Kofein a hypoxie během cvičení u mužů a žen (HypoCaff)

V důsledku modernizace dopravy a rozvoje cestovního ruchu stále větší počet jednotlivců navštěvuje vysokohorské destinace za prací i odpočinkem. Je známo, že výsledná expozice (hypobarické) hypoxii snižuje zátěžovou kapacitu v důsledku snížení maximálního příjmu kyslíku vyvolaného nižším tlakem kyslíku v kyslíkové kaskádě. Několik vysokohorských destinací doporučuje svým návštěvníkům, aby během pobytu omezili nebo úplně vyloučili příjem kofeinu. Toto doporučení je často založeno na diuretických účincích kofeinu, protože zvýšená ztráta tekutin močí by mohla zvýraznit dehydrataci a potenciálně přispívat k pocitům akutní horské nemoci. V současnosti však neexistují žádné vědecké důkazy, které by toto doporučení dokládaly. Ve skutečnosti je kofein známý jako zvláště účinný stimulant pro zlepšení výkonu při cvičení na úrovni moře. Kofein by tedy mohl pomoci horolezcům, kteří se během výprav ve výškách věnují poměrně intenzivní fyzické aktivitě. Předpokládá se, že mechanismy, které jsou základem ergogenních účinků kofeinu, pocházejí centrálně a periferně. Zvláště zajímavý je potenciál kofeinu zvýšit ventilaci při submaximální a maximální intenzitě cvičení. V prostředí s vysokou nadmořskou výškou by to mohlo pomoci kompenzovat hypoxémii způsobenou cvičením a hypoxií, a tím zvýšit kapacitu cvičení.

Některé studie skutečně poskytly důkazy pro názor, že kofein by mohl zlepšit cvičební schopnosti při hypoxii. Byly stanoveny dávky kofeinu 4,0 - 6,0 mg/kg tělesné hmotnosti v (simulovaných a pozemských) prostředích s nadmořskou výškou rovnající se 2000 - 4300 m. V každém případě se zdálo, že výkon a/nebo kapacita při cvičení ve výšce lze skutečně zvýšit požitím kofeinu. Je však zapotřebí další mechanistická práce, zejména při hodnocení fyziologických účinků kofeinu nad rámec typických cvičebních výkonů (časovka) a cvičební kapacity (špičkový výkon, maximální příjem kyslíku). Lepší holistické porozumění respiračním, kardiovaskulárním, svalovým a metabolickým reakcím na cvičení, kofein a hypoxii je nezbytné, abychom pochopili, zda je požití kofeinu ve výšce vhodné.

Sportovněvědný výzkum je z velké části prováděn na mužských účastnících a předpokládá se, že poznatky z těchto studií platí i pro ženskou populaci. Vzhledem ke známým rozdílům mezi pohlavími ve složení těla, hormonech a dalších fyziologických faktorech však tyto předpoklady nemusí být vhodné. Je proto důležité provádět výzkum u žen, aby bylo možné aplikovat specifická doporučení pro ženy na sportovce a na běžnou populaci.

Protože se jedná o důležité úvahy, cílem tohoto projektu je prozkoumat účinky suplementace kofeinu na cvičení při hypoxii a určit, zda jsou tyto účinky ovlivněny rozdíly mezi pohlavími.

Pro účast v projektu bude vybráno 24 zdravých dospělých účastníků (12 mužů, 12 žen). Pro stanovení maximálního příjmu kyslíku u účastníků normoxie a pro jejich seznámení s protokolem hlavního pokusu bude použito předběžné testování. Druhá předběžná laboratorní návštěva bude použita k měření klidové rychlosti metabolismu účastníků.

Hlavní fází experimentu bude čtyřklinická randomizovaná zkřížená studie; normoxie (okolní) vs. hypoxie (frakce vdechovaného kyslíku = 0,13) a placebo (20 g maltodextrinu) vs. kofein (20 g maltodextrinu + 6 mg/kg kofeinu tělesné hmotnosti). Účastníci se budou vyhýbat kofeinu, alkoholu a intenzivnímu cvičení po dobu 24 hodin před každou návštěvou laboratoře. Budou také opakovat svou stravu po dobu 24 hodin před každým hlavním soudem. Každá hlavní zkouška bude zahrnovat 20minutovou periodu středně intenzivního cyklování, po které bude bezprostředně následovat přírůstkový zátěžový test do vyčerpání. Účastníci budou zaslepeni ohledně stavu prostředí a obsahu testovacího nápoje. Výsledná měření budou zahrnovat proměnné výměny plynů, koncentraci glukózy/laktátu v krvi, okysličení svalů a mozku, saturaci krve kyslíkem, srdeční frekvenci a hodnocení vnímané námahy. Tato měření poskytnou holistický přehled široké fyziologické reakce na zátěž, hypoxii a kofein.