在這次新冠肺炎疫情來之前,台灣各種運動賽事風行,隨之盛行的就是各種運動補給品,除了乳清蛋白這樣增肌的基本款,也開始出現各式各樣的產品型態,例如果膠、shot、果凍…等,以及強調不同「機能性」的成分,像是多酚抗氧化與促進一氧化氮(NO)生成,或是 GABA 幫助穩定情緒、表現不失常,不過呢,在許多機能成分當中,咖啡因的出現,可能會讓人有點懷疑…想著,「它在這裡幹什麼?」
事實上,它不僅有提神的作用,也對運動幫助有表現,至於它怎麼發揮作用呢?請繼續往下看吧!
咖啡因來自哪些食物?不讓你睡的原理是什麼?
咖啡因英文 Caffeine,是一種甲基黃嘌呤化合物,天然存在於咖啡、茶、可可豆莢,其他還有瓜拿納、可樂果(cola nut)、馬黛茶…等等,也有這個成分;能刺激中樞神經系統、肌肉,或是心臟,與細胞上的腺苷接受器結合後,可抑制腺苷的活性。
腺苷這個名字看似很陌生,但它卻是跟人體能量的使用有密切的關係;三磷酸腺苷,也就是 ATP 是細胞使用能量最小的單位,當它作為能量用掉之後,分子裡面的腺苷就會跑出來。在腦裡面,腺苷與接受器結合之後,會讓人有鎮靜、想睡覺的作用。
為什麼腺苷太多會讓人覺得累、想睡覺? 人體有這樣的機制其實很聰明,想想,人體內什麼情形會有很多腺苷跑出來呢? 通常是忙了一整天,或是經歷消耗很大的活動,身體處在能量耗竭、可能也伴隨一些組織器官的損傷;而能量消耗的過程本來就會釋放出腺苷,它本身又能作為一種神經調節的訊號,告訴大腦,切換成休息模式,好好的補充能量與修復。
Caffiene 的分子結構跟腺苷很像,也能跟腺苷接受器結合,但又因為長得沒有完全一樣,無法發揮像腺苷那樣的神經調節作用;取而代之,則是有讓人不想睡、精神亢奮、抗疲勞的作用,不過此結合狀態不會持續太久,過一陣子,就被代謝掉,腺苷就又能順利的跟接受器結合,這個時候,人就又會覺得累、得想睡覺啦。
如何幫助運動表現
上一段講的是提神,接著讓我們來聊聊它在運動方面的應用,簡單來說,它有改善耐力、力量與爆發力的效果,適合用在耐力運動,例如長距離跑步,或是需要激烈和間歇的運動,例如足球和網球;對於時間短、激烈的運動,像短跑或舉重,幫助就可能不大。
至於它為什麼能有這樣的幫助,其背後的機制是在運動初期,動員了游離的脂肪酸作為能量來源,因而節省了肌肉肝糖的使用。
研究發現,在同樣的運動強度下,Caffeine 能讓你動得更久,比較不會那麼疲勞,如果想要靠它來有好的運動表現,建議運動前 30 ~ 60 分鐘補充,用量每公斤體重 2 ~ 6 毫克。
一般超商的中冰美的含量可以到 1 ~ 200 毫克,因此對大多數人來說,這樣的劑量可能足以發揮作用,但前提是你喝咖啡不會腸胃不適。
當然如果你喝咖啡會想跑廁所,那麼可以挑那些有添加 Caffeine 的運動蛋白棒、膠囊、果膠…之類的產品。
適量就好
每公斤體重 2 ~ 3 毫克算是低劑量,到了 6 毫克則算是高劑量,如果你在補充之前,不太喝咖啡、也沒補充過相關的產品,那麼建議從最低有用的劑量開始,大約是每公斤體重 1.5 毫克,以一位體重 75 公斤的成人為例,可以在運動前補充 112.5 毫克,吃了沒有感到不適,就可以再往上增加。
成年人合理的安全劑量每天 400~500 毫克,青少年的話,應限制在 100 毫克以下。一天如果攝取超過 500 毫克的話,可能反而會有降低運動表現、干擾睡眠、易怒或是焦慮等副作用出現;此外,如果一次服用 10 公克以上,可能會有生命危險。
Caffeine tolerance
經常攝取大量,身體可能會出現耐受性(細胞的腺苷接受器變多),也就是說 Caffeine 帶來的作用會減弱;不過大概停止攝取一個月,感受能力會回到原狀。
Caffeine 作用機制影片
- World coffee consumption – International Coffee Organization
- Dietary Supplements for Exercise and Athletic Performance – NIH ODS
- Grgic, J. (2021). Effects of Caffeine on Resistance Exercise: A Review of Recent Research. Sports Medicine, 1-18.