Koffein, DNS és megismerés

A koffein kognitív teljesítményre gyakorolt ​​egyének közötti hatásainak vizsgálatára egy kettős vak, placebo-kontrollált crossover-tervet alkalmaznak, amely a „hosszú távú” koffeinexpozíció és az absztinencia váltakozó időszakait foglalja magában. Az alábbiakban részletesen ismertetjük azt az eljárást, amelyet a résztvevőknek a vizsgálat mind a négy hetében követniük kell.

1. Alaplátogatás: alapkérdőív, antropometria, megismerkedés a vizsgálati eljárásokkal és feladatokkal. A résztvevők az 1. héten kiegészítőt (n=18 kapszula) és nyálfiolákat (n=6) kapnak a nyálmintagyűjtéshez. A résztvevők kedvük szerint koffeinmentes kávét, teát és kakaót is kapnak.
2. 1-6. nap: placebo vagy koffein kapszula x 3 naponta 09.00, 11.00 és 15.00 órakor. A koffein- és placebo-kiegészítésnek való megfelelést minden nap 17.00 órakor nyálmintával értékelik a hosszú távú kiegészítés minden napján. A vér és a nyál koffeinkoncentrációja erősen korrelál, és a szint jellemzően fokozatosan emelkedik a nap folyamán (a koffeines italok időszakos fogyasztása miatt). A napi koffeinbevitel legjobb egymintás biológiai vizsgálatát a késő délutáni minták biztosítják (James, 1994; James és Rogers, 2005).
3. 5. és 6. nap: A „kihívó” napokra való felkészülés és a CYP1A2 enzim indukálhatóságát bizonyítottan befolyásoló környezeti tényezők ellenőrzése érdekében a résztvevőket arra kérik, hogy 48 órán keresztül tartózkodjanak az alkoholtól, és kerüljék a megerőltető testmozgást 24 órával az edzés előtt. kísérletek során, és kerülje a keresztesvirágú ételek (brokkoli és kelbimbó) fogyasztását (Gunes & Dahl, 2008). Végül a résztvevők diétás naplót kapnak, hogy rögzítsék az összes ételt és italt, amelyet a négy kísérleti kísérlet előtti 24 órában elfogyasztottak.
4. 7. nap (kísérleti nap): A résztvevőket megkérjük, hogy egy éjszakai böjt után jelentkezzenek be a laboratóriumba, és kövesse az alábbi eljárást:

09:00: Nyálminta pótlás előtt és kognitív feladatok

09:30: Kiegészítés 3 mg/ttkg koffeinnel vagy placebóval

10:30: Az első kiegészítés utáni nyálminta és kognitív feladatok

12:30: Második pótlás utáni nyálminta és kognitív feladatok

13:00: Gyümölcslevet vagy üdítőt és sajtos szendvicset tartalmazó étkezés

15:30: Harmadik szupplementáció utáni nyálminta és kognitív feladatok

Nyálmintát vesznek érkezéskor és 1, 3 és 6 órával a kiegészítés után. Az első mintát annak ellenőrzésére veszik, hogy betartják-e azt a követelményt, hogy ne vegyenek be reggeli táplálékkiegészítőjüket, így a vizsgálati ágtól függetlenül koffein-absztinencia alatt kell állniuk. Kimutatták, hogy 1 mg/kg koffein körülbelül 1 μg/ml-es koffeinszintet eredményez a plazmában, és a nyál koffeinkoncentrációja várhatóan a plazmaszint körülbelül 70%-a (Walther és mtsai, 1983). Korábban 1 μg/ml alatti átlagos nyálkoffeinszintről számoltak be az éjszakai koffein-absztinencia miatt (Evans & Griffiths, 1999). A koffeintartalmú kezelést követően a nyál koffeinszintje segít a koffein-anyagcsere meghatározásában (Dodd és mtsai, 2015).

A kiegészítőt a résztvevő testtömegével arányos vízzel kell lenyelni (3 ml/testtömeg-kg). A kísérleti napok során a résztvevőket arra kérik, hogy ad libitum fogyasszanak vizet az első kísérletükben, és azonos mennyiségben a következő kísérletekben. Arra is felkérik őket, hogy a próbák között kerüljék a testmozgást.

A kognitív feladatokat négy időpontban hajtják végre: a kiegészítés előtti és 1, 3 és 6 órával az után. Ha vízmentes koffeint kapszulában használunk, a koffein csúcskoncentrációja általában körülbelül 1 órával a bevétel után következik be (Graham, 2001). Ezért a koffein metabolitjainak mérése 1 órával a koffein bevétele után leginkább a koffein felszívódását mérné, és nem a metabolizmust, amelyet a CYP1A2 enzim határoz meg. Így a CYP1A2 genotípusok koffeinhatásokra gyakorolt ​​hatásait vizsgáló vizsgálatoknak az 1 óránál hosszabb ideig tartó protokollok használatára kell összpontosítaniuk, mivel ezek a hatások nyilvánvalóbbak lehetnek az 1 óránál tovább tartó eseményekben, ahol a koffein metabolizmusának kifejezettebb hatása lehet. Azt is meg kell jegyezni, hogy a koffein felezési ideje átlagosan 4-6 óra (Nehlig, 2018) a legtöbb felnőttnél, és még nem ismert, hogy a koffein metabolizmusa milyen mértékben változik a gyors és lassú metabolizálók között. Ezért nem ismert, hogy mikor lenne elég nagy különbség a keringő koffeinszintben a gyors és lassú metabolizálók között ahhoz, hogy jelentős hatást gyakoroljon a koffein ergogenitására (Southward et al., 2018). Emiatt 3 különböző időpontot választottunk a kiegészítés után a kognitív feladatok elvégzésére: az 1 óra utáni kiegészítést azért választottuk ki, hogy lehetővé tegyük az összehasonlítást számos korábbi koffeinvizsgálattal, mivel ez a leggyakrabban használt időpont a kognitív teljesítmény tesztelésére. kiegészítés a szakirodalomban (Carswell et al., 2020). A kiegészítés utáni 3 és 6 órás időpontokat is hozzáadtuk, mivel ezek a koffein felezési idejének átlagos tartományába esnek, és hogy megvizsgáljuk a „gyors” és „lassú” metabolizálók teljesítménybeli különbségeit. Feltételezzük, hogy azok, akik gyorsabban metabolizálják a koffeint, nem tartják fenn a koffein magas nyálszintjét a 6 órás esemény során, mint azok, akiknél a koffein metabolizmusa lassabb.

Minden kísérleti nap végén a résztvevőket megkapják a következő hét kapszuláival, valamint a nyál-koffein-mintavételhez szükséges fiolákkal.

Amint rendelkezésre állnak, a mintákat -20 °C-on fagyasztva tárolják az elemzésig. A nyál koffeinszintjét az Enzyme Multiplied Immunoassay Technique (EMIT) segítségével spektrofotometriás módszerrel mérik. Az EMIT teszt egy homogén enzimes immunoassay, amelyet a koffein mint metabolit meghatározására használnak, és előnyben részesítik, mivel kevésbé invazív, mint a szérum koffein használata, és megbízhatónak és reprodukálhatónak bizonyult (Tripathi et al., 2015). A 30 μg/ml-nél nagyobb szérum koffeinszintek hígítást igényelnek az EMIT assay-vel történő elemzéskor.