Caffeina e ipossia durante l'esercizio in maschi e femmine (HypoCaff)

Come risultato della modernizzazione dei trasporti e dello sviluppo del turismo, un numero crescente di persone visita destinazioni ad alta quota per motivi di lavoro e di piacere. È noto che l'esposizione risultante all'ipossia (ipobarica) riduce la capacità di esercizio a causa di una riduzione dell'assorbimento massimo di ossigeno indotto dalla minore pressione dell'ossigeno in tutta la cascata dell'ossigeno. Diverse destinazioni ad alta quota raccomandano ai loro visitatori di ridurre o evitare completamente l'assunzione di caffeina durante il loro soggiorno. Questa raccomandazione si basa spesso sugli effetti diuretici della caffeina, poiché la maggiore perdita di liquidi attraverso l'urina potrebbe accentuare la disidratazione, contribuendo potenzialmente a sensazioni di mal di montagna acuto. Tuttavia, attualmente non ci sono prove scientifiche a sostegno di questa raccomandazione. Infatti, la caffeina è nota per essere uno stimolante particolarmente efficace per migliorare le prestazioni fisiche a livello del mare. La caffeina potrebbe quindi aiutare gli alpinisti che svolgono un'attività fisica relativamente intensa durante le spedizioni in quota. Si ritiene che i meccanismi alla base degli effetti ergogenici della caffeina abbiano origine a livello centrale e periferico. Di particolare interesse è il potenziale della caffeina per aumentare la ventilazione a intensità di esercizio submassimale e massimale. In un ambiente ad alta quota, ciò potrebbe aiutare a compensare l'ipossiemia indotta dall'esercizio e dall'ipossia, migliorando così la capacità di esercizio.

Alcuni studi hanno effettivamente fornito prove dell'idea che la caffeina potrebbe migliorare le capacità di esercizio nell'ipossia. Sono state valutate dosi di caffeina di 4,0 - 6,0 mg/kg di massa corporea, in ambienti di altitudine (simulata e terrestre) pari a 2000 - 4300 m. In ogni caso, è emerso che le prestazioni dell'esercizio e/o la capacità in quota potrebbero effettivamente essere migliorate dall'ingestione di caffeina. Tuttavia, è necessario un ulteriore lavoro meccanicistico, in particolare nella valutazione degli effetti fisiologici della caffeina oltre i risultati tipici della prestazione fisica (prova a tempo) e della capacità di esercizio (potenza di picco, consumo massimo di ossigeno). È necessaria una migliore comprensione olistica delle risposte respiratorie, cardiovascolari, muscolari e metaboliche all'esercizio, alla caffeina e all'ipossia per capire se l'ingestione di caffeina in quota è consigliabile.

La ricerca sulla scienza dello sport è in gran parte condotta su partecipanti di sesso maschile e si presume che i risultati di questi studi si applichino anche alla popolazione femminile. Tuttavia, date le note differenze sessuali nella composizione corporea, negli ormoni e in altri fattori fisiologici, queste ipotesi potrebbero non essere appropriate. È quindi importante condurre ricerche sulle donne, per consentire l'applicazione di raccomandazioni specifiche per le donne agli atleti e alla popolazione in generale.

Poiché si tratta di considerazioni importanti, lo scopo di questo progetto è indagare gli effetti dell'integrazione di caffeina sull'esercizio fisico nell'ipossia e determinare se questi effetti sono influenzati dalle differenze di sesso.

24 partecipanti adulti sani (12 maschi, 12 femmine) saranno reclutati per prendere parte al progetto. Verrà utilizzata una sessione di test preliminare per determinare l'assorbimento massimo di ossigeno dei partecipanti in normossia e per familiarizzare con il protocollo di prova principale. Una seconda visita di laboratorio preliminare verrà utilizzata per misurare il tasso metabolico a riposo dei partecipanti.

La fase principale dell'esperimento sarà uno studio crossover randomizzato a quattro prove; normossia (ambiente) vs. ipossia (frazione di ossigeno inspirato = 0,13) e placebo (20 g di maltodestrina) vs. caffeina (20 g di maltodestrina + 6 mg/kg di caffeina della massa corporea). I partecipanti eviteranno caffeina, alcol ed esercizio fisico intenso per 24 ore prima di ogni visita di laboratorio. Replicheranno anche la loro dieta per 24 ore prima di ogni prova principale. Ogni prova principale comporterà un periodo di ciclismo di intensità moderata di 20 minuti, immediatamente seguito da un test di esercizio incrementale fino all'esaurimento. I partecipanti saranno accecati dalle condizioni ambientali e dal contenuto della bevanda di prova. Le misure di esito includeranno variabili di scambio di gas, concentrazione di glucosio/lattato nel sangue, ossigenazione muscolare e cerebrale, saturazione di ossigeno nel sangue, frequenza cardiaca e valutazione dello sforzo percepito. Queste misurazioni forniranno una panoramica olistica dell'ampia risposta fisiologica all'esercizio, all'ipossia e alla caffeina.