Cafeïne en hypoxie tijdens inspanning bij mannen en vrouwen (HypoCaff)

Als gevolg van de modernisering van het vervoer en de ontwikkeling van het toerisme, bezoeken steeds meer mensen bestemmingen op grote hoogte voor werk en vrije tijd. Het is bekend dat de resulterende blootstelling aan (hypobare) hypoxie de inspanningscapaciteit vermindert als gevolg van een vermindering van de maximale zuurstofopname veroorzaakt door een lagere zuurstofdruk in de gehele zuurstofcascade. Verschillende bestemmingen op grote hoogte raden hun bezoekers aan om de inname van cafeïne tijdens hun verblijf te verminderen of volledig te vermijden. Deze aanbeveling is vaak gebaseerd op de diuretische effecten van cafeïne, aangezien het verhoogde vochtverlies via de urine uitdroging kan versterken, wat mogelijk kan bijdragen aan gevoelens van acute hoogteziekte. Er is momenteel echter geen wetenschappelijk bewijs om deze aanbeveling te onderbouwen. Het is zelfs bekend dat cafeïne een bijzonder effectief stimulerend middel is om de trainingsprestaties op zeeniveau te verbeteren. Cafeïne zou daarom bergbeklimmers kunnen helpen die tijdens expedities op hoogte relatief intensief lichamelijk actief zijn. Aangenomen wordt dat de mechanismen die ten grondslag liggen aan de ergogene effecten van cafeïne centraal en perifeer ontstaan. Van bijzonder belang is het potentieel van cafeïne om de ventilatie te verhogen bij submaximale en maximale trainingsintensiteiten. In een omgeving op grote hoogte zou dit kunnen helpen om door inspanning en hypoxie veroorzaakte hypoxemie te compenseren, waardoor de inspanningscapaciteit wordt verbeterd.

Sommige onderzoeken hebben inderdaad bewijs geleverd voor het idee dat cafeïne de trainingsmogelijkheden bij hypoxie zou kunnen verbeteren. Er zijn cafeïnedoses van 4,0 - 6,0 mg/kg lichaamsgewicht vastgesteld, in (gesimuleerde en terrestrische) hoogteomgevingen die overeenkomen met 2000 - 4300 m. In elk geval bleek dat de trainingsprestaties en/of -capaciteit op hoogte inderdaad verbeterd konden worden door de inname van cafeïne. Er is echter verder mechanistisch werk nodig, met name bij de beoordeling van de fysiologische effecten van cafeïne die verder gaan dan de resultaten van de typische trainingsprestaties (tijdrit) en trainingscapaciteit (piekvermogen, maximale zuurstofopname). Een beter holistisch begrip van respiratoire, cardiovasculaire, musculaire en metabolische reacties op lichaamsbeweging, cafeïne en hypoxie is nodig om te begrijpen of inname van cafeïne op hoogte aan te raden is.

Sportwetenschappelijk onderzoek wordt grotendeels uitgevoerd bij mannelijke deelnemers en de bevindingen van deze onderzoeken worden verondersteld ook van toepassing te zijn op de vrouwelijke bevolking. Gezien de bekende sekseverschillen in lichaamssamenstelling, hormonen en andere fysiologische factoren, zijn deze aannames echter mogelijk niet geschikt. Het is daarom belangrijk om onderzoek te doen bij vrouwen, zodat vrouwspecifieke aanbevelingen kunnen worden toegepast op sporters en op de algemene bevolking.

Aangezien dit belangrijke overwegingen zijn, is het doel van dit project om de effecten van cafeïnesuppletie op inspanning bij hypoxie te onderzoeken, en om te bepalen of deze effecten worden beïnvloed door sekseverschillen.

24 gezonde volwassen deelnemers (12 mannen, 12 vrouwen) zullen worden aangeworven om deel te nemen aan het project. Een voorbereidende testsessie zal worden gebruikt om de maximale zuurstofopname van de deelnemers aan normoxia te bepalen en hen vertrouwd te maken met het hoofdonderzoeksprotocol. Een tweede voorbereidend laboratoriumbezoek zal worden gebruikt om de stofwisseling in rust van de deelnemers te meten.

De belangrijkste fase van het experiment zal een gerandomiseerde cross-over studie met vier proeven zijn; normoxia (omgeving) vs. hypoxie (fractie ingeademde zuurstof = 0,13) en placebo (20 g maltodextrine) vs. cafeïne (20 g maltodextrine + 6 mg/kg lichaamsgewicht cafeïne). Deelnemers vermijden cafeïne, alcohol en intensieve lichaamsbeweging gedurende 24 uur voorafgaand aan elk laboratoriumbezoek. Ze herhalen ook hun dieet gedurende 24 uur vóór elke hoofdproef. Elke hoofdproef omvat een fietsperiode van 20 minuten met matige intensiteit, onmiddellijk gevolgd door een incrementele inspanningstest tot uitputting. Deelnemers zullen blind zijn voor de omgevingsomstandigheden en de inhoud van de testdrank. Uitkomstmaten omvatten gasuitwisselingsvariabelen, bloedglucose/lactaatconcentratie, spier- en hersenoxygenatie, bloedzuurstofverzadiging, hartslag en beoordeling van waargenomen inspanning. Deze metingen zullen een holistisch overzicht geven van de brede fysiologische respons op inspanning, hypoxie en cafeïne.