldo

Regulatory Affairs Specialist @ Biovita srl - Certificata SANIS Padova 2017-18 | Linkedin

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