Articolo tratto da: “International Society of sports nutrition position stand: caffeine and
performance” – Erica R Goldstein et al. – Journal of the international society of sports
nutrition (2010)

Meccanismo d’azione

La caffeina viene assorbita molto rapidamente dal tratto gastrointestinale [1 -3], e si muove attraverso le membrane cellulari con la stessa facilità con cui viene assorbita ed inviata ai tessuti [4,5]. La caffeina (1,3,7-trimethyl-xantina) viene poi metabolizzata nel fegato e trasformata in tre diverse molecole: paraxantina, teofillina e teobromina [1, 6, 7]. Si cominciano a vedere elevati livelli di caffeina nel sangue entro 15-45 minuti dall’assunzione e il picco di concentrazione massima viene raggiunto in circa 1 ora [1, 3, 8, 9]. Grazie alla sua natura lipidica, la caffeina, è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica senza difficoltà [5, 10]. Basandosi sull’assorbimento tissutale e sulla clearance urinaria, possiamo dire che la concentrazione di caffeina circolante diminuisce dal 50 al 75% entro 3-6 ore dall’assunzione [3, 11].
Sono stati dimostrati diversi meccanismi d’azione per la caffeina. Di sicuro uno dei più importanti è la sua capacità di competere con l’adenosina per il suo recettore [5, 11, 12]. L’inibizione del recettore dell’adenosina nel cervello, provoca, infatti, una cascata di reazioni che portano alla fosforilazione della proteina DARP-32 che genera psicostimolazione aumentando quindi lo stato di allerta e migliorando la capacità di concentrazione (44, 45 ).
In aggiunta al suo impatto sul sistema nervoso centrale, la caffeina, può influenzare l’utilizzo dei substrati energetici durante l’attività fisica. In particolare, diversi studi, hanno dimostrato che l’assunzione di caffeina riesca a diminuire l’uso di glicogeno durante l’esercizio fisico in favore di quello dei grassi [14-17]. Il conseguente risparmio di glicogeno, permette di prolungare lo sforzo fisico soprattutto negli sport di endurance.
Un altro possibile meccanismo d’azione attraverso il quale la caffeina migliora la performance sportiva è quello di incrementare la secrezione di β-endorfine [18] le quali, avendo un’azione analgesica, riducono la percezione del dolore e quindi della fatica [19].
Infine, la caffeina riesce a promuovere una risposta termogenica statisticamente significativa e, di
conseguenza incrementare il dispendio energetico [20].

Caffeina e recupero post allenamento

È stato dimostrato che la caffeina non solo non è dannosa per il recupero muscolare [24], ma è in grado addirittura di incrementare la resintesi del glicogeno se assunta insieme a dei carboidrati durante la fase di recupero post-allenamento [25]. Tuttavia, va considerato che la clearance della caffeina dal flusso sanguigno avviene in circa 3-6 ore o anche di più a seconda dell’individualità della persona, di conseguenza il consumo di caffeina pre e post allenamento va pianificato con cura in modo tale da non disturbare il sonno dell’atleta in quanto causerebbe un effetto negativo sul recupero generale.

Caffeina e endurance

Diversi metodi per la supplementazione con caffeina sono stati analizzati e i risultati hanno fornito delle indicazioni interessanti sulla forma e sul dosaggio appropriato del composto. Uno degli studi più noti, è stato pubblicato da Graham et al [21]. Nel loro studio hanno fatto correre sul tapisroulant dei runners allenati dopo averli sottoposti ad uno dei seguenti trattamenti 60 minuti prima dell’inizio dell’esperimento: caffeina in capsule + acqua, caffè, caffè decaffeinato, caffè decaffeinato + caffeina in capsule e placebo. Gli atleti che hanno assunto caffeina in capsule sono quelli che  hanno ottenuto i risultati migliori riuscendo a percorrere 2-3 km in più rispetto agli altri. Il motivo per cui la caffeina sembra essere più efficace se presa in capsule anziché sotto forma di caffè è che probabilmente all’interno del caffè sono presenti altre sostanze in grado di inibire l’azione della caffeina [21]. Nel 2002, De Paulis et al. [26], hanno dimostrato che durante il processo di arrostimento del caffè, vengono prodotti dei derivati degli acidi clorigenici che potrebbero interferire con la capacità della caffeina di inibire il recettore dell’adenosina.
Diversi studi sono stati effettuati per stabilire il dosaggio ottimale di caffeina. Dai risultati ottenuti si può dedurre che: sebbene esistano differenze individuali dovute a fattori quali il livello di allenamento della persona, l’abitudine ad assumere caffeina o il tipo di allenamento, il range di dosaggio ottimale va dai 3 ai 6 mg/kg per ottenere un miglioramento medio della performance del 24 – 27% [22, 23]. Dosaggi superiori non hanno sortito un effetto migliore [7, 22, 23, 27].

Caffeina, alta intensità e sport di squadra

Per quanto riguarda gli sport ad alta intensità, i dati che abbiamo sono un po’ più controversi rispetto a quelli ottenuti per gli sport di endurance. Ad esempio in uno studio effettuato da Collomp et al. [28] su soggetti non allenati, la caffeina non ha fornito alcun vantaggio rispetto al placebo sul Wingate test (test in cui la persona viene fatta pedalare il più velocemente possibile per 30s sul cicloergometro con una resistenza inizialmente nulla e poi aumentata dopo i primi 3s). Risultati simili, sono stati ottenuti da Greer et al. [29], dove i partecipanti hanno avuto addirittura un calo della performance dopo l’assunzione di caffeina negli due su 4 sessioni di Wingate test. Infine, Lorino et al. [30], hanno esaminato gli effetti della caffeina a 6 mg/kg su soggetti non allenati, sia sull’agilità atletica che sul Wingate test e i risultati sono stati negativi in entrambi i casi.
In contrasto con questi risultati, Woolf et al [36], hanno dimostrato che atleti ben condizionati, raggiungono un picco di potenza maggiore a seguito dell’assunzione di 5 mg/kg di caffeina. In un altro studio realizzato da Collomp et al. [28], sono stati analizzati gli effetti della caffeina su 100m di nuoto in stile libero, sia su soggetti bene allenati che non. Solo coloro che avevano un ottimo livello di allenamento hanno avuto un incremento della performance a seguito dell’assunzione di caffeina. Risultati simili sono stati ottenuti da McIntosh and Wright [31] sui 1500m di nuoto e da Wiles et al. [32] su 1 km di corsa, in cui è stato registrata una riduzione del tempo di percorrenza
del km del 3,1% (71,1s contro 73,4s).
In conclusione possiamo dire che, per quanto riguarda gli sport ad alta intensità, la caffeina sortisce un effetto positivo solamente in atleti altamente allenati. L’ipotesi che è stata formulata da Collomp et al. [29] per spiegare questo fenomeno è che: specifici adattamenti fisiologici tipici di persone molto allenate (come ad esempio una miglior regolazione acido-base dovuto ad una migliore capacità di buffering intracellulare di H+ ), sono essenziali per far sì che la caffeina eserciti la sua azione ergogenica.
Per quanto riguarda gli sport di squadra, possiamo citare un paio di studi clinici molto interessanti.
Il primo è stato realizzato da Stuart et al. [33] su dei giocatori di rugby in cui è stata registrato un aumento dell’accuratezza del passaggio di palla del 10% dopo aver assunto 6 mg/kg di caffeina rispetto al placebo. L’altro è quello realizzato da Schneiker et al. [34] in cui hanno chiesto a dei giocatori di calcio di fare degli sprint ripetuti per una durata totale di 80 minuti di allenamento. Gli atleti che avevano assunto 6 mg/kg di caffeina, hanno avuto un incremento della performance dell’ 8,5% nella prima metà dell’allenamento e del 7,6% nella seconda metà.
In conclusione, possiamo dire che la supplementazione con caffeina può essere utile sia sugli sforzi brevi che su ripetute di sprint, ma solo per coloro che hanno un buon livello di allenamento alle spalle.

Caffeina e sport di forza/potenza

In quest’area gli studi clinici a disposizione sono ancora molto pochi e i pochi, che sono stati fatti, presentano risultati molto diversi tra loro. Ad esempio, in alcuni studi come quelli effettuati da Woolf et al. [36] e Beck et al. [35], coloro che avevano assunto caffeina (5 e 3 mg/kg rispettivamente) hanno avuto un miglioramento della performance del 2,1% (max. rep con l’80% di 1RM) sulla bench press ma non sulla leg press o leg extension rispettivamente. In altri studi, come quello effettuato da Astorino et al. [37] non sono stati riscontrati risultati significativi né sulla forza massima (1RM leg press e bench press) né sul massimo numero di ripetizioni possibili con il 60% di 1RM.
Messi insieme, questi dati indicano che sono necessari ancora ulteriori studi per capire se la caffeina può essere d’aiuto nell’incrementare la performance in questo tipo di sport. È interessante notare la mancanza di risultati positivi per quanto riguarda la parte inferiore del corpo rispetto alla parte superiore.

Caffeina e idratazione

Dal momento che la caffeina stimola la diuresi, è stato ipotizzato che essa potesse indurre disidratazione durante l’attività fisica.
Sono stati fatti diversi esperimenti ed è stato visto che l’assunzione di caffeina fa aumentare il volume di urina prodotta ma solo a se assunta a riposo. Non è stato registrato alcun cambiamento, invece, a seguito di assunzione di caffeina in concomitanza dell’esercizio fisico [38, 39, 40, 41, 42].
In un altro studio effettuato da Roti et al. [43], 59 giovani maschi fisicamente attivi che, sono stati sottoposti ad un test di tolleranza al caldo. Ai ragazzi sono stati somministrati 3 mg/kg di caffeina per 6 giorni e poi, il giorno della prova sono stati divisi in tre gruppi a cui sono stati dati rispettivamente, 0, 3 e 6 mg/kg di caffeina. I risultati hanno dimostrato che la caffeina non ha influito negativamente sulla sudorazione, sulla termoregolazione e, di conseguenza, sulla performance.
Sulla base di questi risultati, possiamo dire che la caffeina non influisce negativamente nè sull’idratazione né sulla termoregolazione in condizioni di calore se assunta in concomitanza dell’esercizio fisico.

Caffeina e doping

Secondo la Commissione Olimpica, il limite massimo di caffeina nelle urine consentito è di 12µg/ml [6,13]. Per raggiungere questa quantità bisognerebbe assumere tra i 9 e i 13 mg/kg di caffeina [6].

Conclusioni

Sulla base dei dati scientifici finora ottenuti, possiamo trarre le seguenti conclusioni:

• La caffeina funziona meglio se assunta sotto forma di capsule, compresse o polvere anziché sotto forma di caffè.
• Nella maggior parte degli studi scientifici è stato utilizzato un protocollo in cui la caffeina era assunta 60 minuti prima dell’allenamento. Tuttavia, essa, funziona bene anche se consumata 15-30 minuti prima dell’allenamento.
• Un dosaggio che va dai 3 ai 6 mg/kg è sufficiente ad incrementare la performance. Dosaggi superiori non sortiscono un effetto migliore.
• La caffeina funziona molto bene negli sport di endurance. Può funzionare anche nelle attività ad alta intensità di durata prolungata (sport di squadra come calcio, hockey, rowing ecc..), ma solo in atleti ben allenati.
• La caffeina può incrementare la resintesi del glicogeno durante la fase di recupero postallenamento.
• La caffeina non influisce negativamente sull’idratazione e sulla termoregolazione.

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